ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №3

УДК: 519.724.2; 621.391

ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ И ИНФОРМАЦИОННАЯ ЕМКОСТЬ
РЕСУРСА: ПРОСТРАНСТВО, ЧАСТОТА, ВРЕМЯ

А. Ю. Гришенцев

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования «Национальный исследовательский университет ИТМО»,

197101, Россия, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49, лит. А.

Статья поступила в редакцию 15 мая 2023 г.

Аннотация. Произведены исследования пропускной способности ресурса: пространство, частота, время при пространственном мультиплексировании в системах передачи, хранения и обработки информации. Оценка пропускной способности актуальна при разработке систем связи с пространственным мультиплексированием, а так же в задачах теории информации. Исследованы ограничения при пространственном мультиплексировании. Сформулированы и доказаны теоремы оценки количества информации, проходящей через заданный линейный и плоский участок пространства при определённых значениях интервала времени и полосы частот. Сформулирована и доказана теорема оценки количества информации, проходящей сквозь прямоугольный параллелепипед за счёт трёх пучков электромагнитного излучения через три взаимно перпендикулярные грани прямоугольного параллелепипеда. В качестве примера произведена оценка количества информации, содержащейся в одном кубическом метре пространства заполненного электромагнитным излучением определённого вида. Так для частот в диапазоне от 3·10⁸ Гц до 6·10¹⁹ Гц одном кубическом метре пространства содержится 3,207·10³⁴ бит информации, что эквивалентно количеству информации, содержащейся за счёт квантовых состояний в веществе массой 1,444 г при 20° C. Практическая значимость: результаты исследований могут быть полезны для развития теории информации и практики разработки систем связи с пространственным мультиплексированием.

Ключевые слова: теория информации, количество информации, радиосвязь, оптическая связь, пространственное мультиплексирование, многоантенные системы.

Финансирование: Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, проект тематики научных исследований № 2019-0898.

Автор для переписки: Алексей Юрьевич Гришенцев, agrishentsev@yandex.ru

Литература

1. Arslan H., Chen Z.N., Di Benedetto M. G. Ultra wideband wireless communication. John Wiley & Sons, 2006. 640 p.

2. Голдсмит А. Беспроводные коммуникации. Москва, Техносфера. 2011. 904 с.

3. Lozano A., Tulino A.M., Verdu s. Multiple-antenna capacity in the low-power regime. IEEE Trans. inform. theory. 2003. P.2527-2571. http://dx.doi.org/10.1109/tit.2003.817429

4. Grant A. Rayleigh fading multiple-antenna channels. Eurasip Journal on advances in signal. 2002. №3. P. 16-29.

5. Arslan H., Chen Z.N., Di Benedetto M.G. Ultra wideband wireless communication. John Wiley & Sons, 2006. 640 p.

6. Gray R.H., Mooley K.A vla search for radio signals from m31 and m33. The astronomical journal. V.153. №3. P.1-12. http://dx.doi.org/10.3847/1538-3881/153/3/110

7. Taylor J. Deep space communications. John Wiley & Sons. 2016. 67 p.

8. Ипатов В. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения. Москва, Техносфера. 2007. 488 с.

9. Хансен Р.С. Фазированные антенные решётки. Москва, Техносфера. 2012. 560 с.

10. Sibille A., Bories S. Spatial diversity for uwb communications. 5-th european personal mobile communications conference. 2003. №492. http://dx.doi.org/10.1049/cp:20030279

11. Гуревич И.М. Законы информатики в проблеме познания сложных систем. Системы и средства информатики. Спецвыпуск. 2006. С.325-380.

Для цитирования:

Гришенцев А.Ю. Пропускная способность и информационная емкость ресурса: пространство, частота, время. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.3.3