7.1. МОДЕЛИ КАНАЛОВ И ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ КАНАЛОВ

Напомним, что в модели цифровой системы связи, описанной в разделе 1.1, передатчик содержит кодер канала, имеющий дискретный вход и дискретный выход, за которым следует модулятор. Функция дискретного кодера канала состоит во введении в двоичную информационную последовательность некоторой контролируемой избыточности, которую можно использовать в приёмнике для преодоления влияния шума и интерференции, возникающих при передаче сигнала по каналу. В общем процесс кодирования включает в себя взятие к информационных бит на определенном временном интервале и отображение каждой -битовой информационной последовательности в уникальную (взаимно однозначную) -битовую последовательность, называемую кодовым словом. Величина избыточности, вводимая кодированием данных таким путем, измеряется отношением . Величину, обратную этому отношению, а именно , называют скоростью кода.

Двоичная последовательность выхода кодера канала питает модулятор, который служит интерфейсом к каналу связи. Как мы уже обсудили, модулятор может просто отобразить каждый двоичный символ в один из двух возможных сигналов, т.е. «0» отображается сигналом , а «1» отображается сигналом . Альтернативно, модулятор может передавать -битовые блоки за определенное время, используя  возможных сигналов.

На приёмной стороне цифровой системы связи демодулятор обрабатывает сигналы, искажённые каналом, и преобразует каждый принятый сигнал в скаляр или вектор, который представляет оценку переданных символов данных (двоичных или -позиционных). Детектор, который следует за демодулятором, должен решить, передан «0» или «1». В этом случае детектор выносит жёсткое решение. Если мы посмотрим на процесс вынесения детектором решения как на форму квантования, мы заметим, что жёсткое решение соответствует двоичному квантованию выхода демодулятора. В более общем виде мы можем рассмотреть детектор, который квантует выход на  уровней, т.е. -ичный детектор. Если используются -позиционные сигналы, тогда . В экстремальном случае, когда вообще не производится квантования выхода демодулятора, . В случае, когда , мы говорим, что детектор выносит мягкое решение.

Квантованный выход детектора затем подаётся на канальный декодер, который использует имеющуюся в его распоряжении избыточность для коррекции искажений в канале.

В следующих разделах мы опишем три модели канала, которые будут использоваться для установления максимально возможной битовой скорости для канала.