C-ary symetrický komunikační kanál

Binární symetrický kanál (zkráceně BSC) je definován diagramem pravděpodobnosti přechodu znázorněným na obr. 1. Vstup kanálu přijímá binární signály, jako je 0 a 1. Pro každý z těchto vstupních signálů existuje pravděpodobnost, že signál bude přijat správně, a pravděpodobnost, že bude přijat nesprávně.

Rýže. 1. Binární symetrický kanál.

Zlý vtipálek, který vnáší do přenosu chyby, je velmi prostoduchý: nemá paměť a symboly „chybně interpretuje“ náhodně a nezávisle na sobě. Jeho jednání je destruktivní, ale není v něm vědomá zloba a jeho činnost je stabilní, alespoň ve statistickém smyslu.

Abstraktní schéma přenosu informace, kterým se takto budeme zabývat, je na Obr. 2. Vstup kodéru přijímá nějakou dlouhou binární sekvenci x,

skládající se ze znaků 0 a 1, které budeme říkat informační sekvence. Tato sekvence může být zcela libovolná. Chceme, aby byl přesně reprodukován na výstupu dekódovacího zařízení s pravděpodobností co nejbližší jedné. Zařízení kodéru a dekodéru jsou spojena pouze binárním symetrickým kanálem, pro který je známa pravděpodobnost přechodu

V této situaci je kodér jasně omezen v tom, jaké operace může provádět. Povaha DSC je taková, že předává pouze binární sekvence.

Rýže. 2. Přenos informací binárním symetrickým kanálem.

Ale kodér může převést sekvenci x na svém vstupu na delší sekvenci na svém výstupu. Sekvence se tak dostane do kanálu a na vstup dekódovacího zařízení dorazí její zkreslená verze y. Úkolem dekódovacího zařízení je při dané známé pravděpodobnosti přechodu kanálu zkreslené sekvence y přijaté na vstupu tohoto zařízení a způsobu kódování, který specifikuje transformaci, učinit rozhodnutí ohledně informační sekvence x přijaté kódováním. zařízení.

Pro daný DSC je úkolem kódování určit sadu pravidel, podle kterých je jakákoliv informační sekvence x zakódována do určité sekvence tak, aby dekódovací zařízení mohlo jedinečně a s libovolně nízkou pravděpodobností chyby rekonstruovat x, a to i přes zkreslení vyskytující se v kanál. Zajímá nás nejen

k označení toho, jak kodér z x vytváří s (problém kódování), ale také k označení toho, jak dekodér získává x z y (problém dekódování).

Existuje alespoň jedno jednoduché a zřejmé řešení tohoto problému: opakujte každý znak posloupnosti x jednou. Například informační sekvence

dle libosti odpovídá přenášené sekvenci

Budeme dekódovat y pomocí pravidla většiny. Pokud je nebo více znaků v každém bloku znaků rovno 1, pak dekódovací zařízení vytiskne znak 1, jinak - znak 0. Pokud je jasné, že když pravděpodobnost chyby Ale, bohužel, počet znaků, které mohou být doručeny k příjemci na výstup dekódovacího zařízení bude mít tendenci k 0.

Klasický způsob, jak snížit pravděpodobnost chyby při přenosu numerických informací přeložených do jazyka DSC, je, že za prvé by se měla snížit pravděpodobnost přechodu, tj. vybudovat lepší kanál. Pokud se v jakékoli fázi ukáže další zlepšování kanálu neekonomické nebo technicky nemožné, pak se přenos opakuje tolikrát, kolikrát je potřeba, aby se zajistilo, že výsledná pravděpodobnost chyby klesne pod určitou mez uspokojivou pro projektanta. Potíž s klasickým přístupem je v tom, že když se toto rozpětí chyb blíží nule, kanál se buď neúměrně prodraží, nebo příjem z jeho použití je neúměrně nízký. Jinými slovy, opět se setkáváme s tím, že dokonalost obvykle něco stojí.

Shannonova klíčová práce o teorii informace stanovila dvě obecné věty, které jsou v jasném rozporu s našimi očekáváními.

1. Pro daný kanál je možné za použití vhodně zvoleného kódování vysílat s pravděpodobností chyby menší, než je jakákoli předem určená hodnota, pokud rychlost přenosu informací nepřekročí určitou hranici známou jako kapacita kanálu C.

2. Naopak pro rychlosti přenosu informací vyšší než C je nemožné přenášet s libovolně nízkou pravděpodobností chyby.

V případě binárního symetrického kanálu je vhodné odkazovat na přenosovou rychlost informace na jeden přenášený symbol, spíše než na jednotku času. Když jsou všechny možné sekvence x na vstupu stejně pravděpodobné, je rychlost přenosu informace určena vztahem

- (DSC) je nejjednodušší komunikační kanál, jehož vstup je opatřen binárními znaky s předpokladem, že data budou vždy přenášena správně. Tento kanál se často používá v teorii kódování jako jeden z nejjednodušších k analýze... ... Wikipedie

binárně vyvážený kanál- Kanál přenosu dat, ve kterém jsou pravděpodobnosti chyb v symbolech „0“ a „1“ v průměru stejné a předchozí symboly nemají žádný vliv na následující. Spolehlivost přenosu informací nezávisí na tom, co... ...

- (anglický kanál, datová linka) systém technických prostředků a prostředí šíření signálu pro přenos zpráv (nejen dat) od zdroje k příjemci (a naopak). Komunikační kanál, chápaný v užším slova smyslu (komunikační cesta), ... ... Wikipedie

Kanál v teorii informace je jakékoli zařízení určené k přenosu informací. Na rozdíl od technologie je teorie informace abstrahována od specifické povahy těchto zařízení, stejně jako geometrie studuje objemy těles, abstrahovaná od... ...

Komunikační kanál, přechodová funkce k rogo, má tu či onu vlastnost symetrie. Homogenní kanál bez paměti s diskrétním časem a konečnými stavovými prostory Y a složkou signálu na vstupu a výstupu, specifikovanou přechodovou maticí... ... Matematická encyklopedie

I Kanál (z lat. canalis roura, žlab) ve vodním stavitelství umělý kanál (vodovod) pravidelného tvaru s volným pohybem vody, uspořádaný v zemi. K. se konstruuje v otevřeném výkopu nebo v násypu (na křižovatce trámů, roklí atd.), ... ... Velká sovětská encyklopedie

Digitální přenosový kanál- 3.8 Digitální přenosový kanál je soubor technických prostředků a přenosových médií, který zajišťuje přenos digitálního telekomunikačního signálu přenosovou rychlostí charakteristickou pro daný přenosový kanál. Zdroj…

digitální datové spojení- digitální kanál PD Kanál přenosu dat, přes který lze přenášet pouze digitální datový signál. Poznámka Kanál pro přenos digitálních dat je pojmenován v závislosti na typu přenášeného signálu, například binární digitální... ... Technická příručka překladatele

Digitální datové spojení- 164. Digitální datový kanál Digitální kanál PD E. Digitální datový kanál Datový kanál, přes který lze přenášet pouze digitální datový signál. Poznámka. Kanál pro přenos digitálních dat je pojmenován v závislosti na... ... Slovník-příručka termínů normativní a technické dokumentace

Obor matematiky, který studuje procesy ukládání, transformace a přenosu informací. Je založen na určitém způsobu měření množství informací. Na základě problémů teorie komunikace je teorie informace někdy považována za... ... Collierova encyklopedie

GOST R 51385-99: Prvky přenosových procedur a formátů servisních paketů (zpráv) v širokopásmové digitální síti integrovaných služeb s rychlým přepojováním paketů. Požadavky na postupy a formáty- Terminologie GOST R 51385 99: Prvky přenosových procedur a formátů servisních paketů (zpráv) v širokopásmové digitální síti integrovaných služeb s rychlým přepojováním paketů. Požadavky na postupy a formáty původního dokumentu: 2.2... ... Slovník-příručka termínů normativní a technické dokumentace

Satelitní internet vzbuzuje mezi uživateli zájem především díky své univerzální dostupnosti. Přístup k internetu ze satelitu totiž pomáhá tam, kde jsou jiné možnosti připojení k internetu neúčinné nebo vůbec nedostupné.

V době všudypřítomného internetu se pro obyvatele velkých měst jeho absence jeví jako nepochopení, ale jaké možnosti mají obyvatelé privátů a v místech odlehlých od velkých obydlených oblastí? Většina poskytovatelů těží z pokrytí obytnou sítí pouze bytových domů. Pro obyvatele „soukromého sektoru“ je mnohem obtížnější zorganizovat internetový kanál, nemluvě o vzdálených oblastech, kam poskytovatelé v blízké budoucnosti pravděpodobně nepřijdou. Samozřejmě je možné se k internetu připojit i přes mobilního operátora, ale při současném objemu provozu je to velmi drahé.

Důstojná alternativa k nízkorychlostnímu a drahému mobilnímu internetu - satelitní internet. V poslední době jej využívalo jen málo lidí, ale nyní se tento způsob přístupu k internetu stal mnohem dostupnější.

Satelitní pokrytí internetu

Satelitní internet- jedná se o komunikaci prostřednictvím rádiového kanálu za účasti umělých družic Země, které nejsou nezávislými zdroji ani konečnými přijímači signálu, neboť jsou pouze opakovači, které umožňují obejít omezení vzdálenosti pozemní rádiové komunikace způsobené nerovný terén naší planety. Satelitní internet je tedy pouze způsob, jak dodat signál od pozemního poskytovatele pozemnímu klientovi.

Zvláštností satelitního internetu je, že opakovač je na oběžné dráze a automaticky zvyšuje oblast pokrytí signálem na několik oblastí a regionů. I s přihlédnutím k jejich nákladnosti lze zdůvodnit důvod, proč tento typ komunikace není pro nikoho dostupný. Ještě jeden funkce satelitního internetu je omezit množství přenášených informací. Pokud by totiž každému účastníkovi musely být přiděleny dva samostatné kanály (pro příjem a vysílání dat), pak by se takové zařízení na satelit jednoduše nevešlo a počet možných účastníků by byl extrémně malý. Aby poskytovatelé nějak optimalizovali náklady, využívají zvláštnosti internetového provozu.

Asymetrický – satelitní internet o 50 %

Pokud mluvíme o statistikách, v průměru příchozí provoz převyšuje odchozí provoz a při navrhování sítí vycházejí z tohoto faktoru a poskytují různé rychlosti pro příchozí a odchozí kanály. Vezměme si například kanál ADSL (mimochodem tato zkratka znamená „asymetrická digitální linka“), ve kterém je příchozí provoz několikanásobně rychlejší než odchozí provoz. Zároveň se uživatelé cítí docela pohodlně a poskytovatel šetří na frekvenčních zdrojích. Podobná technologie se používá při organizaci satelitní komunikace, pouze zde operátoři využívají příležitosti nejen snížit rychlost zpětného kanálu, ale zcela jej odstranit ze satelitu, to znamená přenést tuto funkci do rukou pozemních poskytovatelů . Toto schéma se nazývá asymetrický kanál. Jako zpětný kanál je zpravidla využívána telefonní linka (pevná linka nebo mobilní připojení), ale tuto roli může sehrát i poskytovatel provozující lokální síť nebo bezdrátový přístup.

Existuje stereotyp, že satelitní internet je zaměřen na regiony s nedostatečně rozvinutou infrastrukturou, což nelze chápat jako úplnou absenci telekomunikací jako takových. Spíše to odkazuje na nedostatek slušných pozemních poskytovatelů s přijatelnými tarify. Tato možnost také umožňuje výrazně zvýšit rychlost přístupu, pokud je například přístup k internetu možný pouze přes telefonní modem nebo pomalý GPRS kanál mobilního internetu.

Zároveň existuje také obousměrný satelitní internet, ale tento jev není zdaleka tak rozšířený. Tato možnost je určena především pro ty, kteří potřebují přístup k internetu při absenci alternativy odkudkoli na světě. Toto řešení je skutečně nezávislé na stávajících sítích, i když k provozu stále vyžaduje elektřinu. Ale kvůli vysokým nákladům na takový kanál se používá hlavně pro nouzové pracovní účely, takže nejčastěji pod satelitní internet To znamená asymetrický kanál, který kombinuje následující:

• satelitní přijímač pro příjem
• služby pozemního poskytovatele (například mobilního operátora) k odesílání požadavků a dat.

Možnosti organizace zpětného kanálu

Existuje mnoho způsobů, jak uspořádat zadní kanál. Samozřejmě, že výběr technologie by měl být primárně určen možnostmi dostupnými v konkrétní geografické lokalitě. Může se jednat nejen o pevnou linku nebo mobilní telefonní linku, ale také o nějaký druh rádiového přístupu. Lokální poskytovatel s „domácí sítí“ (z nějakého důvodu, který vám nevyhovuje jako jediné připojení k World Wide Web) není vyloučen.

Za správnou distribuci dat (kam odeslat požadavek a odkud informace číst) zodpovídá software dodaný provozovatelem satelitního internetu. Bez něj není možné správné fungování asymetrického kanálu.

Vlastnosti asymetrického kanálu

Bohužel i s asymetrické schéma pro organizaci přístupu k internetu počet frekvencí pro přenos dat z družice je omezen. To znamená, že není možné poskytnout každému účastníkovi samostatný kanál nejen pro příjem/vysílání, ale také jednoduše pro příjem informací. Navíc jakékoli jiné rozdělení kanálů, například podle času, také není účinné. Proto standard satelitního internetu předpokládá přenos dat pro všechny uživatele, což znamená, že informace přijaté přijímačem obsahují nejen vámi požadované stránky, ale také poštu vašeho souseda, části vašeho příbuzného staženého filmu v jiném městě a dokonce i zprávy. od nějakého cizího posla .

Satelitní přijímač dešifruje příchozí signál ze satelitu na požadovaná internetová data

Přijímač si z této hmoty vybere potřebná data pomocí MAC adresy satelitního terminálu. Poskytovatelé satelitního internetu se samozřejmě uchylují k různým trikům, aby zabránili uživatelům ve čtení informací, které jim nejsou určeny – například kanály jsou šifrovány pomocí různých algoritmů. Ale samotný fakt, že se lze dostat k důvěrným údajům, přitahuje spoustu podvodníků a prostě zvědavců. Zábava, která spočívá ve čtení dat jiných lidí, se nazývá „satelitní rybolov“.

Zařízení pro satelitní internet

Nejoblíbenějšími standardy pro organizaci satelitního internetu jsou dnes DVB-S a DVB-S2 (druhá je vylepšená verze prvního). Pro připojení k síti přes satelit pomocí běžného asymetrického schématu budete potřebovat:

• satelitní anténa doporučeného průměru
• převodník signálu
• přijímač (satelitní internetový terminál)
• potřebné kabely
• smlouvu se satelitním operátorem.

Jak jsem řekl dříve, potřebujete také alternativní připojení k „pozemní“ síti a software pro správu datových paketů.

Satelitní antény se nijak neliší od zařízení pro příjem digitální satelitní televize, výrazně se však liší jak cenou, tak velikostí s anténami transceiveru. Obvykle operátor satelitní internet, stejně jako v případě satelitní televize, doporučuje určitý minimální průměr „paraboly“, v závislosti na geografické poloze účastníka (a tedy síle satelitního signálu za ideálních podmínek). Pro přesné informace prosím navštivte webové stránky operátora. Satelitní parabolu si teoreticky můžete nainstalovat sami. Nejčastěji se však doporučuje kontaktovat specialisty, kteří to nasměrují jednoznačně na družici umístěnou na geostacionární dráze.

Převodníky se od sebe mohou lišit v řadě parametrů (například v polarizaci, se kterou pracují), proto se při výběru doporučuje věnovat pozornost seznamům podporovaného hardwaru na webu poskytovatele.

Přijímač ve formátu PCI karty je vložen do systémové jednotky a poskytuje uživateli příchozí provoz ze satelitu i satelitní televize.

Satelitní terminál je deska rozhraní, kterou lze vložit do systémové jednotky počítače (například přes rozhraní PCI) nebo umístit do externí skříně a připojit k počítači přes port USB.

Pozor! Neměli byste nejprve kupovat zařízení a poté hledat poskytovatele satelitních internetových služeb. Pokud jsou „nádobí“ víceméně univerzální, pak se přístupové terminály nabízené různými operátory velmi často ukazují jako nekompatibilní. Poskytovatel internetových služeb vám obvykle může dodat hardware i software, který má již přednastaveno vlastní nastavení (kódování, proxy atd.).

Obousměrný satelitní komunikační kanál

Symetrický kanál

Je zřejmé, že k uspořádání obousměrného kanálu budete potřebovat nejen přijímací, ale také vysílací zařízení, to znamená dražší anténu transceiveru, vysílací jednotku (kromě přijímací) a také speciální terminál. Kromě vysokých nákladů na všechna tato zařízení a pronájem satelitní kapacity má obousměrný satelitní internet další nevýhody:

• Vzhledem k tomu, že data od vás jsou odesílána vzduchem, musí být vysílací zařízení řádně registrováno u státních úřadů, což může trvat dlouho, ale nejčastěji se o tento problém postarají poskytovatelé.
• Obousměrný satelitní internet je velmi specifický způsob komunikace. S ohledem na dobu, za kterou rádiový signál projde satelitem k poskytovateli a zpět, nemusí být odpovědi na odeslané požadavky vráceny během několika milisekund, jak jsme zvyklí u pozemních poskytovatelů, ale v řádu sekund. Určité zpoždění je také vlastní „asymetrickému“ satelitnímu spoji, ale v tomto případě signál putuje po „dlouhé“ dráze pouze jednou (přes satelit). Při organizaci symetrické linky prochází signál satelitem dvakrát (požadavek poskytovateli a odpověď uživateli), to znamená, že čekací doba se zdvojnásobí a stane se patrnou. To znamená, že byste neměli ani myslet na žádné online počítačové hry, které vyžadují rychlou odezvu.

Je satelitní internet drahý?

Satelitní internet se tradičně vyznačuje vysokými náklady na připojení, protože předplatitel musí platit i za drahé vybavení. S popularizací služby se však objevují stále dostupnější terminály a satelitní paraboly, což nám umožňuje doufat ve snížení cen v blízké budoucnosti. Dnešní náklady symetrický přístup je asi 2-3 desítky tisíc rublů za připojení a nastavení, stejně jako od 1 000 rublů měsíčně za provoz nebo jako poplatek za předplatné.

S asymetrický přístup situace je lepší: náklady na příjem zařízení jsou asi 5000–7000 rublů. Měsíční náklady na provoz nebo poplatky za předplatné v průměru od 500 rublů za připojení bez nižšího prahu garantované rychlosti (CIR) a od 2 000 rublů za připojení s takovým prahem.

Potřebujete satelitní internet?

Satelitní internet může být jedinou šancí, jak se připojit k internetu tam, kde neexistuje spolehlivá mobilní nebo kabelová telefonní služba. A pokud vás cena emise nezastaví, má smysl věnovat pozornost symetrické metodě přístupu. Ale stojí za to vzít v úvahu nevýhody typů satelitní internetové komunikace. Bohužel, takový přístup k internetu, kupodivu, není tak spolehlivý. Vzhledem k tomu, že signál se k satelitu šíří tisíce kilometrů, jakýkoli nápadný mrak se může stát rušením. Proti tomu můžete bojovat použitím větší satelitní antény, která bude dražší. Další nevýhodou takového připojení je potřeba odborné pomoci při instalaci a konfiguraci zařízení, což také vyžaduje peníze.

Popis

DSC je binární kanál, kterou lze použít k přenosu jednoho ze dvou znaků (obvykle 0 nebo 1). Přenos není dokonalý, takže v některých případech přijímá přijímač jiný charakter.

DSC je často používán teoretiky jako nejjednodušší kanál s šumem. V teorii komunikace se mnoho problémů týká DSC.

Definice

Binární symetrický kanál s pravděpodobností přechodu nazývaný kanál s binárním vstupem, binárním výstupem a pravděpodobností chyby. Kanál je charakterizován následujícími podmíněnými pravděpodobnostmi:

První argument podmíněné pravděpodobnosti odpovídá náhodnému vysílanému symbolu, druhý přijaté hodnotě.

Pravděpodobnost se nazývá pravděpodobnost přechodu nebo pravděpodobnost chyby jednoho znaku.

Propustnost DSC

Kapacita kanálu se vypočítá podle vzorce:

, je funkce nazývaná binární entropie.

Vidět Také

Nadace Wikimedia.

2010.

binárně vyvážený kanál- Kanál přenosu dat, ve kterém jsou pravděpodobnosti chyb v symbolech „0“ a „1“ v průměru stejné a předchozí symboly nemají žádný vliv na následující. Spolehlivost přenosu informací nezávisí na tom, co... ... Technická příručka překladatele

- (anglický kanál, datová linka) systém technických prostředků a prostředí šíření signálu pro přenos zpráv (nejen dat) od zdroje k příjemci (a naopak). Komunikační kanál, chápaný v užším slova smyslu (komunikační cesta), ... ... Wikipedie

Komunikační kanál, přechodová funkce k rogo, má tu či onu vlastnost symetrie. Homogenní kanál bez paměti s diskrétním časem a konečnými stavovými prostory Y a složkou signálu na vstupu a výstupu, specifikovanou přechodovou maticí... ... Matematická encyklopedie

Obor matematiky, který studuje procesy ukládání, transformace a přenosu informací. Je založen na určitém způsobu měření množství informací. Na základě problémů teorie komunikace je teorie informace někdy považována za... ... Collierova encyklopedie Podívejte se, co je „Binární symetrický kanál“ v jiných slovnících: Slovník-příručka termínů normativní a technické dokumentace

- Terminologie GOST 22670 77: Digitální integrovaná komunikační síť. Termíny a definice původní dokument: 10. n digitální telekomunikační signál n agu digitální signál Digitální telekomunikační signál s n možnými stavy reprezentujícího parametru,... ...

Diskrétní komunikační kanál s rušením

Budeme uvažovat diskrétní komunikační kanály bez paměti. Kanál bez paměti

je kanál, ve kterém je každý vysílaný signálový symbol ovlivněn rušením bez ohledu na to, jaké signály byly vysílány dříve. To znamená, že interference nevytváří další korelační spojení mezi symboly. Název „bez paměti“ znamená, že během dalšího přenosu se zdá, že si kanál nepamatuje výsledky předchozích přenosů. V případě rušení je průměrné množství informací v symbolu přijaté zprávy Y , vzhledem k přenášenému - X

rovná se: , vzhledem k přenášenému - Pro symbol zprávy T trvání T, skládající se z n elementární symboly průměrné množství informací v přijaté symbolové zprávě - Pro symbol zprávy Y , vzhledem k přenášenému - Pro symbol zprávy X

vzhledem k tomu, co bylo přenášeno - Pro symbol zprávy Já (Y Pro symbol zprávy , X Pro symbol zprávy ) = H(X Pro symbol zprávy ) - H(X Pro symbol zprávy /Y Pro symbol zprávy ) = H(Y Pro symbol zprávy ) - H(Y Pro symbol zprávy /X