Math Problem Statement

В інформаційному каналі використовується алфавіт із чотирма різними символами. Тривалість всіх символів однакова і дорівнює τ = 1 мс. Визначити пропускну здатність каналу за відсутності шумів.

Solution

Для визначення пропускної здатності каналу за відсутності шумів можна скористатися формулою для пропускної здатності ідеального каналу (канал без шуму):

C=Rlog2MC = R \cdot \log_2 M

де:

  • CC — пропускна здатність каналу (біт/с),
  • RR — швидкість передачі символів (символів/с),
  • MM — кількість символів в алфавіті.

Дано:

  • M=4M = 4 (кількість символів в алфавіті),
  • тривалість одного символу τ=1\tau = 1 мс = 0.0010.001 с.
  1. Спочатку визначимо швидкість передачі символів RR: R=1τ=10.001=1000символів/сR = \frac{1}{\tau} = \frac{1}{0.001} = 1000 \, \text{символів/с}

  2. Підставимо значення M=4M = 4 та R=1000R = 1000 в формулу для CC: C=1000log24C = 1000 \cdot \log_2 4

  3. Обчислимо log24\log_2 4: log24=2\log_2 4 = 2

  4. Підставимо значення: C=10002=2000біт/сC = 1000 \cdot 2 = 2000 \, \text{біт/с}

Отже, пропускна здатність каналу дорівнює 2000 біт/с.


Чи хочете отримати додаткові пояснення або маєте інші запитання?

Розширені питання:

  1. Як зміниться пропускна здатність, якщо кількість символів у алфавіті зменшити до 2?
  2. Який вплив на пропускну здатність матиме збільшення тривалості символу?
  3. Як розрахувати пропускну здатність у каналі за наявності шумів?
  4. Як зміна бази логарифму впливає на результат обчислень?
  5. Чи вплине зміна алфавіту на якість передачі даних?

Порада

Чим більше символів в алфавіті, тим вища теоретична пропускна здатність каналу, однак це може ускладнювати передачу та обробку даних в умовах шумів.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Information Theory
Channel Capacity
Logarithmic Calculations

Formulas

Channel capacity formula: C = R * log2(M)
Symbol transmission rate: R = 1 / τ

Theorems

Shannon's Channel Capacity Theorem (for an ideal noiseless channel)

Suitable Grade Level

Undergraduate (Information Theory/Telecommunications)