В книге излагаются основы статистической теории дискретной передачи непрерывных сообщений. Рассматриваются системы связи, в которых непрерывные сообщения передаются при помощи дискретных сигналов, принимающих конечное число значений. Такие системы называются смешанными. К ним относятся известные системы с ко-дово-импульсной и дельта-модуляцией. Основное внимание уделяется преобразованию непрерывных сообщений в передаваемые дискретные сигналы на входе системы и принимаемых сигналов в оценки сообщений на выходе. Производится синтез систем связи, оптимальных по критерию минимума среднего квадрата ошибки передачи сообщения для дискретных каналов с заданными статистическими характеристиками. Дается методика расчета оптимальных значений основных параметров систем связи и анализируются их характеристики: средний квадрат ошибки передачи сообщения, корреляционная функция и спектральная плотность принятого сообщения.
Книга предназначена для научных работников и инженеров, занимающихся проектированием и исследованием дискретных систем связи, телеметрии и телеуправления, а также для студентов и преподавателей вузов.
14 табл., 87 рис., 82 библ. названий.
Предисловие
Настоящая монография представляет собой развитие и обобщение предыдущих работ автора в области теории дискретной передачи непрерывных сообщений, опубликованных в виде статей в различных журналах.
В связи с тем, что монография представляет собой, по-видимому, первый опыт изложения теории дискретной передачи непрерывных сообщений, автор при ее написании уделил основное внимание специфическим разделам этой теории. Такими специфическими разделами являются вопросы преобразования непрерывных сообщений в передаваемые дискретные сигналы на входе системы и принимаемых дискретных сигналов в принятые сообщения на выходе.
В состав рассматриваемых систем связи также входят дискретный канал и устройства синхронизации. Дискретным каналам связи посвящена обширная специальная литература. Поэтому теория дискретных каналов подробно не излагается, а используются данные, имеющиеся в других изданиях. Автор не располагал достаточным количеством материала по теории синхронизации. Поэтому в книге она не рассматривается, а предполагается, что в системе связи синхронизация осуществляется безошибочно.
Различным вопросам дискретной передачи непрерывных сообщений посвящено значительное число статей в научных журналах. В книге даются библиографические ссылки только на те статьи, которые использовались при ее написании или имеют непосредственное отношение к излагаемому материалу. Поэтому библиография по теории дискретной передачи непрерывных сообщений, приведенная в книге, не является полной.
В работе использован математический аппарат теории случайных функций, статистической теории оценок и теории помехоустойчивости. При написании книги автор
3
Оглавление
Предисловие .......... . . 3
Условны е обозначения ......... 5
Введение ............. . 8
Глава 1.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СИНТЕЗА СМЕШАННЫХ 10
СИСТЕМ СВЯЗИ ....... ... 13
1.1. Передача непрерывных сообщений по дискретным каналам связи ............. . 13
1.2. Структурная схема смешанной системы связи .... 15
1.3. Классификация смешанных систем связи ..... 22
1.4. Постановка задачи синтеза смешанной системы связи . . 26
1.5. Синтез оценивающего фильтра ........ 30
1.6. Синтез квантователя .......... 38
Глава 2.
ПЕРЕДАЧА НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН ,„
ПО ДИСКРЕТНОМУ КАНАЛУ СВЯЗИ БЕЗ ПОМЕХ 4^
2.1. Синтез смешанной системы связи, предназначенной для передачи непрерывной величины ....... 43
2.2. Передача нормальной величины при неравномерной шкала оценок
..............
2.3. Передача случайной величины при равномерной шкале
оценок
48
.............. 54
2.4. Передача релеевской величины ........ 60
2.5. Передача случайной величины с минимальной потерей информации . . ........... 64
Глава 3.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ __
СМЕШАННЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ ...... 67
3.1. Дискретные каналы связи ......... 67
3.2. Синтез приемников дискретных каналов ..... 69
3.3. Потенциальная помехоустойчивость дискретных каналов 77
3.4. Стохастические матрицы некоторых двоичных кодов . . 84
Глава 4.
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ КОДОВО-ИМПУЛЬСНОЙ
МОДУЛЯЦИИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ НЕПРЕРЫВНОЙ -п
ВЕЛИЧИНЫ ..... . ..... 92
4.1. Основные задачи помехоустойчивости систем с кодово-
импульсной модуляцией ,,,,,,.,.. 92 294
4.2. Потенциальная помехоустойчивость систем с кодово-им-нульсной модуляцией .......... 93
4.3. Помехоустойчивость систем с кодово-импульсной модуляцией при раздельном приеме сигнала и оценивании сообщения.............97
4.4. Помехоустойчивость систем с кодово-импульсной модуляцией при использовании двоичных кодов.....103
Глава 5.
КВАНТОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ ПРОЦЕССОВ
В СИСТЕМЕ С КОДОВО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ Ю7
5.1. Квантование непрерывных процессов......107
5.2. Выбор оптимальных условий квантования.....110
5.3. Корреляционная функция и спектральная плотность квантованного процесса...........114
5.4. Корреляционная функция и спектральная плотность шума квантования.............125
5.5. Линейная фильтрация сообщения из квантованного процесса ............. 129
5.6. Оптимальное предыскажение сообщения в системе связи
с кодово-импульсной модуляцией.......132
Глава 6.
СИНТЕЗ ОЦЕНИВАЮЩИХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ СИСТЕМ СВЯЗИ С КОДОВО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ . 137
6.1. Постановка задачи........... 137
6.2. Оценивающий фильтр с простым декодированием сигналов 138
6.3. Оценивающий фильтр с укрупненным декодированием сигналов ..............-141
6.4. Оценивающий фильтр с предсказанием...... 149
6.5. Помехоустойчивость систем с кодово-импульсной модуляцией при передаче непрерывного процесса..... 162
6.6. Выбор параметров системы с кодово-импульсной модуляцией и двоичным каналом......... 166
Глава 7.
СИСТЕМЫ С ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИЕЙ БЕЗ ПОМЕХ
В КАНАЛЕ СВЯЗИ......... 173
7.1. Основные задачи............ 173
7.2. Синтез системы связи с дельта-модуляцией для канала
без помех............. 174
7.3. Система связи для нормального марковского сообщения 181
7.4. Независимость сигналов и скорость передачи информации 183
7.5. Средний квадрат ошибки......... 185
7.6. Необходимая точность определения параметров системы 189
7.7. Корреляционная функция и спектральная плотность оценки.............. 193
295
Г л а в а 8.
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ СВЯЗИ С ДЕЛЬТА- .... МОДУЛЯЦИЕЙ..........196
8.1. Основные задачи теории помехоустойчивости систем связи
с дельта-модуляцией............196
8.2. Потенциальная помехоустойчивость системы с обратным каналом без помех...........198
8.3. Потенциальная помехоустойчивость системы без обратного канала..............205
8.4. Помехоустойчивость системы связи с обратным каналом
при раздельном приеме сигналов и оценивании сообщения 212
8.5. Помехоустойчивость системы без обратного канала при раздельном приеме сигналов и оценивании сообщения . . 215
8.6. Помехоустойчивость системы связи с дельта-модуляцией
при выборе параметров квантователя без учета помех . . 219
8.7. Помехоустойчивость системы связи с дельта-модуляцией
при выборе всех параметров без учета помех .... 224
Глава 9.
СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ПРЕДСКАЗАНИЕМ .... 228
9.1. Введение..............» 228
9.2. Исследование системы связи с предсказанием без учета помех.............., 231
9.3. Помехоустойчивость систем связи с предсказанием . . 237
Глава 10.
ДИСКРЕТНАЯ ПЕРЕДАЧА РЕЧИ......242
10.1. Статистические характеристики речевого процесса . . 242
10.2. Корреляционная функция и спектральная плотность кван-
тованной речи ........... 251
10.3. Нелинейные оценивающие фильтры для сглаживания квантованной речи .......... 256
10.4. Системы телефонной связи с дельта-модуляцией . . . 261
10.5. Дискретная передача огибающих частотных составляющих речевого процесса......«... 272
Глава 11.
ДИСКРЕТНАЯ ПЕРЕДАЧА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СООБЩЕНИЙ.......... 277
11.1. Статистические характеристики и способы дискретизации телевизионных сообщений.........277
11.2. Телевизионная система с дельта-модуляцией без обратного канала.............282
11.3. Телевизионные системы с дельта-модуляцией с обратным каналом............•. . 285
Литература.............289
Предметны и указатель.........293
Цена: 150руб.
