Aan die einde van die negentiende en begin van die twintigste eeu het telefoon- en radiokommunikasie vinnig ontwikkel. In 1882 is die eerste telefoonsentrale in Rusland in St. Hierdie stasie het 259 intekenare gehad. En in Moskou was daar omtrent dieselfde tyd 200 intekenare.
In 1896 het Alexander Popov die eerste radiosein oor 'n afstand van 250 meter uitgesaai, bestaande uit slegs twee woorde: "Heinrich Hertz".
Die ontwikkeling van kommunikasie was aan die voorpunt van tegnologiese vooruitgang. 'n Bietjie meer as 'n eeu het sedertdien verloop, en danksy die werk van wetenskaplikes en ingenieurs in hierdie bedryf, sien ons hoe die wêreld verander het.
Ons kan ons nie ons lewens voorstel sonder telefone, radiokommunikasie, televisie en die internet nie. Dit is gebaseer op die voortplanting van elektromagnetiese golwe, waarvan die teorie in die middel van die negentiende eeu deur James Clerk Maxwell ontwikkel is. Elektromagnetiese golwe is die draer van nuttige seine, en in die teorie van seinoordrag speel die stelling van die Russiese wetenskaplike en ingenieur, akademikus Vladimir Alexandrovich Kotelnikov 'n fundamentele rol.
Dit het die wetenskap betree onder die naam van Kotelnikov se stelling.
Vladimir AleksandrovichKotelnikov
Die toekomstige akademikus is in 1908 gebore in 'n gesin van Kazan Universiteit-onderwysers. Het aan MVTU im. Bauman, het lesings van belang vir hom by die Moscow State University bygewoon. In 1930 is die fakulteit vir elektriese ingenieurswese, waar Kotelnikov gestudeer het, omskep in die Moskouse Kragingenieursinstituut, en Kotelnikov het daaruit gegradueer. Na die gradeplegtigheid het hy in verskeie universiteite en laboratoriums gewerk. Tydens die oorlog het hy aan die hoof van die laboratorium van 'n geslote navorsingsinstituut in Ufa gestaan, waar hy kwessies van veilige kommunikasiekanale en boodskapkodering hanteer het.
Ongeveer sulke ontwikkelings word deur Solzhenitsyn genoem in sy roman "In the First Circle".
Vir ongeveer veertig jaar was hy in beheer van die Departement "Grondbeginsels van Radio-ingenieurswese", en was die Dekaan van die Fakulteit Radio-ingenieurswese. Later word hy direkteur van die Instituut vir Radio-ingenieurswese en Elektronika van die USSR Akademie vir Wetenskappe.
Alle studente van die betrokke spesialiteite studeer steeds volgens Kotelnikov se handboek "Theoretical Foundations of Radio Engineering".
Kotelnikov het ook die probleme van radio-astronomie, radiofisiese navorsing van die oseane en ruimtenavorsing hanteer.
Hy het nie tyd gehad om sy laaste werk "Model Quantum Mechanics" te publiseer nie, wat reeds op die ouderdom van amper 97 geskryf is. Dit het eers in 2008 uitgekom
V. A. Kotelnikov is op 11 Februarie 2005 in die ouderdom van 97 oorlede. Hy was twee keer 'n held van sosialistiese arbeid, en is bekroon met baie regeringstoekennings. Een van die klein planete is na hom vernoem.
Kotelnikov se stelling
Ontwikkeling van kommunikasiestelselsstel baie teoretiese vrae op. Byvoorbeeld, seine van watter frekwensiereeks kan oor kommunikasiekanale, van verskillende fisiese struktuur, met verskillende bandwydte versend word, om nie inligting tydens ontvangs te verloor nie.
In 1933 het Kotelnikov sy stelling bewys, wat andersins die steekproefstelling genoem word.
Formulering van Kotelnikov se stelling:
As 'n analoogsein 'n eindige (beperk in breedte) spektrum het, kan dit ondubbelsinnig en sonder verlies gerekonstrueer word uit sy diskrete monsters wat geneem is teen 'n frekwensie streng meer as twee keer die boonste frekwensie.
Beskryf die ideale geval wanneer die seintydsduur oneindig is. Dit het geen onderbrekings nie, maar dit het 'n beperkte spektrum (volgens Kotelnikov se stelling). Die wiskundige model wat beperkte spektrum seine beskryf is egter goed toepaslik in die praktyk op werklike seine.
Gebaseer op die Kotelnikov-stelling, kan 'n metode vir diskrete transmissie van deurlopende seine geïmplementeer word.
Fisiese betekenis van die stelling
Kotelnikov se stelling kan in eenvoudige terme soos volg verduidelik word. As jy 'n sekere sein moet uitsaai, is dit nie nodig om dit in sy geheel uit te stuur nie. Jy kan sy oombliklike impulse oordra. Die transmissiefrekwensie van hierdie pulse word die steekproeffrekwensie in die Kotelnikov-stelling genoem. Dit moet twee keer die boonste frekwensie van die seinspektrum wees. In hierdie geval, aan die ontvangkant, word die sein sonder vervorming herstel.
Kotelnikov se stelling maak baie belangrike gevolgtrekkings oor diskretisering. Daar is verskillende steekproeftempo's vir verskillende soorte seine. Vir 'n stem (telefoon) boodskap met 'n kanaal breedte van 3,4 kHz - 6,8 kHz, en vir 'n televisie sein - 16 MHz.
In kommunikasieteorie is daar verskeie tipes kommunikasiekanale. Op fisiese vlak - bedrade, akoestiese, optiese, infrarooi en radiokanale. En alhoewel die stelling ontwikkel is vir 'n ideale kommunikasiekanaal, is dit van toepassing op alle ander tipes kanale.
Multikanaal-telekommunikasie
Kotelnikov se stelling onderlê multikanaal-telekommunikasie. Wanneer pulse gemonster en uitgesaai word, is die tydperk tussen pulse baie langer as hul duur. Dit beteken dat in die intervalle van pulse van een sein (dit word dienssiklus genoem), dit moontlik is om pulse van 'n ander sein uit te stuur. Stelsels vir 12, 15, 30, 120, 180, 1920 stemkanale is geïmplementeer. Dit wil sê, ongeveer 2000 telefoongesprekke kan gelyktydig oor een paar drade versend word.
Op grond van die Kotelnikov-stelling, in eenvoudige woorde, het byna alle moderne kommunikasiestelsels ontstaan.
Harry Nyquist
Soos soms in die wetenskap die geval is, kom wetenskaplikes wat met soortgelyke probleme te doen het amper gelyktydig tot dieselfde gevolgtrekkings. Dit is redelik natuurlik. Tot nou toe het geskille nie bedaar oor wie die wet van bewaring ontdek het nie – Lomonosov of Lavoisier, wie die gloeilamp uitgevind het – Yablochkin of Edison, wie die radio uitgevind het – Popov of Marconi. Hierdie lys is eindeloos.
Ja,Die Amerikaanse fisikus van Sweedse oorsprong Harry Nyquist het in 1927 in die joernaal "Certain Problems of Telegraph Transmission" sy navorsing gepubliseer met gevolgtrekkings soortgelyk aan Kotelnikov s'n. Sy stelling word soms die Kotelnikov-Nyquist-stelling genoem.
Harry Nyquist is in 1907 gebore, het sy PhD aan die Yale Universiteit gedoen en by Bell Labs gewerk. Daar het hy die probleme van termiese geraas in versterkers bestudeer, deelgeneem aan die ontwikkeling van die eerste fototelegraaf. Sy werke het gedien as die basis vir die verdere ontwikkelings van Claude Shannon. Nyquist is in 1976 oorlede
Claude Shannon
Claude Shannon word soms die vader van die inligtingsera genoem – so groot is sy bydrae tot die teorie van kommunikasie en rekenaarwetenskap. Claude Shannon is in 1916 in die VSA gebore. Hy het by die Bell Lab en by 'n aantal Amerikaanse universiteite gewerk. Tydens die oorlog het hy saam met Alan Turing gewerk om die kodes van Duitse duikbote te ontsyfer.
In 1948, in die artikel "Mathematical Theory of Communication", het hy die term bit voorgestel as 'n aanduiding van die minimum eenheid van inligting. In 1949 het hy (onafhanklik van Kotelnikov) 'n stelling bewys wat gewy is aan die rekonstruksie van 'n sein uit sy diskrete monsters. Dit word soms die Kotelnikov-Shannon-stelling genoem. Dit is waar, in die Weste word die naam van die Nyquist-Shannon-stelling meer aanvaar.
Shannon het die konsep van entropie in kommunikasieteorie bekendgestel. Ek het kodes bestudeer. Danksy sy werk het kriptografie 'n volwaardige wetenskap geword.
Kotelnikov en kriptografie
Kotelnikov het ook probleme met kodes enkriptografie. Ongelukkig, in die dae van die USSR, is alles wat verband hou met kodes en syfers streng geklassifiseer. En oop publikasies van baie van Kotelnikov se werke kon nie wees nie. Hy het egter gewerk om geslote kommunikasiekanale te skep, waarvan die kodes die vyand nie kon kraak nie.
Op 18 Junie 1941, amper voor die oorlog, is Kotelnikov se artikel "Basics of automatic encryption" geskryf, gepubliseer in die 2006-versameling "Quantum cryptography and Kotelnikov's theorem on one-time keys and readings".
geraas-immuniteit
Met die hulp van Kotelnikov se werk is 'n teorie van potensiële geraas-immuniteit ontwikkel, wat die maksimum hoeveelheid steuring bepaal wat in 'n kommunikasiekanaal kan wees sodat inligting nie verlore gaan nie. 'n Variant van 'n ideale ontvanger, wat ver van die regte een is, word oorweeg. Maar maniere om die kommunikasiekanaal te verbeter, is duidelik omskryf.
Ruimteverkenning
Die span onder leiding van Kotelnikov het 'n groot bydrae gelewer tot die stelsels van ruimtekommunikasie, outomatisering en telemetrie. Sergei Pavlovich Korolev het die Kotelnikov-laboratorium betrek by die oplossing van die probleme van die ruimtebedryf.
Dosyne beheer- en meetpunte is gebou, gekoppel aan 'n enkele beheer- en metingskompleks.
Radartoerusting vir interplanetêre ruimtestasies is ontwikkel, kartering is in die ondeursigtige atmosfeer van die planeet Venus uitgevoer. Met die hulp van toestelle wat onder leiding van Kotelnikov ontwikkel is, is ruimtestasies "Venera" en "Magellan" uitgevoerradargebiede van die planeet in voorafbepaalde sektore. Gevolglik weet ons wat op Venus agter digte wolke versteek is. Mars, Jupiter, Mercurius is ook verken.
Kotelnikov se ontwikkelings het toepassing gevind in orbitale stasies en moderne radioteleskope.
In 1998 is V. A. Kotelnikov met die von Karman-prys bekroon. Dit is 'n toekenning van die Internasionale Akademie vir Ruimtevaartkunde, wat aan mense met kreatiewe denke gegee word vir 'n beduidende bydrae tot ruimtenavorsing.
Soek vir radioseine van buiteaardse beskawings
Die internasionale program om na radioseine van buiteaardse beskawings Seti te soek met die grootste radioteleskope, is in die 90's van stapel gestuur. Dit was Kotelnikov wat die behoefte geregverdig het om multikanaal-ontvangers vir hierdie doel te gebruik. Moderne ontvangers luister gelyktydig na miljoene radiokanale, wat die hele moontlike reeks dek.
Ook, onder sy leiding, is werk uitgevoer wat die kriteria vir 'n redelike smalbandsein in algemene geraas en steurings definieer.
Ongelukkig was hierdie soektog tot dusver nie suksesvol nie. Maar op die skaal van geskiedenis word hulle vir 'n baie kort tyd uitgevoer.
Kotelnikov se stelling verwys na fundamentele ontdekkings in die wetenskap. Dit kan veilig op gelyke voet gestel word met die stellings van Pythagoras, Euler, Gauss, Lorentz, ens.
In elke area waar dit nodig is om enige elektromagnetiese seine te stuur of te ontvang, gebruik ons bewustelik of onbewustelik die Kotelnikov-stelling. Ons praat oor die telefoon, kyk TVluister na die radio, gebruik die internet. Dit alles bevat basies die beginsel van steekproefseine.
