Оглавление
- 1 Пропускная способность канала
- 1.1 Определение пропускной способности канала
- 1.2 Формальное определение пропускной способности
- 1.3 Аддитивность пропускной способности
- 1.4 Теорема Шеннона о кодировании в зашумленном канале
- 1.5 Шенноновская емкость графа
- 1.6 Теорема кодирования по зашумленному каналу
- 1.7 Применение пропускной способности канала
- 1.8 Оценка пропускной способности канала
- 1.9 Пропускная способность дискретного канала без памяти
- 1.10 Пропускная способность канала беспроводной связи
- 1.11 Частотно-избирательный канал AWGN
- 1.12 Канал с быстрым затуханием
- 1.13 Способность к обратной связи
- 1.14 Основные результаты по способности к обратной связи
- 1.15 Направленная информация
- 1.16 Способность к обратной связи
- 1.17 Методы решения проблем
- 1.18 Дополнительные темы
- 1.19 Полный текст статьи:
- 2 Пропускная способность канала
Пропускная способность канала
-
Определение пропускной способности канала
- Пропускная способность канала — это максимальная скорость передачи информации по каналу связи.
- Пропускная способность определяется максимумом взаимной информации между входом и выходом канала.
-
Формальное определение пропускной способности
- Основная математическая модель системы связи включает символы ввода и вывода, функции кодирования и декодирования, а также зашумленный канал.
- Пропускная способность определяется как максимум взаимной информации между входными и выходными символами.
-
Аддитивность пропускной способности
- Пропускная способность канала суммируется по сравнению с независимыми каналами.
- Комбинированное использование двух независимых каналов обеспечивает ту же теоретическую пропускную способность, что и их независимое использование.
-
Теорема Шеннона о кодировании в зашумленном канале
- Пропускная способность канала определяется максимумом взаимной информации между входными и выходными символами.
- Пропускная способность канала не зависит от вероятности ошибки.
-
Шенноновская емкость графа
- Неориентированный граф можно использовать для определения канала связи, где символы являются вершинами графа.
- Вычислительная сложность определения пропускной способности Шеннона для такого канала остается открытой, но может быть ограничена числом Ловаша.
-
Теорема кодирования по зашумленному каналу
- Для любой вероятности ошибки ε и скорости передачи R, меньшей пропускной способности канала C, существует схема кодирования и декодирования с вероятностью ошибки меньше ε.
- При скорости, превышающей пропускную способность канала, вероятность ошибки возрастает до 0,5, а длина блока стремится к бесконечности.
-
Применение пропускной способности канала
- Пропускная способность канала AWGN с полосой пропускания B Гц и отношением сигнал/шум S/N определяется теоремой Шеннона–Хартли.
- Пропускная способность измеряется в битах в секунду или натах в секунду.
-
Оценка пропускной способности канала
- Для определения пропускной способности канала необходимо найти распределение, обеспечивающее пропускную способность, и оценить взаимную информацию.
- Исследования сосредоточены на каналах с аддитивным шумом при определенных ограничениях мощности и распределении шума.
-
Пропускная способность дискретного канала без памяти
- Пропускная способность может быть вычислена с помощью алгоритма Блахута-Аримото.
- Глубокое обучение может быть использовано для оценки пропускной способности канала.
-
Пропускная способность канала беспроводной связи
- В сценарии “точка-точка” с одной антенной пропускная способность зависит от средней принимаемой мощности и спектральной плотности мощности шума.
- При малом SNR пропускная способность линейна по мощности, но нечувствительна к полосе пропускания.
-
Частотно-избирательный канал AWGN
- Пропускная способность определяется распределением мощности заполнения водой.
- В канале с медленным затуханием пропускная способность зависит от случайного усиления канала.
-
Канал с быстрым затуханием
- В канале с быстрым затуханием можно достичь надежной скорости передачи данных путем усреднения по многим временным интервалам когерентности.
-
Способность к обратной связи
- Пропускная способность обратной связи определяется как максимальная скорость, с которой информация может быть надежно передана в единицу времени.
- Обратная связь не увеличивает пропускную способность для каналов без памяти.
-
Основные результаты по способности к обратной связи
- Причинная обусловленность описывает канал.
- Выбор причинно-обусловленного распределения определяет совместное распределение.
-
Направленная информация
- Направленная информация определяется как логарифм отношения вероятности события при условии, что оно произошло, к вероятности события без этого условия.
- В данном случае, информация направлена от X к Y.
-
Способность к обратной связи
- Способность к обратной связи обеспечивается, когда преобладают все возможные варианты выбора.
- В случае гауссовского шума, канал имеет память, что усложняет обратную связь.
-
Методы решения проблем
- Проблему обратной связи трудно решить в общем случае.
- Существуют методы, связанные с теорией управления и марковскими процессами принятия решений для дискретных каналов.
-
Дополнительные темы
- Пропускная способность, полоса пропускания, скорость передачи битов, скорость кодирования, показатель погрешности, коэффициент Найквиста, негэнтропия, избыточность, отправитель, сжатие данных, получатель, теорема Шеннона–Хартли, спектральная эффективность.
- Продвинутые темы для общения, МИМОЗНЫЙ, многообразие сотрудничества, внешние ссылки.