Файл: Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 221
Скачиваний: 3
неквадратическое отклонение случайной величины от среднего зна чения а.
Нормальный закон распределения полностью характеризуется
параметрами |
а и о. Определим |
эти параметры по результатам на- |
|||||
|
|
|
|
|
bxZn, |
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
|
|
|
|
|
|
|
0,139 |
|
|
|
|
|
|
0,109 |
|
|
|
|
|
|
4,053 |
|
|
0,0557 |
|
|
|
|
|
|
0,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
X 13 11 Я 7 f 1 1 0 1 J 5 7 9 11 13 *Х |
||||||
|
6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
|
|
|
|
|
|
|
0,131 |
|
|
|
|
|
0,110 |
0,110 |
|
||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
0,05f5J |
\jT |
0,№5 |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
0,05 |
|
|
|
0,016 |
J |
|
|
|
0,016 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,00157 |
|
г 13 11 Я |
7 |
S |
3 |
1 0 1 3 |
5 |
7 9 11 13*2 |
а |
Рис. 2.6. Распределение смещений ЗХМВ: |
||||||
— гистограмма; |
б — сравнение |
гистограммы с |
|||||
|
вычисленной |
кривой нормального |
распределения |
блюдений, приведенным в табл. 2.1. Среднее значение случайной величины может быть найдено по формуле
2 Х{П{
(2.6)
Среднеквадратическое отклонение определяется соотношением
У пі (xi!——а)) 2
(2.7)
/
|
Т а б л и ц а |
2.1 |
|
|
В |
приведенных |
|
формулах |
|||||||
|
|
|
|
|
Хі есть |
одно |
из значений |
сме |
|||||||
|
|
|
Нормированная |
щений |
|
ЗХМВ. |
Обычно |
эти |
|||||||
Смещение ХМВ |
Повторяемость |
час тость |
значения |
берут |
равными |
се |
|||||||||
Д х, % |
Смещений П[ |
|
рединам интервалов. В ре |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
зультате |
расчетов найдем: а = |
|||||||||
—50-^—11 |
0 |
|
0 |
= 16/1330 = 0,0121^0% |
и |
<т = |
|||||||||
|
= V 11086/1330 ж 2,9%. По по |
||||||||||||||
—11 + |
—9 |
1 |
|
0,000376 |
|||||||||||
—9- |
7 |
8 |
|
0,00298 |
лученным параметрам а и а по |
||||||||||
|
строена |
кривая |
плотности |
ве- |
|||||||||||
—7-— 5 |
41 |
|
0,0154 |
||||||||||||
|
р оятностей |
,нормир ов энного |
|||||||||||||
—5- |
3 |
141 |
|
0,053 |
нор м альяого |
|
р аспределения, |
||||||||
—3-— 1 |
290 |
|
0,109 |
приведенная на рис. 2.66. Кри |
|||||||||||
— 1 - - + 1 |
370 |
|
0,139 |
вая |
вычисляется по формуле |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
+ 1-- + 3 |
275 |
|
0,104 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.8) |
|
+ 3 - - + 5 |
156 |
|
0,0587 |
|
Ф ( |
2 ) |
= |
-Т7ЇГ |
е |
|
|
|
|||
+ 5 - - + 7 |
40 |
|
0,01501 |
|
|
|
|
у 2л |
|
|
|
|
|
||
|
где |
2 = |
(х — а)/о. |
|
|
|
(2.9) |
||||||||
+ 7 - - + 9 |
7 |
|
0,00264 |
|
Из |
|
рисунка |
івидно, |
что со |
||||||
+ 9 - - + 11 |
1 |
|
0,000376 |
|
|
||||||||||
|
ответствие |
между |
теоретичес |
||||||||||||
+ 11 -h+50 |
0 |
|
0 |
||||||||||||
|
ким и измеренным |
распределе |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
ниями |
івполне хорошее. Поэто |
|||||||||
|
|
1 ззо=2 "< |
|
му можно считать, что в рас |
|||||||||||
|
|
|
смотренном |
случае |
|
смещения |
|||||||||
|
|
|
|
|
ЗХМВ |
|
распределены |
|
по |
нор |
|||||
|
|
|
|
|
мальному |
закону. |
|
|
|
|
|||||
Многочисленные |
измерения, проведенные |
на |
проводных кана |
||||||||||||
лах связи при передаче двоичной информации с помощью |
|
анализа |
|||||||||||||
торов |
искажений, также |
подтверждают, |
что |
в |
большинстве |
слу |
чаев распределение смещений ЗХМВ подчинено нормальному за кону распределения. Однако это не исключает возможности иных распределений смещений ЗХМВ в других условиях.
Зная закон распределения смещений ЗХМВ, можно |
опреде |
лить вероятность появления искажения, превышающего |
наперед |
заданную величину. Как известно, площадь под кривой плотности вероятностей равна единице, т. е.
+ |
00 |
|
J |
Ф (х) dx = 1. |
(2.10) |
Вероятность того, что случайная величина х превысит наперед заданное значение б (без учета знака), равна:
р ( | х | > д ) = j q>(x)dx+ j* ф(jc)djc = 1— j (f(x)dx. |
(2.11) |
б |
|
— 32
Для нормального закона эту формулу можно привести к из вестным функциям
|
- в |
» |
|
- в |
Г |
+ * |
1 |
|
р(|х | > |
б) = |
j ф(х)dx + |
Г ф(*)dx = J |
ф (jc)dje + 1 — І |
J ф(ж)dn J . |
|||
|
— |
00 |
О |
|
—oo |
L |
— • |
J |
Переходя к нормированной функции нормального распределе |
||||||||
ния, имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
" N > 4 - T ^ - j ' « " T * + f i — ^ - J . - t * ] - |
|
|||||||
|
|
— 00 |
|
|
|
—00 |
І |
|
|
|
= |
Ф(0 |
+ 1 1 - Ф № ! |
|
(2.12) |
||
где Ф(ї) —табулированный интеграл вероятностей: |
|
|
||||||
|
|
Ф(0= |
- 4 r |
f e |
2dt, |
|
(2.13) |
|
|
|
|
|
/ 2 л |
J |
|
|
|
Ф(іі) |
|
|
|
— |
00 |
|
|
|
— эта же функция, но от аргумента U: |
|
|
||||||
|
|
0 ( У = |
— Г |
е |
2 Л, |
|
(2.14| |
|^2я J
'00
/= *zi£f / 1 = «±£. (2.15)
оо
Пр и м е р . Известно, что закон распределения ЗХМВ нормален. Его пара
метры |
а = 2% |
и 6 = 3%. |
Определить вероятность появления искажений боле» |
6=10%. |
10+2 |
|
|
10—2 |
=4,0; <t>(t) =0,0038; \—4>(U) =0,00003. Искомая веро- |
||
t= |
= 2,67; |
^ = — — |
|
3 |
|
3 |
|
ятность р(|л;1> б) =0,00383.
Функция распределения длительности дроблений может быть определена по результатам статистических наблюдений с помощью счетно-регистрирующих устройств. Эти устройства позволяют вы яснить число дроблений и длительность каждого из них. Получен ные результаты обрабатываются методами математической стати стики, так же как краевые искажения.
Многочисленные измерения, проведенные на проводных каналах связи при передаче двоичной информации, показали, что для по давляющего большинства каналов кривые распределения длитель ности дроблений близки к логарифмически-нормальному закону, т. е. по нормальному закону распределена не длительность дроб лений х, а ее логарифм In* . Логарифмически-нормальное распре деление определяется выражением
_ (lnx—m)»
ф(х) = — * " , (о<:>:<М. (2Л6)
2—45 |
— 33 — |
где х — случайная положительная |
величина |
(длительность |
дроб |
||
ления); т — среднее |
арифметическое значение величины |
\пх; |
а— |
||
среднеквадрэтическое |
отклонение |
случайной |
величины |
от значе |
|
ния т. |
|
|
|
|
|
Количество дроблений, действующих в течение определенного отрезка времени, зависит от часа суток. На рис. 2.7 приведена
1 |
|
|
|
|
|
I |
п |
|
|
|
|
I |
# |
|
|
юті |
Часы |
|
|
|
|
игоптутв* |
|
|
2 « в 8 w 12 шit is |
|
|||
Рис. |
2.7. |
Распределение |
количества |
||
дроблений |
на |
проводных каналах |
|||
|
связи |
по часам |
суток |
|
типичная зависимость количества дроблений от часа суток; общее количество дроблений за сутки принято за 100%. Видно, что їв дневное время дробления действу ют значительно чаще, чем в ноч ное. Между 8 и 9 час. количество дроблений резко возрастает. Это позволяет предположить, что од ной из главных причин появления
д р о б л в н и й я в л я ю т с я , В О я к 0 г о рода
эксплуатационно-техгаические ра боты іна магистралях связи (ли нейные и стадионные).
2.3.П Р И Н Ц И П Ы И З М Е Р Е Н И И И С К А Ж Е Н И И ПОСЫЛОК
Измерения искажений посылок сводятся к измерению смещений ЗХМВ относительно их идеального положения. Зная максималь ное смещение ХМВ вправо и минимальное влево, определяют об щие искажения в соответствии с ф-лой (2.3)
б |
Ьакс-їмш, 1 Q O o / o - |
|
То |
На рис. 2.8а изображена последовательность переданных неис каженных посылок. Та же последовательность, но подверженная искажениям, показана на рис. 2.86. Если эту последовательность продифференцировать, то образуются короткие импульсы, соответ ствующие ЗХМВ (рис. 2.8в). Если имеется последовательность ко ротких импульсов, расположенных в идеальных ХМВ (рис. 2.8г), то можно сравнить последовательность ЗХМВ с идеальными ХМВ. Для этого последовательность дифференцированных импульсов предварительно выпрямляется. На рис. 2.8д показаны совмещен ные последовательности идеальных и значащих ХМВ. Расстояния между ними (tu tz, t3, ..., tg) есть смещения ЗХМВ относительно идеальных ХМВ. Между точками г и д последовательности посы лок действует дробление, которое привело к образованию двух до полнительных ЗХМВ по сравнению с числом ЗХММ. Для рассмат риваемого случая максимальное (положительное) смещение впра во /макс = ^& а минимальное (отрицательное) смещение влево
|
|
|
— * |
^ |
|
|
|
|
|
а) |
а |
ff |
в |
г |
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) |
|
|
|
|
|
|
|
{ |
t |
|
a |
|
в |
г |
д |
е |
ж |
g |
|
|
д |
if |
|
г- |
д |
е |
ж |
g |
|
Рис. 2.8. Временные диаграммы, поясняющие принцип изме рения искажений посылок
„, |
О |
Модулирующий. |
Злек/промно- |
«/ |
электрод |
щчевая труґка. |
Рис. 2.9. Измеритель искажений посылок: а —схема; б — изображения на экране