Teoria informațiilor și codurilor

Avand un sistem de comunicatie digital sa se proiecteze modulele:

I. Coderul si decoderul sursei de informatii:

- construirea modelului probabilistic al sursei informationale;

- calculul entropiei sursei de informatii;

- lista cuvintelor de cod ;

- parametrii codului:lungimea medie,eficienta, redundanta,capacitatea;

- verificarea teoremei lui Shannon;

- exemplificarea functionarii coderului si decoderului de sursa.

II.Coderul si decoderul de canal stiind ca ansamblul este caracterizat de o rata a erorii pe simbol , iar destinatarul impune o crestere a autenticitatii transmisiei cu trei ordine de marime:

- alegerea tipului de cod de canal care corespunde cerintelor avand ca parametru de optimizare viteza de transmisie;

- verificarea functionarii coderului si decoderului de canal.

Consideratii teoretice.

Informatia reprezinta partea centrala a oricarui proces de conducere, comanda si control. Informatia este o stire care poarta in sine urma unui fapt, eveniment sau proces oarecare. Notiunea de informatie este foarte larga si se poate prezenta sub cele mai variate forme: limbaj, carti, grafice, desene, prin mijloace de telecomunicatii,suporti magnetici,suporti optici, afisajul unor aparate de masura si control, imagini etc. Aceste forme sunt un suport al informatiei care, in nici un sistem fizic nu apare intr-o forma curata, ci este insotita de diferite perturbatii.

Caracteristicile informatiei:

-informatia este diversificata atat din punct de vedere al formei cat si al domeniului ;

- informatia poate fi prelucrata;

- poate fi masurata ;

- poate fi stocata;

- nu se uzeaza prin utilizare, ci genereaza cantitati tot mai mari de informatie;

- este insotita intotdeauna de perturbatii;

Modelul sistemului de comunicatii

Sursa informationala este reprezentata de un om sau un dispozitiv tehnic care genereaza informatia ce urmeaza a fi transmisa.Orice mesaj purtator de informatie de la iesirea sursei de informatii reprezinta o alegere statistica dintr-o multime de mesaje posibile.

Canalul de transmitere este mediul fizic prin care se face transmiterea informatiei (ex.: cablu electric, fibra optica, aerul, prin intermediul undelor electromagnetice, etc.). Asupra oricarui mediu de transmisie actioneaza perturbatiile, care pot fi naturale sau artificiale, voluntare sau involuntare. Acest lucru a dus la aparitia coder-ului si decoder-ului.

Destinatarul este reprezentat de om sau un dispozitiv tehnic, acesta fixand precizia cu care trebuie transmisa informatia.Informatia care este vehiculata prin sistemul de comunicatie este transmisa cu o precizie impusa de destinatar. Datorita faptului ca pe parcursul transmisiei informatiei canalul este insotit de perturbatii cele doua blocuri, coder si decoder, au menirea de a proteja informatia astfel incat la destinatar aceasta sa ajunga cu o anumita precizie ceruta de acesta.

Coderul este acea parte a sistemului de comunicatie care efectueaza o prelucare a informatiei date de sursa pentru a fi apta pentru transmiterea pe canal. El are capacitatea de a comprima informatia astfel incat transmisia sa fie eficienta si realizata la o viteza mare.

Decoderul este acel ansamblu din cadrul sistemului de transmisie a informatiei care executa extragerea din mesajul receptionat a unei copii fidele a informatiei generate de sursa. El face functia inversa coderului.

Pentru a detalia prelucrarile din interiorul coderului si decoderului se pot separa efectele prelucrarilor informationale pentru sursa de informatii si pentru canalul de transmisie. Asadar se poate vorbi de doua componente distincte in fiecare bloc functional (coder si decoder) :

- coder de sursa - decoder de canal

- coder de canal - decoder de sursa

Coderul de sursa indeplineste, in mare, doua functii :

-schimba forma de existenta a informatiei generate intr-una compatibila canalului si prelucrarilor ulterioare ;

-comprima informatia generata de sursa in scopul cresterii vitezei de transmitere sau a eficientei transmiterii.

Sarcina coderului sursei este de a reprezenta iesirea sursei cu ajutorul succesiunilor de semnale binare, si una din problemele importante ce apare, consta in a stabili cate simboluri binare, in unitate de timp, sunt necesare pentru reprezentarea semnalului de la iesirea unei surse date. Reprezentarea informatiei sub forma unei succesiuni de semnale binare intermediare da posibilitatea sa se calculeze si sa se construiasca dispozitive de codificare si de decodificare de canal, independent de dispozitivile corespunzatoare care se refera la sursa.

Decoderul de sursa are rolul de a reface informatia in forma generata de sursa si de a realiza o expandare in sens invers compresiei.

Coderul de canal confera protectie la erori informatiei. Modalitatea de prelucrare depinde de :

[1] R. H. Morelos-Zaragoza, "The Art of Error Correcting Coding",

John Wiley & Sons, 2002

[2] T. K. Moon, "Error Correcting Coding", John Wiley & Sons, 2005

[3] T. M. Cover, J. A. Thomas, "Elements of Information Theory", John

Wiley & Sons, 1991

[4] Angheloiu Ion , Teoria codurilor, Editura Militara, Bucuresti 1972

[5] Murgan Adrian, Teoria transmiterii informatiei, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1983

[6] Angheloiu Ion, Elemente de teoria transmiterii informatiei, Academia Militara, Bucuresti 1976