Любой динамический сигнал, отображающий сообщение, может быть оценен физическими характеристиками:
T - длительность сигнала
F - ширина спектра сигнала
H - превышение сигнала над помехой.
Знаний именно этих характеристик необходимо для оценки возможности реализации сигналов на определенных программно-аппаратных средствах. При этом сравнивают физические характеристики сигналов с физическими характеристиками той системы, в которой реализуется информационный процесс.
Характеристика V=TFH представляет собой обобщенную характеристику сигнала и может быть идентифицирована как объем сигнала. Объем относится к определенному информационному процессу. Рассмотрим характеристики для всей информационной системы. Пусть:
Tc - время, предоставляемое системой для данного сигнала;
Fc - ширина полосы пропускания, возможная для данной системы;
Hc - возможное (допустимое) превышение сигнала над помехой в данной системе.
Тогда обобщенная характеристика объема сигнала для системы, в которую внедряется ИТ (или определенный информационный процесс): Vc = Tc Fc Hc.
Для возможности работы ИТ(или процесса) в рамках системы необходимым условием является V ≤ Vc. Достаточные условия: T ≤ Tc; F ≤ Fc; H ≤ Hc.
Если соблюдается необходимое условие, то сигнал может быть реализован в системе. А если не выполняется одно из достаточных условий, то это может быть преодолено с помощью некоторых процедур над сигналом (например, за счет операций кодирования или модуляции).
При ограниченной мощности сигнала (вполне реально в технических системах), количество сведений, которые содержит сигнал, составит:
I = T F log A P (1)
Количество сведений (информация), которое содержит сигнал:
, (2)
где А -постоянный коэффициент.
Информация, поступающая с реальных объектов в виде сигнала, существует на фоне помех. Следует выделить полезный сигнал.
Пусть I0 - общее количество сведений от объекта, включающее и сигнал и помехи. Сигнал и помехи считаем аддитивным.
Выделение полезного сигнала: Ic=I0-In. Зная, что
- - общее количество информации;
- - помехи при обмене информацией,
получаем . (3)
Даже в случае, когда мощность сигнала меньше мощности помех(Pcn), мы можем выделить полезную информацию, так как Ic>0 всегда!
Исходя из формулы количества информации имеется возможность работать даже в условии больших помех. Конечно, количество сведений в сигнале уменьшается с ростом помех.