Ministério da Educação da Federação Russa

Instituto Tecnológico Biysk (filial)

Universidade Técnica Estadual de Altai

eles. Eu. eu. Polzunova

Departamento de MSIA

Resumo do curso:

“Fundamentos de design de dispositivos e sistemas”

Imunidade ao ruído de dispositivos e sistemas

Concluído:

aluno do grupo IITT-02 Kulishkin M.A.

aluno do grupo IITT-02 Danilov A.V.

Supervisor:

Professor Associado Sypin E.V.

Biisk – 2004

Página

Introdução3

Imunidade ao ruído 4

Imunidade estática 4

Imunidade a ruído dinâmico 5

Aplicação da característica de imunidade dinâmica ao ruído 8

Conclusão 10

Introdução

Imunidade a ruídos- a propriedade de um dispositivo ou sistema de resistir a interferências eletromagnéticas externas e internas, implementada por meio de métodos de projeto de circuitos que não violam a estrutura selecionada do sinal útil e o princípio de projeto do dispositivo ou sistema.

Imunidade a ruídos- a propriedade de um dispositivo ou sistema de resistir a interferências eletromagnéticas externas e internas, realizada devido à estrutura selecionada do sinal útil e ao princípio de construção do dispositivo ou sistema.

Assim o termo “ imunidade a ruídos"é aplicável em maior medida aos aspectos de circuitos do projeto de dispositivos ou sistemas, e o termo" imunidade a ruídos"ao projeto de um dispositivo ou sistema como um todo, ou seja, a imunidade ao ruído é o principal componente da imunidade ao ruído.

Imunidade a ruídos

A imunidade ao ruído dos dispositivos pode ser dos seguintes tipos:

1. Imunidade a ruído estático - quando exposto a tensões constantes.

2. Imunidade ao ruído dinâmico - aos efeitos do ruído pulsado de várias formas.

Imunidade estática

O gráfico mostra vários níveis de tensão característicos:

você desde então- nível limite para comutação do microcircuito. Ao ser alcançado, o microcircuito passa de um estado lógico para outro;

você 0 st.pu- nível de imunidade ao ruído estático em relação ao nível 0;

você 1 st.pu- nível de imunidade ao ruído estático em relação ao nível 1.

O nível limite é calculado usando os níveis estáticos 0 e 1: você desde então = 0,5· (você 0 + você 1 ) .

Os níveis de imunidade ao ruído estático são calculados da seguinte forma: você 0 st.pu = você desde então - você 0 ; você 1 st.pu = você 1 - você desde então .

Como visto |você 0 st.pu | = |você 1 st.pu | = você st.pu .

Exemplo:

Em geral, quanto maior a velocidade de um microcircuito, menor será sua imunidade a ruídos, especialmente imunidade dinâmica.

Imunidade a ruído dinâmico

O equipamento é dominado principalmente por processos dinâmicos associados a mudanças nas correntes e tensões ao longo do tempo. Essas mudanças induzem correntes e fems variáveis, percebidas como ruído, nos condutores das placas e nas conexões placa a placa. Portanto, o ruído de impulso é mais típico do ES.

Características da imunidade dinâmica ao ruído descreve graficamente a capacidade dos circuitos integrados de suportar ruído de impulso que entra na entrada dos microcircuitos. A interferência, neste caso, é representada por pulsos de formato arbitrário. As medições desta característica podem ser realizadas através de um setup, cuja imagem simplificada é mostrada na (Figura 2.11).

Gerador de sinalé um simulador de ruído de pulso que permite controlar os parâmetros de pulso. A forma dos pulsos deve ser o mais próxima possível da forma da interferência potencial. Possíveis aproximações de interferência são mostradas na figura.

Arroz. 3. Aproximação de pulso

Gerar pulsos com parâmetros controlados é uma tarefa muito difícil. Por esse motivo, o pulso retangular tem recebido a principal utilização na análise da imunidade ao ruído, embora os pulsos nº 2 a 4 tenham uma forma mais próxima da forma da interferência real. Ao usar um pulso retangular como pulso de teste, surge o problema de estudar um IC com desempenho máximo. Neste caso, o gerador de sinal deve ser construído sobre elementos cujo desempenho seja uma ordem de grandeza superior ao desempenho do microcircuito em teste.

As variáveis ​​aqui são a amplitude do pulso de interferência você P e duração do pulso de interferência t P .

É possível realizar experimentos computacionais, o que reduz as restrições de forma e parâmetros dos pulsos, mas requer um modelo adequado do microcircuito em teste, o que nem sempre é fácil de implementar.

Indicador- o dispositivo livre de inércia mais simples, por exemplo, um LED que registra eventos de comutação de IC.

Para conseguir características dinâmicas de imunidade a ruído realizar uma série de medições, registrando o estado do indicador, atribuindo, por exemplo, o sinal “+” ao evento de disparo do microcircuito, e o sinal “-” à ausência de disparo. Vamos realizar 4 testes. Os resultados do experimento são os seguintes: no primeiro e quarto casos não ocorre nenhuma operação e no segundo e terceiro o indicador registra o evento de operação do IC: 1.“-“; 2.“+”; 3.“+”; 4."-". Os resultados do experimento são refletidos no gráfico em coordenadas t P , VOCÊ P. Os pontos 1, 2, 3, ... possuem coordenadas que correspondem às durações e amplitudes dos pulsos especificados pelo gerador.

A duração da interferência é menor t pm.min O microcircuito opera de forma estável em qualquer amplitude de ruído, mas essa duração é curta, o que praticamente elimina a presença dessa interferência. Se houver pulsos de interferência muito curtos e de amplitude significativa na entrada do microcircuito, sua carga é pequena, os capacitores de entrada não têm tempo para recarregar e a tensão na entrada do microcircuito não excede o valor permitido.

Aplicação de características dinâmicas de imunidade a ruído

As características de imunidade dinâmica a ruído são amplamente utilizadas no projeto de sistemas eletrônicos para avaliar o possível mau funcionamento de nós digitais na presença de interferência induzida. Como exemplo, considere a linha de comunicação mostrada na figura.

Nesta tarefa, ao analisar a qualidade de funcionamento dos nós digitais, é necessário determinar o perigo de exposição a interferências em determinados parâmetros. Então:

Primeiro, os parâmetros de acoplamento elétrico e magnético mútuos são estimados (ou seja, M E COM m);

Os parâmetros de interferência são determinados (você P ,t P ) na linha passiva;

O risco de interferência é avaliado (você P ,t P ) de acordo com as características de imunidade dinâmica ao ruído.

Se o equipamento estiver sendo desenvolvido em uma série específica de microcircuitos, então a característica obtida uma vez para uma porta típica pode ser aplicável para toda a série. Ao alterar a base do elemento, a característica deve ser obtida novamente. A documentação regulatória e técnica deve fornecer imunidade ao ruído estático e, na maioria dos casos, ao ruído dinâmico

Conclusão

Para aumentar a imunidade ao ruído de dispositivos ou sistemas, medidas especiais estabelecidas na fase de projeto e construção (blindagem, aterramento, instalação racional, etc.) contribuem para os efeitos da interferência.

Imunidade a ruídos

Esta é a capacidade de um sistema de comunicação resistir aos efeitos de interferências poderosas. A imunidade ao ruído inclui o sigilo do sistema de comunicação e sua imunidade a interferências, pois para criar interferências poderosas é necessário primeiro detectar o sistema de comunicação e medir os principais parâmetros de seus sinais, e depois organizar a interferência mais poderosa e poderosa . Quanto maior o sigilo e a imunidade ao ruído, maior será a imunidade ao ruído do sistema de comunicação.

Imunidade a ruído ShSS

É determinado pela relação bem conhecida que conecta a relação sinal-ruído na saída do receptor (na saída de um filtro ou correlacionador casado) q2 com a relação sinal-ruído na entrada do receptor p2:

Respectivamente

A relação sinal-ruído na saída q2 determina as características operacionais da recepção NPS, e a relação sinal-ruído na entrada p2 determina a energia do sinal e do ruído. O valor de q2 pode ser obtido de acordo com os requisitos do sistema (10...30 dB) mesmo que p2<<1. Для этого достаточно выбрать ШПС с необходимой базой B, удовлетворяющей (1.4). Как видно из соотношения (1.4), прием ШПС согласованным фильтром или коррелятором сопровождается усилением сигнала (или подавлением помехи) а 2B раз. Именно поэтому величину называют коэффициентом усиления ШПС при обработке или просто усилением обработки.

KShPS = q2/ p2

De (1.4), (1.5) segue-se que a amplificação do processamento KShPS = 2V. No BSS, a recepção de informações é caracterizada pela relação sinal-interferência h2 = q2 /2, ou seja,

A Figura 1.2 mostra as dependências do ganho de processamento e NPS B com base na relação sinal-interferência na entrada p2 dB para valores de q2 (linhas sólidas) e h2 (linhas tracejadas) iguais a 10, 20 e 30 dB , construído de acordo com (1.4), (1.6).

Figura 1.2 - Dependência do ganho de processamento e base NPS da relação sinal-interferência na saída do receptor

As relações (1.4), (1.6) são fundamentais na teoria dos sistemas de comunicação com redes de banda larga. Eles foram obtidos para interferência na forma de ruído branco com densidade espectral de potência uniforme dentro de uma banda de frequência cuja largura é igual à largura do espectro NPS. Ao mesmo tempo, estas relações são válidas para uma ampla gama de interferências (banda estreita, pulsada, estrutural), o que determina o seu significado fundamental. Em geral, amplificação do processamento NPS para interferência arbitrária:

onde o grau de aproximação depende tanto do tipo de interferência quanto da base do ShPS. A Tabela 1.1 mostra os valores de ganho de processamento para alguns sistemas estrangeiros de comunicação e navegação.

Tabela 1.1 - Parâmetros de sistemas de comunicação com ShPS

A Tabela 1.1 apresenta as seguintes notações: FM - sinal chaveado por mudança de fase, FM - sinal chaveado por mudança de frequência. Os parâmetros indicados na tabela correspondem principalmente aos sistemas de comunicação dos anos sessenta (as primeiras quatro linhas), e apenas a quinta linha mostra os parâmetros do moderno sistema GPS (Global Position System) - um sistema de radionavegação multissatélite.

Figura 1.3 - Imunidade a ruído de sistemas de comunicação com banda larga: FM e AM

A Figura 1.3 apresenta gráficos de imunidade a ruído de sistemas de comunicação com banda larga, modulação em frequência (FM) e modulação em amplitude (AM). Para comparar FM e ShPS, são utilizadas as mesmas faixas de frequência, o que corresponde a B = 100. A imunidade a ruído do sistema de comunicação com o ShPS é calculada conforme (1.4), e assume-se que a informação é transmitida por meio de modulação por largura de pulso (PWM). Sabe-se que FM possui alta imunidade a ruído e proporciona reprodução de informações de alta qualidade, desde que a relação sinal-interferência na entrada esteja acima do valor limite p2thr = 10...15 dB. À medida que p2 diminui abaixo do valor limite, a imunidade ao ruído do sistema de comunicação FM cai drasticamente (Figura 1.2). um sistema com AM e base equivalente B=1 opera apenas em p2 > 0 dB, a dependência de q2 em p2 é linear. O sistema de comunicação com o ShPS garante recepção confiável de informações mesmo em p2< 0 дБ. Например, если положить q2 = 10 дБ, то и система связи будет работать при отношении сигнал-помеха на входе -13 дБ, т.е. p2 = 0,05. Таким образом, одним из основных назначений систем связи с ШПС является обеспечение надёжного приема информации при воздействии мощных помех, когда отношение сигнал-помеха на входе приёмника p2 может быть много меньше единицы.

Deve-se notar mais uma vez que as relações acima são estritamente válidas para interferência na forma de um processo aleatório gaussiano com densidade de potência espectral uniforme.

Imunidade a ruído de sistemas de transmissão de KPI

O SP KPI opera sob condições de interferência. Em geral, o desempenho do SP KPI deve ser avaliado quando o inimigo está conduzindo uma guerra eletrônica (EW). Ao mesmo tempo, o indicador mais importante da qualidade de operação do SP KPI é a imunidade ao ruído.

Imunidade a ruídos RES é a sua capacidade de permanecer operacional em condições de guerra eletrônica inimiga.

Em geral, a guerra eletrônica inclui duas etapas sucessivas - reconhecimento de rádio e contramedidas de rádio. O objetivo do reconhecimento de rádio é estabelecer o fato de que a eletrônica de rádio opera com radiação e determinar os parâmetros da eletrônica de rádio necessários para organizar contramedidas de rádio. O objetivo das contramedidas de rádio é criar condições que complicariam a operação do sistema radioeletrônico ou até mesmo levariam ao fracasso da tarefa. O principal método de contramedidas de rádio é o bloqueio. O bloqueio será mais eficaz quanto mais informações sobre a zona eletrônica suprimida forem identificadas na fase de reconhecimento de rádio e usadas na organização de contramedidas de rádio.

Conclui-se que a imunidade ao ruído como um indicador qualitativo do funcionamento do KPI da joint venture pressupõe tanto a realização de reconhecimento de rádio pelo inimigo (ou seja, leva em consideração o sigilo do trabalho do KPI da joint venture), quanto a manutenção da qualidade do trabalho do KPI da joint venture em um nível aceitável quando exposto a interferências (ou seja, imunidade a ruído).

A imunidade ao ruído do RES depende das características técnicas do RES, da posição relativa do RES e dos equipamentos de reconhecimento e supressão, das tácticas de utilização do RES, do tempo de funcionamento, etc. é aleatório, portanto, a imunidade ao ruído deve ser avaliada como a probabilidade P das tarefas de execução RES em condições de guerra eletrônica, determinada pela relação

R pmz = 1 – R r R n

onde P r – a probabilidade de reconhecimento dos parâmetros RES necessários para organizar contramedidas de rádio;

R n – probabilidade de interrupção do sistema de distribuição eletrônica em decorrência de contramedidas rádio.

A probabilidade P p reflete quantitativamente segredo RES é a capacidade do RES de resistir a medidas de reconhecimento de rádio destinadas a detectar o fato da operação do RES e determinar os parâmetros de sinal necessários para contramedidas de rádio. Assim, o valor P sk = 1 – P r pode ser tomado como critério de sigilo.

A probabilidade P n depende da capacidade do RES de realizar a tarefa sob a influência da interferência. Portanto, o valor R pmu = 1 – R n pode ser aceito como critério de imunidade a ruído. Este critério determina a probabilidade do sistema completar uma tarefa sob condições de interferência de rádio.

Se o inimigo não reconhecer os parâmetros do link de rádio, então é óbvio que apenas uma barragem de ruído será instalada. Se os parâmetros do link de rádio forem determinados pelo inimigo durante o reconhecimento, é mais provável que ocorra interferência direcionada. Assim, a imunidade ao ruído do RES é determinada pelo seu sigilo e imunidade ao ruído. Consideremos indicadores individuais de imunidade a ruído.

Furtividade . O reconhecimento de rádio, via de regra, envolve a implementação sequencial de três tarefas principais: detectar o fato de operação de dispositivos eletrônicos eletrônicos (detecção de sinal), determinar a estrutura do sinal detectado (com base na determinação de uma série de seus parâmetros) e divulgar a informação contida (transmitida) no sinal. A última tarefa às vezes tem um significado independente (é um dos objetivos finais). Em geral, revelar o significado da informação transmitida permite organizar uma supressão de rádio mais eficaz.

As tarefas listadas de reconhecimento de rádio podem ser contrastadas com três tipos de sigilo dos sistemas eletrônicos de potência: energético, estrutural e de informação.

Sigilo energético caracteriza a capacidade de resistir a medidas destinadas a detectar um sinal por um dispositivo receptor de reconhecimento. Para garantir o sigilo energético, é necessário selecionar uma potência de radiação do transmissor e um espectro de radiação em que a potência do sinal na entrada do receptor de reconhecimento seja menor que sua sensibilidade real. Para garantir o sigilo energético, é possível utilizar sinais de banda larga, pois com baixa densidade espectral e sujeito a uma largura de banda relativamente estreita do receptor de reconhecimento, a energia do sinal de reconhecimento recebido será pequena. A detecção de um sinal por um receptor de reconhecimento ocorre em condições de interferência (ruído), podendo ser acompanhada de dois tipos de erros: omissão de sinal quando presente na entrada e falsa detecção (falso alarme) quando não há sinal . Esses erros são de natureza probabilística. Uma medida quantitativa de sigilo energético pode ser a probabilidade de detecção correta P obn (para uma determinada probabilidade de alarme falso P lt) , que por sua vez dependem da relação sinal-interferência no enlace de rádio e das regras de decisão para detecção de sinal.

Sigilo estrutural caracteriza a capacidade de resistir a medidas de inteligência de rádio destinadas a divulgar um sinal. Isto significa reconhecer a forma de um sinal determinada pelos métodos de sua codificação e modulação, isto é, identificar o sinal detectado com um dos muitos sinais conhecidos a priori. O sigilo estrutural é garantido pela utilização de sinais cuja estrutura complexa dificulta o reconhecimento do inimigo. Tais sinais podem ser sinais baseados em sequências pseudo-aleatórias de longa duração, sinais com modulação complexa, etc. A utilização de sinais complexos impõe exigências especiais ao sistema em termos de precisão de sincronização dos lados de recepção e transmissão. Para aumentar o sigilo estrutural, é necessário utilizar o maior conjunto possível de sinais e alterar a forma dos sinais com bastante frequência. A tarefa de determinar a estrutura de um sinal também é estatística, e uma medida quantitativa do sigilo estrutural pode ser a probabilidade de divulgação da estrutura do sinal P str, desde que o sinal seja detectado. Assim, P str é uma probabilidade condicional.

Sigilo da informação é determinada pela capacidade de resistir a medidas que visam revelar o significado das informações transmitidas por meio de sinais. Revelar o significado da informação transmitida significa identificar cada sinal recebido ou sua combinação com a mensagem que está sendo transmitida. Este problema é resolvido identificando uma série de características de um sinal, por exemplo, o lugar de um determinado sinal no conjunto dos recebidos, a frequência de sua ocorrência, a conexão entre os fatores de aparecimento de um determinado sinal e um mudança no estado do objeto controlado, etc. A presença de incertezas a priori e a posteriori torna este problema probabilístico, e em Como medida quantitativa do sigilo da informação, é tomada a probabilidade de revelar o significado da informação transmitida P inf, desde que o sinal seja detectado e isolado (isto é, sua estrutura seja divulgada). Portanto, P inf também é uma probabilidade condicional.

Stealth é determinado pela probabilidade de reconhecimento do sinal RES . Muitas vezes a tarefa de revelar o significado da informação transmitida não está definida, sendo então possível aceitar P inf = 1 e P p = P obn P page. Em alguns casos, para organizar contramedidas de rádio, basta detectar o sinal do RES suprimido. Neste caso, P r é identificado com P obn. O sigilo energético e estrutural são as características mais importantes das FER, enfrentadas tanto pelos engenheiros projetistas de equipamentos de rádio quanto pelos engenheiros que os operam.

Assim, o sigilo do SP KPI é garantido tendo em conta as condições reais de funcionamento e uma combinação de medidas técnicas e organizacionais.

Critério de avaliação imunidade a ruídos SP KPI é a probabilidade de erro P osh ao decodificar uma combinação de código, que é um RK codificado ou uma palavra separada VP. O valor desta probabilidade P osh, por sua vez, depende da probabilidade de distorção de um símbolo elementar (bit) da combinação de código p e e para codificação não redundante

Rosh = 1 – (1 – ré) n

Onde P - número de bits da combinação de código.

Normalmente, para sistemas espaciais próximos, é necessário garantir que a probabilidade de distorção da mensagem (palavra do programa de comando ou controle) não seja superior a 10 -8 - 10 -10. A probabilidade de distorção de um símbolo elementar (elemento) de uma mensagem para sistemas espaciais próximos geralmente está na faixa de 10 -3 - 10 -6. Assim, a probabilidade de distorção de uma mensagem apresentada no SP KPI na forma de uma combinação de códigos deve ser várias ordens de grandeza menor que a probabilidade de distorção dos símbolos desta mensagem. Isso determina a necessidade fundamental de aplicação de medidas especiais no SP KPI para aumentar a confiabilidade das mensagens transmitidas.

O termo “ruído” refere-se a vários tipos de interferência que distorcem o sinal transmitido e levam à perda de informações.

Causas técnicas de interferência:

Má qualidade das linhas de comunicação;

Insegurança de diferentes fluxos de informações transmitidos uns dos outros pelos mesmos canais.

A presença de ruído leva à perda de informações.

Shannon desenvolveu um especial teoria da codificação, fornecendo métodos para combater o ruído. Uma das ideias mais importantes desta teoria é que o código transmitido pela linha de comunicação deve ser redundante.

Redundância de código – Esta é a repetição múltipla de dados transmitidos.

Não pode haver muita redundância de código. Isto levará a atrasos e custos de comunicação mais elevados.

A teoria da codificação permite-nos obter um código que será óptimo: a redundância da informação transmitida será mínimo possível, A confiabilidade informações recebidas - máximo.

Foi observado anteriormente que ao transmitir mensagens através de canais de comunicação, podem ocorrer interferências que podem levar à distorção dos caracteres recebidos. Assim, por exemplo, se você tentar transmitir uma mensagem de voz em tempo de vento para uma pessoa localizada a uma distância considerável de você, ela poderá ser bastante distorcida por interferências como o vento. Em geral, a transmissão de mensagens na presença de interferência é um sério problema teórico e prático. A sua importância está a aumentar devido à introdução generalizada das telecomunicações informáticas, nas quais as interferências são inevitáveis. Ao trabalhar com informações codificadas distorcidas por interferência, podem ser identificados os seguintes problemas principais: estabelecer o próprio fato de que ocorreu distorção da informação; descobrir exatamente onde isso aconteceu no texto transmitido; corrigindo o erro, pelo menos com algum grau de certeza.

A interferência na transmissão de informações é bastante comum em todas as áreas de atuação profissional e no dia a dia. Um dos exemplos foi dado acima, outros exemplos são falar ao telefone, cujo receptor está “estalando”, dirigir um carro no meio do nevoeiro, etc. Na maioria das vezes, uma pessoa lida completamente com cada uma das tarefas acima, embora nem sempre esteja ciente de como o faz (isto é, não algoritmicamente, mas com base em algumas conexões associativas). Sabe-se que a linguagem natural tem um grande redundância(em línguas europeias - até 7%), o que explica a maior imunidade ao ruído das mensagens compostas por caracteres dos alfabetos dessas línguas. Um exemplo que ilustra a resistência da língua russa à interferência é a frase “in slovakh vso glosnoo zomonono bokvoy o”. Aqui 26% dos personagens são “afetados”, mas isso não leva à perda de sentido. Assim, a redundância é uma propriedade útil neste caso.

A redundância também poderia ser usada na transmissão de mensagens codificadas em sistemas técnicos. Por exemplo, cada fragmento de texto (“frase”) é transmitido três vezes, e o par de fragmentos que coincide completamente é considerado correto. No entanto, a alta redundância leva a uma grande quantidade de tempo gasto na transmissão de informações e requer uma grande quantidade de memória para armazená-las. O primeiro estudo teórico de codificação eficaz foi realizado por K. Shannon.

Primeiro teorema Shannon declara a possibilidade de criar um sistema de codificação eficiente de mensagens discretas, no qual o número médio de símbolos binários por símbolo de mensagem tende assintoticamente à entropia da fonte da mensagem (na ausência de interferência). O problema da codificação eficiente é descrito pela tríade:

X = (X 4eu) - codificador - EM.

Aqui X,B- respectivamente, o alfabeto de entrada e saída. Sob a multidão XI Você pode entender qualquer sinal (letras, palavras, frases). EM - um conjunto cujo número de elementos, no caso de codificação de caracteres com números, é determinado pela base do sistema numérico (por exemplo, T= 2). O codificador corresponde a cada mensagem XI de X combinação de código composta por e eu conjunto de caracteres EM. A limitação desta tarefa é a ausência de interferência. É necessário estimar o comprimento médio mínimo da combinação de códigos.

Para resolver este problema, a probabilidade deve ser conhecida P eu mensagem aparece XI, que corresponde a um certo número de caracteres e eu alfabeto EM. Então a expectativa matemática do número de caracteres de EM será determinado da seguinte forma:

n c r = p eu p eu(valor médio).

Este número médio de caracteres do alfabeto EM corresponde à entropia máxima Imposto = n registro médio T. Para garantir a transmissão das informações contidas nas mensagens X combinações de código de EM, a condição H4max ≥ deve ser satisfeita H(x), ou Sr. registro T≥- P eu registro R eu. Neste caso, a mensagem codificada possui redundância Sr.≥H(x) / registro não, não min = H(x) / registro T.

Fator de redundância

PARA você = ( H máximo – H(x)) / H máximo = ( n cp- n min) / n CP

Vamos escrever esses valores em forma de tabela. 1.8. Nós temos:

N min = H(x)/registro 2 = 2,85, K você = (2,92 - 2,85) / 2,92 = 0,024,

aqueles. o código praticamente não tem redundância. Pode-se observar que o número médio de símbolos binários tende à entropia da fonte da mensagem.

Tabela 3.1 Exemplo para o primeiro teorema de Shannon

N	Eu	XI	Código	e eu	eu - ∙ P eu	Eu∙ registro Eu
	0,19	X 1			0,38	-4,5522
	0,16	X 2			0,48	-4,2301
	0.16	X 3			0,48	-4,2301
	0,15	X 4			0,45	-4,1054
	0,12	X 5			0,36	-3,6706
	0,11	X 6			0,33	- 3,5028
	0,09	X 7			0,36	-3,1265
	0,02	X 8			0,08	-3,1288
	Σ=1	Σ=2,92	Σ=2,85

Segundo teorema de Shannon afirma que na presença de interferência no canal é sempre possível encontrar um sistema de codificação no qual as mensagens serão transmitidas com uma determinada confiabilidade. Se houver uma restrição, a capacidade do canal deverá exceder a capacidade da origem da mensagem.

Assim, o segundo teorema de Shannon estabelece os princípios da codificação com correção de erros. Para um canal discreto com ruído, o teorema afirma que se a taxa de geração de mensagens for menor ou igual à capacidade do canal, então existe um código que garante a transmissão com uma taxa de erro arbitrária.

A prova do teorema é baseada no seguinte raciocínio. Inicialmente a sequência X = (XI) codificado com caracteres de EM para que o rendimento máximo seja alcançado (o canal não tem interferência). Então, em uma sequência de EM comprimento P introduzido R símbolos e uma nova sequência de n + r personagens. Número de sequências possíveis de comprimento e + T maior que o número de sequências de comprimento possíveis P. O conjunto de todas as sequências de comprimento P + R pode ser dividido em P subconjuntos, cada um dos quais está associado a uma das sequências de comprimento P. Se houver interferência em uma sequência de P + R remove-o do subconjunto correspondente com probabilidade arbitrariamente pequena.

Isso permite determinar no lado receptor do canal a qual subconjunto pertence a sequência de comprimento recebida, distorcida pela interferência. n + r, e assim restaurar a sequência original de comprimento P.

Este teorema não fornece um método específico para a construção de um código, mas indica os limites do que pode ser alcançado na criação de códigos resistentes a erros e estimula a busca por novas formas de resolver este problema.

O cientista soviético deu uma grande contribuição à teoria científica das comunicações Vladimir Aleksandrovich Kotelnikov(1940-1950 século XX). Nos modernos sistemas de comunicação digital, para combater a perda de informação durante a transmissão:

A mensagem inteira é dividida em partes - blocos;

Para cada bloco é calculado um checksum (soma dos dígitos binários), que é transmitido junto com este bloco;

No site receptor, o checksum do bloco recebido é recalculado, caso não coincida com o original, a transmissão é repetida.

Tabela 3.2. Modelo de Claude Shannon para transferência de informações em sistemas de comunicação técnica

Literatura adicional:

№	Tópico da lição	Literatura
	A informação como unidade da ciência e da tecnologia.	Mogilev “Informática”
	Aspectos sociais da ciência da computação.	“Aspectos socioculturais do hacking” (baseado em materiais da Wikipedia, a enciclopédia eletrônica gratuita)
	Aspectos legais da informática.	“Aspectos jurídicos da ciência da computação” (baseado em materiais do site “Informatics on 5”) http://www.5byte.ru/referat/zakon.php
	Informação e o mundo físico. Informação e sociedade.	“Introdução à Ciência da Computação” do livro de N. Ugrinovich “Ciência da Computação e Tecnologias da Informação” pp.
	Informatização da sociedade.	Baseado em materiais da revista eletrônica “PC World” http://schools.keldysh.ru/sch444/MUSEUM/pres/cw-01-2000.htm
	Telecomunicações no Bascortostão	Portal “República do Bashkortostan” - Seção de Telecomunicações http://bashkortostan.rf/potential/telecommunications/
	Segurança da informação da sociedade e do indivíduo.	“Segurança da informação do indivíduo, sociedade, estado” (baseado em materiais do e-book de V.A. Kopylov “Lei da Informação”, capítulos 10-11) http://www.i-u.ru/biblio/archive/kopilov_iform/04 .aspx
	Tópico 2.1. Diferentes níveis de ideias sobre informação. Significados do termo em diversas áreas do conhecimento.	“Uma abordagem semântica para definir informações” (materiais da Wikipedia - a enciclopédia eletrônica gratuita, seção “Informações na sociedade humana”) http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8%ED%F4%EE%F0%EC %E0 %F6%E8%FF