Информационная емкость дискретного сообщения

При описании информационных процессов часто пользуются следующими информационными характеристиками.

Производительность источника сообщений (P) — среднее количество информации, генерируемое источником в единицу времени

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru

Единицей измерения производительности источника сообщений является бот:

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru

Информационная емкость сообщения (R) — это среднее количество информации, содержащееся в сообщении единичной длительности:

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru

где I — количество информации, содержащееся в сообщении;

t – длительность сообщения.

Скорость создания (генерации) информации(Q)—это среднее количество информации, генерируемое источником сообщений за единицу времени

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru

где W – скорость передачи символов (символ /сек);

H–среднее количество информации приходящееся на один символ (бит /символ).

Единицей измерения скорости генерации информации и информационной емкости сообщения служит бот.

В качестве примера, определим информационную емкость простейшего дискретного сообщения, состоящего из совокупности импульсов ипауз, причем длительность импульсов и пауз одинакова, а амплитуда импульсов постоянна, т.е. сообщение строится на использовании лишь двух символов (его объём алфавит равен 2).

Очевидно, если избыточность отсутствует, то на каждый символ такого сообщения приходится одна двоичная единица информации (1 бит), а на все сообщение, состоящее из n символов, приходится n бит информации.

Пусть длительность импульса ипаузы одинакова и равна Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru , тогда длительность всего сообщения (T) будят равна

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru .

Из радиотехники известно, что импульсу с длительностью Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru соответствует определенная полоса частот Δw причем

Δw Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru (1.12)

где k — коэффициент, зависящий от формы импульса Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru .

Следовательно, количество информации в рассматриваемом двоичном сообщении длительностью Т не может превышать предельного значения Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru

И с учетом формулы (1.12) имеем:

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru =T·Δw (бит).

Разделив Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru на Т, получим предельную информационную ёмкость сообщения (R)

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru Δw (бот).

Tаким образом, информационная емкость двоичного дискретного сообщения численно равна полосе частот сигнала, с помощью которого передаются символы сообщения, выраженной в герцах.

Рассмотрим дискретное сообщение состоящее из последовательности импульсов длительностью Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru , причем паузы между импульсами отсутствуют, а амплитуда каждого импульса соответствует одному из L заранее установленных дискретных уровней. Можно считать, что алфавит такого источника сообщений состоит из L равновероятных и независимых символов Количество информации в сообщении, состоящем из n таких символов (длительностью Т), не может превышать предельного значения ( Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru ), определяемого по формуле Хартли

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru Δw Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru (бит).

А информационная емкость такого сообщения (сигнала) (R) равна:

Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru Δw Информационная емкость дискретного сообщения - student2.ru

Следует отметить, что полученные выражения имеют смысл только тогда, когда разность между двумя соседними символами значительно превышает уровень помехи и когда отсутствует избыточность. В противном случае, а также в случае, когда символы, формирующие
сообщение имеют различную длительность, вычисление информационной емкости сообщения является более сложной задачей.

Наши рекомендации