Ministri ng Edukasyon ng Russian Federation

Biysk Technological Institute (sangay)

Altai State Technical University

sila. I.I. Polzunova

Kagawaran ng MSIA

Buod ng kurso:

"Mga Batayan ng disenyo ng device at system"

Noise immunity ng mga device at system

Nakumpleto:

estudyante ng IITT-02 group na Kulishkin M.A.

mag-aaral ng grupong IITT-02 na si Danilov A.V.

Superbisor:

Associate Professor Sypin E.V.

Biysk – 2004

Pahina

Panimula3

Panlaban sa ingay 4

Static na kaligtasan sa sakit 4

Dynamic na kaligtasan sa ingay 5

Paglalapat ng katangian ng dynamic na noise immunity 8

Konklusyon 10

Panimula

Kasanayan sa ingay- ang pag-aari ng isang aparato o system upang labanan ang panlabas at panloob na electromagnetic interference, na ipinatupad sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng disenyo ng circuit na hindi lumalabag sa napiling istraktura ng kapaki-pakinabang na signal at ang prinsipyo ng disenyo ng aparato o system.

Kasanayan sa ingay- ang pag-aari ng isang aparato o sistema upang labanan ang panlabas at panloob na electromagnetic interference, na natanto dahil sa napiling istraktura ng kapaki-pakinabang na signal at ang prinsipyo ng pagbuo ng aparato o system.

Kaya ang terminong " kasanayan sa ingay"ay naaangkop sa mas malaking lawak sa mga aspeto ng circuitry ng pagdidisenyo ng mga device o system, at ang terminong " kasanayan sa ingay"sa disenyo ng isang device o system sa kabuuan, ibig sabihin, ang noise immunity ay ang pangunahing bahagi ng noise immunity.

Kasanayan sa ingay

Ang kaligtasan sa ingay ng mga aparato ay maaaring sa mga sumusunod na uri:

1. Static noise immunity - kapag nalantad sa mga pare-parehong boltahe.

2. Dynamic noise immunity - sa mga epekto ng pulsed noise ng iba't ibang anyo.

Static na kaligtasan sa sakit

Ang graph ay nagpapakita ng isang bilang ng mga katangian na antas ng boltahe:

U Simula noon- antas ng threshold para sa paglipat ng microcircuit. Kapag naabot ito, ang microcircuit ay gumagalaw mula sa isang lohikal na estado patungo sa isa pa;

U 0 st.pu- antas ng static na kaligtasan sa ingay na may kaugnayan sa antas 0;

U 1 st.pu- antas ng static noise immunity na may kaugnayan sa level 1.

Ang antas ng threshold ay kinakalkula gamit ang mga static na antas 0 at 1: U Simula noon = 0.5· (U 0 + U 1 ) .

Ang static na antas ng kaligtasan sa ingay ay kinakalkula tulad ng sumusunod: U 0 st.pu = U Simula noon - U 0 ; U 1 st.pu = U 1 - U Simula noon .

Gaya ng nakikita |U 0 st.pu | = |U 1 st.pu | =U st.pu .

Halimbawa:

Sa pangkalahatan, mas mataas ang bilis ng isang microcircuit, mas mababa ang kaligtasan sa ingay nito, lalo na ang dynamic na kaligtasan sa sakit.

Dynamic na kaligtasan sa ingay

Ang kagamitan ay pangunahing pinangungunahan ng mga dynamic na proseso na nauugnay sa mga pagbabago sa mga alon at boltahe sa paglipas ng panahon. Ang mga pagbabagong ito ay nagbubunsod ng mga pabagu-bagong alon at emf, na itinuturing bilang ingay, sa mga konduktor sa mga board at mga koneksyon sa board-to-board. Samakatuwid, ang ingay ng salpok ay mas karaniwan para sa ES.

Mga katangian ng dynamic na kaligtasan sa ingay graphical na inilalarawan ang kakayahan ng mga integrated circuit na makatiis sa ingay ng salpok na pumapasok sa input ng microcircuits. Ang pagkagambala sa kasong ito ay kinakatawan ng mga pulso ng di-makatwirang hugis. Ang mga sukat ng katangiang ito ay maaaring isagawa gamit ang isang setup, isang pinasimple na imahe na kung saan ay ipinapakita sa (Figure 2.11).

Generator ng signal ay isang pulse noise simulator na nagbibigay-daan sa iyong kontrolin ang mga parameter ng pulso. Ang hugis ng mga pulso ay dapat na mas malapit hangga't maaari sa hugis ng potensyal na pagkagambala. Ang mga posibleng approximation ng interference ay ipinapakita sa figure.

kanin. 3. Pulse approximation

Ang pagbuo ng mga pulso na may kinokontrol na mga parameter ay isang napakahirap na gawain. Para sa kadahilanang ito, ang hugis-parihaba na pulso ay nakatanggap ng pangunahing paggamit sa pagsusuri ng kaligtasan sa ingay, bagaman ang mga pulso No. 2 - 4 ay may anyo na mas malapit sa hugis ng tunay na pagkagambala. Kapag gumagamit ng isang hugis-parihaba na pulso bilang isang pagsubok na pulso, ang problema sa pag-aaral ng isang IC na may pinakamataas na pagganap ay lumitaw. Sa kasong ito, ang generator ng signal ay dapat na binuo sa mga elemento na ang pagganap ay isang order ng magnitude na mas mataas kaysa sa pagganap ng microcircuit sa ilalim ng pagsubok.

Ang mga variable dito ay ang amplitude ng interference pulse U P at tagal ng interference pulse t P .

Posibleng magsagawa ng mga eksperimento sa computational, na binabawasan ang mga paghihigpit sa hugis at mga parameter ng mga pulso, ngunit nangangailangan ng isang sapat na modelo ng microcircuit sa ilalim ng pagsubok, na hindi laging madaling ipatupad.

Tagapagpahiwatig- ang pinakasimpleng inertia-free na device, halimbawa, isang LED, na nagtatala ng mga kaganapan sa pagpapalit ng IC.

Para sa pagkuha mga katangian ng dynamic na kaligtasan sa ingay magsagawa ng isang serye ng mga pagsukat, pagtatala ng estado ng indicator, pag-attribute, halimbawa, ang "+" sign sa kaganapan ng microcircuit triggering, at ang "-" sign sa kawalan ng pag-trigger. Magsagawa tayo ng 4 na pagsubok. Ang mga resulta ng eksperimento ay ang mga sumusunod: sa una at ikaapat na kaso, walang operasyon na nagaganap, at sa pangalawa at pangatlo, ang indicator ay nagtatala ng kaganapan ng IC operation: 1.“-“; 2. “+”; 3. “+”; 4."-". Ang mga resulta ng eksperimento ay makikita sa graph sa mga coordinate t P , U P. Ang mga puntos 1, 2, 3, ... ay may mga coordinate na tumutugma sa mga tagal at amplitudes ng mga pulso na tinukoy ng generator.

Ang tagal ng interference ay mas mababa t p.min Ang microcircuit ay gumagana nang matatag sa anumang amplitude ng ingay, ngunit ang tagal na ito ay maikli, na halos nag-aalis ng pagkakaroon ng gayong pagkagambala. Kung mayroong napakaikling interference pulses ng makabuluhang amplitude sa input ng microcircuit, ang kanilang singil ay maliit, ang mga input capacitor ay walang oras upang mag-recharge, at ang boltahe sa input ng microcircuit ay hindi lalampas sa pinahihintulutang halaga.

Application ng mga dynamic na katangian ng kaligtasan sa ingay

Ang mga katangian ng dynamic na kaligtasan sa ingay ay malawakang ginagamit sa disenyo ng mga electronic system upang masuri ang posibleng malfunction ng mga digital node sa pagkakaroon ng sapilitan panghihimasok. Bilang halimbawa, isaalang-alang ang linya ng komunikasyon na ipinapakita sa figure.

Sa gawaing ito, kapag pinag-aaralan ang kalidad ng paggana ng mga digital na node, kinakailangan upang matukoy ang panganib ng pagkakalantad sa pagkagambala sa ilang mga parameter. Kaya:

Una, tinatantya ang mutual electrical at magnetic coupling parameters (i.e. M At SA m);

Natutukoy ang mga parameter ng interference (U P , t P ) sa passive line;

Ang panganib ng panghihimasok ay tinasa (U P , t P ) ayon sa mga katangian ng dynamic na kaligtasan sa ingay.

Kung ang kagamitan ay binuo sa isang tiyak na serye ng mga microcircuits, kung gayon ang katangiang nakuha nang isang beses para sa isang tipikal na gate ay maaaring naaangkop para sa buong serye. Kapag binabago ang base ng elemento, ang katangian ay dapat makuha muli. Ang regulasyon at teknikal na dokumentasyon ay dapat magbigay ng static na kaligtasan sa ingay, at sa karamihan ng mga kaso - dynamic

Konklusyon

Upang mapataas ang kaligtasan sa ingay ng mga device o system, ang mga espesyal na hakbang na inilatag sa yugto ng disenyo at konstruksiyon (pagsasanggalang, saligan, makatuwirang pag-install, atbp.) ay nakakatulong sa mga epekto ng pagkagambala.

Kasanayan sa ingay

Ito ang kakayahan ng isang sistema ng komunikasyon na makatiis sa mga epekto ng malakas na interference. Ang kaligtasan sa ingay ay kinabibilangan ng lihim ng sistema ng komunikasyon at ang kaligtasan nito sa panghihimasok, dahil upang lumikha ng malakas na pagkagambala, kailangan munang makita ang sistema ng komunikasyon at sukatin ang mga pangunahing parameter ng mga signal nito, at pagkatapos ay ayusin ang pinakamalakas, pinakamalakas na pagkagambala. . Kung mas mataas ang secrecy at noise immunity, mas mataas ang noise immunity ng communication system.

Noise immunity ShSS

Ito ay tinutukoy ng kilalang kaugnayan na nagkokonekta sa signal-to-noise ratio sa receiver output (sa output ng isang katugmang filter o correlator) q2 na may signal-to-noise ratio sa receiver input p2:

Kanya-kanya

Tinutukoy ng signal-to-noise ratio sa output q2 ang mga operating katangian ng NPS reception, at ang signal-to-noise ratio sa input p2 ay tumutukoy sa enerhiya ng signal at ingay. Ang halaga ng q2 ay maaaring makuha ayon sa mga kinakailangan ng system (10...30 dB) kahit na 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

Mula sa (1.4), (1.5) sumusunod na ang pagpoproseso ng amplification KShPS = 2V. Sa BSS, ang pagtanggap ng impormasyon ay nailalarawan sa ratio ng signal-to-interference h2 = q2 /2, i.e.

Ipinapakita ng Figure 1.2 ang mga dependence ng processing gain at ang NPS B base sa signal-to-interference ratio sa input p2 dB para sa mga value ng q2 (solid lines) at h2 (dashed lines) na katumbas ng 10, 20 at 30 dB, itinayo ayon sa (1.4), (1.6).

Figure 1.2 - Pag-asa ng nakuha sa pagproseso at base ng NPS sa ratio ng signal-to-interference sa output ng receiver

Ang mga relasyon (1.4), (1.6) ay pangunahing sa teorya ng mga sistema ng komunikasyon na may mga broadband network. Nakuha ang mga ito para sa interference sa anyo ng puting ingay na may pare-parehong power spectral density sa loob ng frequency band na ang lapad ay katumbas ng lapad ng NPS spectrum. Kasabay nito, ang mga ugnayang ito ay may bisa para sa isang malawak na hanay ng interference (narrowband, pulsed, structural), na tumutukoy sa kanilang pangunahing kahalagahan. Sa pangkalahatan, pagpapalakas ng pagproseso ng NPS para sa di-makatwirang panghihimasok:

kung saan ang antas ng approximation ay depende sa uri ng interference at sa base ng ShPS. Ipinapakita ng talahanayan 1.1 ang mga halaga ng nakuha sa pagproseso para sa ilang dayuhang komunikasyon at mga sistema ng nabigasyon.

Talahanayan 1.1 - Mga parameter ng mga sistema ng komunikasyon na may ShPS

Ipinakilala ng Talahanayan 1.1 ang mga sumusunod na notasyon: FM - phase-shift keyed signal, FM - frequency-shift keyed signal. Ang mga parameter na ibinigay sa talahanayan ay pangunahing tumutugma sa mga sistema ng komunikasyon ng mga ikaanimnapung taon (ang unang apat na linya), at ang ikalimang linya lamang ang nagpapakita ng mga parameter ng modernong GPS (Global Position System) system - isang multi-satellite radio navigation system.

Figure 1.3 - Noise immunity ng mga sistema ng komunikasyon na may broadband: FM at AM

Ipinapakita ng Figure 1.3 ang mga graph ng noise immunity ng mga sistema ng komunikasyon na may broadband, frequency modulation (FM) at amplitude modulation (AM). Upang ihambing ang FM at ShPS, ang parehong mga frequency band ay kinuha, na tumutugma sa B = 100. Ang kaligtasan sa ingay ng sistema ng komunikasyon sa ShPS ay kinakalkula ayon sa (1.4), at ipinapalagay na ang impormasyon ay ipinadala gamit ang pulse-width modulation (PWM). Alam na ang FM ay may mataas na kaligtasan sa ingay at nagbibigay ng mataas na kalidad na pagpaparami ng impormasyon, sa kondisyon na ang ratio ng signal-to-interference sa input ay nasa itaas ng threshold value na p2thr = 10...15 dB. Habang bumababa ang p2 sa ibaba ng halaga ng threshold, ang kaligtasan sa ingay ng sistema ng komunikasyon ng FM ay bumaba nang husto (Larawan 1.2). ang isang sistema na may AM at isang katumbas na base B=1 ay gumagana lamang sa p2 > 0 dB, ang pagdepende ng q2 sa p2 ay linear. Tinitiyak ng sistema ng komunikasyon sa ShPS ang maaasahang pagtanggap ng impormasyon kahit na sa 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.

Dapat pansinin muli na ang mga relasyon sa itaas ay mahigpit na wasto para sa pagkagambala sa anyo ng isang random na proseso ng Gaussian na may pare-parehong spectral power density.

Noise immunity ng KPI transmission system

Gumagana ang SP KPI sa ilalim ng mga kondisyon ng panghihimasok. Sa pangkalahatan, ang pagganap ng SP KPI ay dapat masuri kapag ang kaaway ay nagsasagawa ng electronic warfare (EW). Kasabay nito, ang pinakamahalagang tagapagpahiwatig ng kalidad ng operasyon ng SP KPI ay ang kaligtasan sa ingay.

Kasanayan sa ingay Ang RES ay ang kakayahan nitong manatiling gumagana sa mga kondisyon ng electronic warfare ng kaaway.

Sa pangkalahatan, ang elektronikong digmaan ay kinabibilangan ng dalawang magkakasunod na yugto - radio reconnaissance at radio countermeasures. Ang layunin ng radio reconnaissance ay itatag ang katotohanan na ang radio electronics ay gumagana sa radiation at upang matukoy ang mga parameter ng radio electronics na kinakailangan para sa pag-aayos ng mga radio countermeasures. Ang layunin ng radio countermeasures ay lumikha ng mga kondisyon na magpapalubha sa pagpapatakbo ng radio electronics system o kahit na humantong sa pagkabigo ng gawain. Ang pangunahing paraan ng radio countermeasures ay jamming. Magiging mas epektibo ang jamming kapag mas maraming impormasyon tungkol sa pinigilan na electronic zone ang natukoy sa yugto ng radio reconnaissance at ginagamit sa pag-aayos ng mga kontra-hakbang na hakbang sa radyo.

Kasunod nito, ang kaligtasan sa ingay bilang isang husay na tagapagpahiwatig ng paggana ng SP KPI ay ipinapalagay ang parehong pagsasagawa ng radio reconnaissance ng kaaway (i.e., isinasaalang-alang nito ang pagiging lihim ng gawain ng SP KPI), at pagpapanatili ng kalidad ng gawain ng SP KPI sa isang katanggap-tanggap na antas kapag nalantad sa interference (i.e., noise immunity).

Ang kaligtasan sa ingay ng RES ay nakasalalay sa mga teknikal na katangian ng RES, sa relatibong posisyon ng RES at kagamitan sa reconnaissance at pagsugpo, sa mga taktika ng paggamit ng RES, sa oras ng pagpapatakbo, atbp. Ang kumbinasyon ng mga katangian at kundisyong ito ay random, samakatuwid, ang noise immunity ay dapat na tasahin bilang ang probabilidad P ng mga gawain sa pagpapatupad ng RES sa mga kondisyon ng electronic warfare, na tinutukoy ng kaugnayan

R pmz = 1 – R r R n

kung saan si P r – ang posibilidad ng reconnaissance ng mga parameter ng RES na kinakailangan para sa pag-aayos ng mga countermeasure sa radyo;

R n – posibilidad ng pagkagambala ng sistema ng pamamahagi ng elektroniko bilang resulta ng mga pag-countermeasure sa radyo.

Ang probabilidad Р р quantitatively sumasalamin lihim Ang RES ay ang kakayahan ng RES na makatiis sa mga hakbang sa radio reconnaissance na naglalayong makita ang katotohanan ng operasyon ng RES at matukoy ang mga parameter ng signal na kinakailangan para sa mga countermeasure sa radyo. Alinsunod dito, ang halagang Pcr = 1 – Pr ay maaaring kunin bilang isang pamantayan para sa pagiging lihim.

Ang posibilidad na P n ay nakasalalay sa kakayahan ng RES na gawin ang gawain sa ilalim ng impluwensya ng panghihimasok. Samakatuwid, ang halaga R pmu = 1 – R n ay maaaring tanggapin bilang isang pamantayan para sa kaligtasan sa ingay. Tinutukoy ng criterion na ito ang posibilidad na makumpleto ng system ang isang gawain sa ilalim ng mga kondisyon ng radio jamming.

Kung hindi susuriin ng kaaway ang mga parameter ng link sa radyo, malinaw na isang noise barrage lang ang itatakda. Kung ang mga parameter ng link sa radyo ay tinutukoy ng kaaway sa panahon ng reconnaissance, kung gayon ang naka-target na jamming ay malamang na mangyari. Kaya, ang kaligtasan sa ingay ng RES ay tinutukoy ng pagiging lihim at kaligtasan sa ingay nito. Isaalang-alang natin ang mga indibidwal na tagapagpahiwatig ng kaligtasan sa ingay.

Nakaw . Ang radio reconnaissance, bilang panuntunan, ay nagsasangkot ng sunud-sunod na pagpapatupad ng tatlong pangunahing gawain: pag-detect ng katotohanan ng pagpapatakbo ng mga elektronikong elektronikong aparato (pagtukoy ng signal), pagtukoy sa istraktura ng nakitang signal (batay sa pagtukoy ng isang bilang ng mga parameter nito) at pagsisiwalat ang impormasyong nilalaman (ipinadala) sa signal. Ang huling gawain kung minsan ay may independiyenteng kahalagahan (ito ay isa sa mga huling layunin). Sa pangkalahatan, ang pagbubunyag ng kahulugan ng ipinadalang impormasyon ay ginagawang posible upang ayusin ang mas epektibong pagsugpo sa radyo.

Ang mga nakalistang gawain ng radio reconnaissance ay maaaring ihambing sa tatlong uri ng lihim ng mga electronic power system: enerhiya, istruktura at impormasyon.

Lihim ng enerhiya nailalarawan ang kakayahang makatiis sa mga hakbang na naglalayong makakita ng signal sa pamamagitan ng isang reconnaissance receiving device. Upang matiyak ang lihim ng enerhiya, kinakailangang pumili ng naturang transmitter radiation power at tulad ng radiation spectrum kung saan ang signal power sa input ng reconnaissance receiver ay magiging mas mababa kaysa sa tunay na sensitivity nito. Upang matiyak ang lihim ng enerhiya, posible na gumamit ng mga signal ng broadband, dahil may mababang spectral density at napapailalim sa medyo makitid na bandwidth ng reconnaissance receiver, ang enerhiya ng natanggap na reconnaissance signal ay magiging maliit. Ang pagtuklas ng signal ng isang reconnaissance receiver ay nangyayari sa ilalim ng mga kondisyon ng interference (ingay), at maaaring sinamahan ng dalawang uri ng mga error: pagtanggal ng signal kapag ito ay naroroon sa input at false detection (false alarm) kapag walang signal . Ang mga error na ito ay probabilistic sa kalikasan. Ang isang quantitative measure ng energy secrecy ay maaaring ang probabilidad ng tamang detection P obn (para sa isang ibinigay na probabilidad ng false alarm P lt) , na nakadepende naman sa ratio ng signal-to-interference sa radio link at sa mga panuntunan ng desisyon para sa pag-detect ng signal.

Structural na lihim nailalarawan ang kakayahang makatiis sa mga panukala ng radio intelligence na naglalayong magbunyag ng signal. Nangangahulugan ito ng pagkilala sa hugis ng isang signal na tinutukoy ng mga pamamaraan ng pag-encode at modulasyon nito, ibig sabihin, pagkilala sa nakitang signal gamit ang isa sa maraming a priori na kilalang signal. Tinitiyak ang pagiging lihim ng istruktura sa pamamagitan ng paggamit ng mga senyales na ang kumplikadong istraktura ay nagpapahirap sa kanila sa reconnaissance ng kaaway. Ang ganitong mga signal ay maaaring mga signal batay sa pseudo-random na mga pagkakasunud-sunod ng mahabang tagal, mga signal na may kumplikadong modulasyon, atbp. Ang paggamit ng mga kumplikadong signal ay naglalagay ng mga espesyal na pangangailangan sa system sa mga tuntunin ng katumpakan ng pag-synchronize ng pagtanggap at pagpapadala ng mga panig. Upang madagdagan ang lihim na istruktura, kinakailangan na magkaroon ng pinakamalaking posibleng ensemble ng mga signal na ginamit at upang baguhin ang hugis ng mga signal nang madalas. Ang gawain ng pagtukoy sa istraktura ng isang signal ay istatistika din, at ang isang dami ng sukatan ng structural na lihim ay maaaring ang posibilidad na ibunyag ang istraktura ng signal P str, sa kondisyon na ang signal ay nakita. Kaya, ang P str ay isang kondisyon na posibilidad.

Sikreto ng impormasyon ay tinutukoy ng kakayahang labanan ang mga hakbang na naglalayong ibunyag ang kahulugan ng impormasyong ipinadala sa pamamagitan ng mga signal. Ang pagsisiwalat ng kahulugan ng ipinadalang impormasyon ay nangangahulugan ng pagtukoy sa bawat natanggap na signal o ang kanilang kumbinasyon sa mensaheng ipinapadala. Ang problemang ito ay nalutas sa pamamagitan ng pagtukoy ng isang bilang ng mga katangian ng isang signal, halimbawa, ang lugar ng isang ibinigay na signal sa hanay ng mga natanggap, ang dalas ng paglitaw nito, ang koneksyon sa pagitan ng mga kadahilanan ng paglitaw ng isang partikular na signal at isang pagbabago sa estado ng kinokontrol na bagay, atbp. Ang pagkakaroon ng isang priori at isang posterior na kawalan ng katiyakan ay ginagawang probabilistic ang problemang ito, at sa Bilang isang dami ng sukatan ng lihim ng impormasyon, ang posibilidad na ibunyag ang kahulugan ng ipinadalang impormasyon P inf ay kinuha, sa kondisyon na ang signal ay nakita at nakahiwalay (ibig sabihin, ang istraktura nito ay isiwalat). Samakatuwid, ang P inf ay isa ring conditional na posibilidad.

Ang stealth ay tinutukoy ng posibilidad ng reconnaissance ng RES signal . Kadalasan ang gawain ng pagbubunyag ng kahulugan ng ipinadala na impormasyon ay hindi nakatakda, at pagkatapos ay posible na tanggapin ang P inf = 1 at P p = P obn P na pahina Sa ilang mga kaso, upang ayusin ang mga countermeasure sa radyo, sapat na upang makita ang signal ng pinigilan na RES. Sa kasong ito, ang P r ay nakilala sa P obn. Ang lihim ng enerhiya at istruktura ay ang pinakamahalagang katangian ng RES, na kinakaharap ng parehong mga inhinyero sa disenyo ng kagamitan sa radyo at mga inhinyero na nagpapatakbo nito.

Kaya, ang pagiging lihim ng SP KPI ay tinitiyak sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa mga tunay na kondisyon ng pagpapatakbo at isang kumbinasyon ng mga teknikal at pang-organisasyong hakbang.

Pamantayan sa pagsusuri kasanayan sa ingay Ang SP KPI ay ang posibilidad ng error P osh kapag nagde-decode ng kumbinasyon ng code, na isang naka-encode na RK o isang hiwalay na salitang VP. Ang halaga ng probability P osh, sa turn, ay nakasalalay sa posibilidad ng pagbaluktot ng isang elementarya na simbolo (bit) ng kumbinasyon ng code na p e at para sa hindi paulit-ulit na coding

Rosh = 1 – (1 – r e) n

saan P - bilang ng mga bit ng kumbinasyon ng code.

Karaniwan, para sa malapit na mga sistema ng espasyo kinakailangan upang matiyak na ang posibilidad ng pagbaluktot ng mensahe (utos o kontrol na salita ng programa) ay hindi hihigit sa 10 -8 - 10 -10. Ang posibilidad ng pagbaluktot ng isang elementarya na simbolo (elemento) ng isang mensahe para sa malapit na mga sistema ng espasyo ay karaniwang nasa hanay na 10 -3 - 10 -6. Kaya, ang posibilidad ng pagbaluktot ng isang mensahe na ipinakita sa SP KPI sa anyo ng isang kumbinasyon ng code ay dapat na ilang mga order ng magnitude na mas mababa kaysa sa posibilidad ng pagbaluktot ng mga simbolo ng mensaheng ito. Tinutukoy nito ang pangunahing pangangailangang maglapat ng mga espesyal na hakbang sa SP KPI upang mapataas ang pagiging maaasahan ng mga ipinadalang mensahe.

Ang terminong "ingay" ay tumutukoy sa iba't ibang uri ng interference na pumipihit sa ipinadalang signal at humahantong sa pagkawala ng impormasyon.

Mga teknikal na sanhi ng panghihimasok:

Mababang kalidad ng mga linya ng komunikasyon;

Kawalang-katiyakan ng iba't ibang daloy ng impormasyon na ipinadala sa parehong mga channel mula sa bawat isa.

Ang pagkakaroon ng ingay ay humahantong sa pagkawala ng impormasyon.

Gumawa si Shannon ng isang espesyal coding theory, pagbibigay ng mga paraan upang labanan ang ingay. Ang isa sa pinakamahalagang ideya ng teoryang ito ay ang code na ipinadala sa linya ng komunikasyon ay dapat kalabisan.

Code Redundancy – Ito ay maraming pag-uulit ng ipinadalang data.

Hindi maaaring magkaroon ng masyadong maraming code redundancy. Ito ay hahantong sa mga pagkaantala at mas mataas na gastos sa komunikasyon.

Ang teorya ng coding ay nagpapahintulot sa amin na makakuha ng isang code na magiging pinakamainam: ang redundancy ng ipinadalang impormasyon ay magiging pinakamababang posible, A pagiging maaasahan nakatanggap ng impormasyon - maximum.

Nauna nang nabanggit na kapag nagpapadala ng mga mensahe sa mga channel ng komunikasyon, maaaring mangyari ang interference na maaaring humantong sa pagbaluktot ng mga natanggap na character. Kaya, halimbawa, kung susubukan mong magpadala ng voice message sa mahangin na panahon sa isang tao na nasa malayong distansya mula sa iyo, maaari itong masira nang husto ng interference gaya ng hangin. Sa pangkalahatan, ang paghahatid ng mensahe sa pagkakaroon ng interference ay isang seryosong teoretikal at praktikal na problema. Ang kahalagahan nito ay tumataas dahil sa malawakang pagpapakilala ng computer telecommunications, kung saan hindi maiiwasan ang interference. Kapag nagtatrabaho sa naka-encode na impormasyon na binaluktot ng panghihimasok, ang mga sumusunod na pangunahing problema ay maaaring makilala: pagtatatag ng mismong katotohanan na ang pagbaluktot ng impormasyon ay naganap; alamin kung saan eksakto sa ipinadalang teksto ito nangyari; pagwawasto sa pagkakamali, kahit na may ilang antas ng katiyakan.

Ang pagkagambala sa paghahatid ng impormasyon ay karaniwan sa lahat ng mga lugar ng propesyonal na aktibidad at sa pang-araw-araw na buhay. Ang isa sa mga halimbawa ay ibinigay sa itaas, ang iba pang mga halimbawa ay nakikipag-usap sa telepono, ang receiver nito ay "kumakaluskos", nagmamaneho ng kotse sa fog, atbp. Kadalasan, ang isang tao ay ganap na nakayanan ang bawat isa sa mga gawain sa itaas, kahit na hindi niya palaging alam kung paano niya ito ginagawa (iyon ay, hindi algorithm, ngunit batay sa ilang mga nauugnay na koneksyon). Ito ay kilala na ang likas na wika ay may malaki kalabisan(sa mga wikang European - hanggang 7%), na nagpapaliwanag ng higit na kaligtasan sa ingay ng mga mensahe na binubuo ng mga character mula sa mga alpabeto ng naturang mga wika. Ang isang halimbawa na naglalarawan ng pagtutol ng wikang Ruso sa panghihimasok ay ang pangungusap na “sa slovakh vso glosnoo zomonono bokvoy o.” Dito 26% ng mga character ay "apektado", ngunit hindi ito humantong sa pagkawala ng kahulugan. Kaya, ang redundancy ay isang kapaki-pakinabang na pag-aari sa kasong ito.

Ang redundancy ay maaari ding gamitin kapag nagpapadala ng mga naka-encode na mensahe sa mga teknikal na sistema. Halimbawa, ang bawat fragment ng teksto ("pangungusap") ay ipinadala ng tatlong beses, at ang pares ng mga fragment na ganap na nagtutugma ay itinuturing na tama. Gayunpaman, ang malaking redundancy ay humahantong sa malaking halaga ng oras na ginugol sa pagpapadala ng impormasyon at nangangailangan ng malaking halaga ng memorya para sa pag-iimbak nito. Ang unang teoretikal na pag-aaral ng epektibong coding ay isinagawa ni K. Shannon.

Unang teorama Idineklara ni Shannon ang posibilidad na lumikha ng isang sistema para sa mahusay na coding ng mga discrete na mensahe, kung saan ang average na bilang ng mga binary na simbolo sa bawat simbolo ng mensahe ay asymptotically ay may posibilidad sa entropy ng pinagmulan ng mensahe (sa kawalan ng interference). Ang gawain ng mahusay na coding ay inilarawan ng triad:

X = (X 4i) - encoder - SA.

Dito X, B - ayon sa pagkakabanggit, ang input at output alphabet. Sa ilalim ng karamihan x i Maaari mong maunawaan ang anumang mga palatandaan (mga titik, salita, pangungusap). SA - isang set, ang bilang ng mga elemento kung saan, sa kaso ng pag-encode ng mga character na may mga numero, ay tinutukoy ng base ng sistema ng numero (halimbawa, T= 2). Ang encoder ay tumutugma sa bawat mensahe x i mula sa X kumbinasyon ng code na binubuo ng n i set ng mga character SA. Ang limitasyon ng gawaing ito ay ang kawalan ng panghihimasok. Kinakailangang tantyahin ang pinakamababang average na haba ng kumbinasyon ng code.

Upang malutas ang problemang ito, dapat malaman ang posibilidad P i lalabas ang mensahe x i, na tumutugma sa isang tiyak na bilang ng mga character n i alpabeto SA. Pagkatapos ay ang matematikal na inaasahan ng bilang ng mga character mula sa SA matutukoy ang mga sumusunod:

n c r = p i P i(average na halaga).

Ang average na bilang ng mga character na alpabeto SA tumutugma sa maximum na entropy Ntax = n avg log T. Upang matiyak ang paghahatid ng impormasyong nakapaloob sa mga mensahe X mga kumbinasyon ng code mula sa SA, ang kundisyong H4max ≥ ay dapat matugunan H(x), o p sr log T≥- P i log R i. Sa kasong ito, may redundancy ang naka-encode na mensahe p sr≥H(x)/ log t, n min = H(x)/ log T.

Redundancy factor

SA ikaw = ( H max - H(x)) / H max = ( n cp – n min) / n cp

Isulat natin ang mga halagang ito sa anyo ng isang talahanayan. 1.8. Meron kami:

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

mga. ang code ay halos walang kalabisan. Makikita na ang average na bilang ng mga binary na simbolo ay may gawi sa entropy ng pinagmulan ng mensahe.

Talahanayan 3.1 Halimbawa para sa unang teorama ni Shannon

N	Рх i	x i	Code	n i	n i - ∙ P i	Рх i∙log Рх i
	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

Ang pangalawang teorama ni Shannon nagsasaad na sa pagkakaroon ng interference sa channel, laging posible na makahanap ng isang coding system kung saan ang mga mensahe ay ipapadala nang may ibinigay na pagiging maaasahan. Kung may hadlang, ang kapasidad ng channel ay dapat lumampas sa kapasidad ng pinagmulan ng mensahe.

Kaya, ang pangalawang teorama ni Shannon ay nagtatatag ng mga prinsipyo ng error-correcting coding. Para sa isang discrete channel na may ingay, ang theorem ay nagsasaad na kung ang rate ng paglikha ng mensahe ay mas mababa sa o katumbas ng kapasidad ng channel, mayroong isang code na nagsisiguro sa paghahatid na may arbitrary na rate ng error.

Ang patunay ng theorem ay batay sa sumusunod na pangangatwiran. Sa una ang pagkakasunod-sunod X = (xi) naka-encode ng mga character mula sa SA upang ang maximum na throughput ay makamit (ang channel ay walang interference). Pagkatapos ay sa isang pagkakasunod-sunod ng SA haba P ipinakilala r mga simbolo at isang bagong pagkakasunod-sunod ng n + r mga karakter. Bilang ng mga posibleng sequence ng haba at + T mas malaki kaysa sa bilang ng mga posibleng pagkakasunod-sunod ng haba P. Ang set ng lahat ng sequence ng haba P + r maaaring hatiin sa P mga subset, na ang bawat isa ay nauugnay sa isa sa mga sequence ng haba P. Kung may interference sa isang sequence ng P + r inaalis ito mula sa kaukulang subset na may arbitraryong maliit na posibilidad.

Ginagawa nitong posible na matukoy sa tatanggap na bahagi ng channel kung aling subset ang natanggap na pagkakasunud-sunod ng haba, na binaluktot ng interference, ay kabilang sa n + r, at sa gayon ay maibabalik ang orihinal na pagkakasunud-sunod ng haba P.

Ang theorem na ito ay hindi nagbibigay ng isang tiyak na paraan para sa pagbuo ng isang code, ngunit ito ay nagpapahiwatig ng mga limitasyon ng kung ano ang maaaring makamit sa paglikha ng error-resistant code at pinasisigla ang paghahanap para sa mga bagong paraan upang malutas ang problemang ito.

Ang siyentipikong Sobyet ay gumawa ng malaking kontribusyon sa siyentipikong teorya ng komunikasyon Vladimir Aleksandrovich Kotelnikov(1940-1950 XX siglo). Sa modernong mga digital na sistema ng komunikasyon, upang labanan ang pagkawala ng impormasyon sa panahon ng paghahatid:

Ang buong mensahe ay nahahati sa mga bahagi - mga bloke;

Para sa bawat bloke, isang checksum (ang kabuuan ng mga binary digit) ay kinakalkula, na ipinapadala kasama ng bloke na ito;

Sa receiving site, ang checksum ng natanggap na block ay muling kinakalkula kung hindi ito tumutugma sa orihinal, ang paghahatid ay paulit-ulit.

Talahanayan 3.2. Modelo ni Claude Shannon para sa paglilipat ng impormasyon sa mga sistema ng teknikal na komunikasyon

Karagdagang panitikan:

№	Paksa ng aralin	Panitikan
	Impormasyon bilang pagkakaisa ng agham at teknolohiya.	Mogilev "Informatics"
	Mga aspetong panlipunan ng computer science.	"Sociocultural na aspeto ng pag-hack" (batay sa mga materyales mula sa Wikipedia, ang libreng electronic encyclopedia)
	Mga legal na aspeto ng computer science.	"Mga legal na aspeto ng computer science" (batay sa mga materyales mula sa website na "Informatics on 5") http://www.5byte.ru/referat/zakon.php
	Impormasyon at pisikal na mundo. Impormasyon at lipunan.	“Introduction to Computer Science” mula sa textbook ni N. Ugrinovich “Computer Science and Information Technologies” pp. 12-17
	Impormasyon sa lipunan.	Batay sa mga materyales mula sa electronic magazine na "PC World" http://schools.keldysh.ru/sch444/MUSEUM/pres/cw-01-2000.htm
	Telekomunikasyon sa Bashkortostan	Portal "Republika ng Bashkortostan" - Seksyon ng Telekomunikasyon http://bashkortostan.rf/potential/telecommunications/
	Seguridad ng impormasyon ng lipunan at indibidwal.	"Seguridad ng impormasyon ng indibidwal, lipunan, estado" (batay sa mga materyales mula sa elektronikong libro ni V.A. Kopylov "Batas sa Impormasyon", mga kabanata 10-11) http://www.i-u.ru/biblio/archive/kopilov_iform/04. aspx
	Paksa 2.1. Iba't ibang antas ng ideya tungkol sa impormasyon. Mga kahulugan ng termino sa iba't ibang larangan ng kaalaman.	"Isang semantiko na diskarte sa pagtukoy ng impormasyon" (mga materyales mula sa Wikipedia - ang libreng electronic encyclopedia, seksyong "Impormasyon sa Lipunan ng Tao") http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8%ED%F4%EE%F0%EC %E0 %F6%E8%FF