1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451
Макеты страниц
1.2. ВНЕШНИЕ И ВНУТРЕННИЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ ПДС. ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ПДССистемы ПДС описываются совокупностью параметров, которые можно разделить на два подмножества, внешние и внутренние. Внешние параметры, задаваемые вектором Внутренние параметры, задаваемые вектором Множество внешних параметров системы ПДС, в свою очередь, состоит из трех подмножеств параметров [1.9]: информационных, технико-экономических и технико-эксплуатационных. Информационные параметры характеризуют процесс передачи. К ним относятся верность, скорость передачи информации и время передачи. Любой из перечисленных выше информационных параметров представляет собой результат сравнения сигналов (символов) s и Вероятность нарушения равенства К технико-экономическим параметрам системы ПДС относятся: стоимость, габаритные размеры, масса. Количественно оценку стоимости системы ПДС целесообразно связать с ее основной функцией — передачей информации. В качестве такой оценки целесообразно принять стоимость передачи 1 бит информации. Эта характеристика определяется полной стоимостью приведенные годовых затрат на систему и складывается из капитальных расходов на изготовление аппаратуры и расходов на ее эксплуатацию. К технико-эксплуатационным параметрам относятся среднее время безотказной работы, температурный диапазон работы, механические характеристики и т. п. К числу внутренних параметров относятся, в частности, характеристики используемой элементной базы, характеристика помех и такая важная характеристика как сложность. Различают алгоритмическую и структурную сложность. Рассмотрим более подробно эти понятия. Систему можно рассматривать как некоторое вычислительное устройство, алгоритм работы которого определяет последовательность операций, выполняемых над входным сигналом для преобразования его в выходной сигнал. Отсюда алгоритмическую сложность можно оценить числом логических и арифметических операций и объемом памяти запоминающих устройств, необходимых для обеспечения преобразования. Структурная сложность определяется числом базовых узлов, необходимым для построения надежно функционирующей системы. Сложность базового узла принимается равной единице. В качестве базовых могут приниматься узлы, выпуск которых освоен промышленностью, например триггеры, операционные усилители и другие интегральные микросхемы. Внешние и внутренние характеристики системы связаны определенными зависимостями. При этом в общем случае каждый из внешних параметров проектируемой системы ПДС может быть представлен в виде функции его внутренних параметров: Система уравнений (1.3) называется уравнениями связи и задает математическую модель проектируемой системы ПДС. Рассмотрим задачу поиска наилучшей системы ПДС. Эта задача оказывается чрезвычайно сложной прежде всего из-за огромного числа внешних и внутренних характеристик системы. Поэтому успех оптимизации Если система ПДС не содержит в своем составе кодека (кодера и декодера), то ее оптимизация обычно сводится к оптимизации модема — выбору модема, обеспечивающего минимальную вероятность неправильного приема при ограничениях на сложность реализации или стоимость модема. Если в составе системы ПДС имеется и кодек, то за счет введения избыточности можно получить сколь угодно малую вероятность неправильного приема. Однако на практике это достигается пеной существенного снижения скорости передачи информации. Поэтому при решении задачи оптимизации системы ПДС в данном случае стремятся к достижению требуемой или максимальной скорости передачи информации при выполнении ограничений на вероятность неправильного приема и сложность (стоимость) системы. Наиболее общим показателем системы ПДС является информационная эффективность которая определяется как отношение скорости передачи информации к пропускной способности канала Рис. 1 15 Зависимость стоимости системы ПДС от информационной эффективности Однако стоимость передачи 1 бит информации, которая в данном случае определяется в основном стоимостью непрерывного канала, будет весьма велика. С ростом Очевидно, что оптимальное значение зависит от уровня развития техники. В последние годы наблюдается существенное снижение стоимости схемотехники, в то же время стоимость каналов связи, используемых для ПДС, снижается незначительно. Отсюда вытекает актуальность задачи поиска методов передачи, при которых обеспечивается наилучшее использование пропускной способности канала связи. При оптимизации рекомендуется использовать [1.10] также показатели удельной скорости — скорости, отнесенной к одному из параметров канала. К ним относятся показатели Иногда при оптимизации систем делаются попытки применить обобщенный показатель качества где Широко используется оценка в виде линейной функции где Оценка вида (1.4) привлекательна тем, что она выражается одним единственным числом и в то же время учитывает все существенные параметры системы. Однако эта оценка обычно слишком формализована, что является ее недостатком. В заключение заметим, что процесс оптимизации систем ПДС является сложной задачей. Как правило, данный процесс представляет собой многошаговую процедуру, причем на каждом из шагов осуществляется оптимизация составных частей системы: кодера, модулятора, демодулятора, декодера. При этом оптимизация на каждом шаге должна осуществляться таким образом, чтобы обеспечить оптимизацию в целом. Часто оптимальная система оказывается чрезвычайно сложной с точки зрения реализации. В то же время небольшие отклонения от оптимума, как правило, вполне обеспечивают требования задания на разработку системы и при этом достигается приемлемая сложность системы. Поэтому в инженерной практике в большинстве случаев речь идет о проектировании систем, близких к оптимальным, последние же служат ориентиром, к показателям которых следует стремиться.
|
Оглавление
|