Характеристики сигналов

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: I_c=I₀-I_n. Зная, что

1. - общее количество информации;
2. - помехи при обмене информацией,

получаем . (3)

Даже в случае, когда мощность сигнала меньше мощности помех(P_cn), мы можем выделить полезную информацию, так как I_c>0 всегда!

Исходя из формулы количества информации имеется возможность работать даже в условии больших помех. Конечно, количество сведений в сигнале уменьшается с ростом помех.