Sa pagtatapos ng ikalabinsiyam at simula ng ikadalawampu siglo, mabilis na umunlad ang mga komunikasyon sa telepono at radyo. Noong 1882, ang unang palitan ng telepono sa Russia ay inilunsad sa St. Petersburg. Ang istasyong ito ay mayroong 259 na subscriber. At sa Moscow sa halos parehong oras ay mayroong 200 subscriber.
Noong 1896, ipinadala ni Alexander Popov ang unang signal ng radyo sa layong 250 metro, na binubuo lamang ng dalawang salita: "Heinrich Hertz".
Ang pag-unlad ng mga komunikasyon ay nangunguna sa pag-unlad ng teknolohiya. Mahigit isang siglo na ang nakalipas mula noon, at salamat sa gawain ng mga siyentipiko at inhinyero sa industriyang ito, nakikita natin kung paano nagbago ang mundo.
Hindi natin maisip ang ating buhay nang walang mga telepono, komunikasyon sa radyo, telebisyon at Internet. Ito ay batay sa pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave, na ang teorya ay binuo ni James Clerk Maxwell noong kalagitnaan ng ikalabinsiyam na siglo. Ang mga electromagnetic wave ay ang carrier ng mga kapaki-pakinabang na signal, at sa teorya ng signal transmission, ang theorem ng Russian scientist at engineer, ang akademikong si Vladimir Alexandrovich Kotelnikov ay gumaganap ng isang pangunahing papel.
Pumasok ito sa agham sa ilalim ng pangalan ng theorem ni Kotelnikov.
Vladimir AleksandrovichKotelnikov
Ang hinaharap na akademiko ay isinilang noong 1908 sa isang pamilya ng mga guro ng Kazan University. Nag-aral sa MVTU im. Bauman, dumalo sa mga lektura ng interes sa kanya sa Moscow State University. Noong 1930, ang electrical engineering faculty, kung saan nag-aral si Kotelnikov, ay binago sa Moscow Power Engineering Institute, at nagtapos dito si Kotelnikov. Pagkatapos ng graduation, nagtrabaho siya sa iba't ibang unibersidad at laboratoryo. Sa panahon ng digmaan, pinamunuan niya ang laboratoryo ng isang saradong instituto ng pananaliksik sa Ufa, kung saan hinarap niya ang mga isyu ng secure na mga channel ng komunikasyon at pag-encode ng mensahe.
Humigit-kumulang ang mga ganitong pag-unlad ay binanggit ni Solzhenitsyn sa kanyang nobela na "In the First Circle".
Sa loob ng humigit-kumulang apatnapung taon ay pinangasiwaan niya ang Kagawaran ng "Mga Pundamental ng Radio Engineering", at naging Dean ng Faculty of Radio Engineering. Nang maglaon ay naging direktor siya ng Institute of Radio Engineering and Electronics ng USSR Academy of Sciences.
Lahat ng mga mag-aaral ng mga nauugnay na speci alty ay nag-aaral pa rin ayon sa textbook ni Kotelnikov na "Theoretical Foundations of Radio Engineering".
Tinalakay din ni Kotelnikov ang mga problema ng radio astronomy, radiophysical research ng karagatan, at space research.
Wala siyang oras upang i-publish ang kanyang huling akda na "Model Quantum Mechanics", na isinulat na sa edad na halos 97. Ito ay lumabas lamang noong 2008
V. A. Kotelnikov ay namatay sa edad na 97 noong Pebrero 11, 2005. Siya ay dalawang beses na bayani ng sosyalistang paggawa, ay ginawaran ng maraming parangal ng gobyerno. Ang isa sa mga menor de edad na planeta ay ipinangalan sa kanya.
Kotelnikov's theorem
Pagbuo ng mga sistema ng komunikasyonnagtataas ng maraming teoretikal na katanungan. Halimbawa, ang mga senyales kung anong frequency range ang maaaring ipadala sa mga channel ng komunikasyon, ng iba't ibang pisikal na istraktura, na may iba't ibang bandwidth, upang hindi mawalan ng impormasyon sa pagtanggap.
Noong 1933, pinatunayan ni Kotelnikov ang kanyang theorem, na kung hindi man ay tinatawag na sampling theorem.
Pagbubuo ng teorama ni Kotelnikov:
Kung ang isang analog signal ay may hangganan (limitado sa lapad) na spectrum, maaari itong muling buuin nang hindi malabo at walang pagkawala mula sa mga discrete sample nito na kinuha sa frequency na mas mataas sa dalawang beses sa itaas na frequency.
Inilalarawan ang perpektong kaso kapag ang oras ng tagal ng signal ay walang katapusan. Wala itong mga pagkagambala, ngunit mayroon itong limitadong spectrum (sa pamamagitan ng teorem ni Kotelnikov). Gayunpaman, ang modelong matematikal na naglalarawan sa mga signal ng limitadong spectrum ay naaangkop sa pagsasanay sa mga tunay na signal.
Batay sa Kotelnikov theorem, maaaring ipatupad ang isang paraan para sa discrete transmission ng tuluy-tuloy na signal.
Pisikal na kahulugan ng theorem
Ang theorem ni Kotelnikov ay maaaring ipaliwanag sa mga simpleng termino tulad ng sumusunod. Kung kailangan mong magpadala ng isang tiyak na signal, kung gayon hindi kinakailangan na ipadala ito sa kabuuan nito. Maaari mong ipadala ang mga instant impulses nito. Ang dalas ng paghahatid ng mga pulso na ito ay tinatawag na sampling frequency sa Kotelnikov theorem. Ito ay dapat na dalawang beses sa itaas na dalas ng signal spectrum. Sa kasong ito, sa dulo ng pagtanggap, ibinabalik ang signal nang walang pagbaluktot.
Ang theorem ni Kotelnikov ay gumuhit ng napakahalagang konklusyon tungkol sa discretization. Mayroong iba't ibang mga rate ng sampling para sa iba't ibang uri ng mga signal. Para sa isang boses (telepono) na mensahe na may lapad ng channel na 3.4 kHz - 6.8 kHz, at para sa signal ng telebisyon - 16 MHz.
Sa teorya ng komunikasyon, may ilang uri ng mga channel ng komunikasyon. Sa pisikal na antas - wired, acoustic, optical, infrared at radio channel. At kahit na ang theorem ay binuo para sa isang perpektong channel ng komunikasyon, naaangkop ito sa lahat ng iba pang uri ng mga channel.
Multichannel telecommunications
Ang theorem ni Kotelnikov ay sumasailalim sa multichannel telecommunications. Kapag nagsa-sample at nagpapadala ng mga pulso, ang panahon sa pagitan ng mga pulso ay mas malaki kaysa sa kanilang tagal. Nangangahulugan ito na sa mga pagitan ng mga pulso ng isang signal (ito ay tinatawag na duty cycle), posible na magpadala ng mga pulso ng isa pang signal. Ang mga system para sa 12, 15, 30, 120, 180, 1920 na mga channel ng boses ay ipinatupad. Ibig sabihin, humigit-kumulang 2000 pag-uusap sa telepono ang maaaring ipadala nang sabay-sabay sa isang pares ng mga wire.
Batay sa Kotelnikov theorem, sa simpleng salita, halos lahat ng modernong sistema ng komunikasyon ay umusbong.
Harry Nyquist
Tulad ng kung minsan ay nangyayari sa agham, ang mga siyentipiko na tumatalakay sa mga katulad na problema ay halos sabay-sabay na dumating sa parehong mga konklusyon. Ito ay medyo natural. Hanggang ngayon, ang mga pagtatalo ay hindi humupa tungkol sa kung sino ang natuklasan ang batas ng konserbasyon - Lomonosov o Lavoisier, na nag-imbento ng maliwanag na lampara - Yablochkin o Edison, na nag-imbento ng radyo - Popov o Marconi. Ang listahang ito ay walang katapusan.
Oo,Ang American physicist ng Swedish na pinanggalingan na si Harry Nyquist noong 1927 sa journal na "Certain Problems of Telegraph Transmission" ay naglathala ng kanyang pananaliksik na may mga konklusyon na katulad ng kay Kotelnikov. Ang kanyang theorem ay tinatawag minsan na Kotelnikov-Nyquist theorem.
Si Harry Nyquist ay ipinanganak noong 1907, ginawa ang kanyang PhD sa Yale University, at nagtrabaho sa Bell Labs. Doon niya pinag-aralan ang mga problema ng thermal noise sa mga amplifier, lumahok sa pagbuo ng unang phototelegraph. Ang kanyang mga gawa ay nagsilbing batayan para sa karagdagang pag-unlad ni Claude Shannon. Namatay si Nyquist noong 1976
Claude Shannon
Si Claude Shannon ay tinatawag minsan na ama ng panahon ng impormasyon - napakalaki ng kanyang kontribusyon sa teorya ng komunikasyon at computer science. Si Claude Shannon ay ipinanganak noong 1916 sa USA. Nagtrabaho siya sa Bell Lab at sa ilang unibersidad sa Amerika. Sa panahon ng digmaan, nakipagtulungan siya kay Alan Turing upang maunawaan ang mga code ng mga submarino ng Aleman.
Noong 1948, sa artikulong "Mathematical Theory of Communication", iminungkahi niya ang terminong bit bilang pagtatalaga ng pinakamababang yunit ng impormasyon. Noong 1949, pinatunayan niya (nang independyente ng Kotelnikov) ang isang teorama na nakatuon sa muling pagtatayo ng isang signal mula sa mga discrete sample nito. Minsan ito ay tinatawag na Kotelnikov-Shannon theorem. Totoo, sa Kanluran ang pangalan ng Nyquist-Shannon theorem ay mas tinatanggap.
Ipinakilala ni Shannon ang konsepto ng entropy sa teorya ng komunikasyon. Nag-aral ako ng mga code. Dahil sa kanyang trabaho, ang cryptography ay naging isang ganap na agham.
Kotelnikov at cryptography
Kotelnikov ay humarap din sa mga problema ng mga code atkriptograpiya. Sa kasamaang palad, sa mga araw ng USSR, ang lahat ng nauugnay sa mga code at cipher ay mahigpit na inuri. At ang mga bukas na publikasyon ng marami sa mga gawa ni Kotelnikov ay hindi maaaring. Gayunpaman, nagtrabaho siya upang lumikha ng mga saradong channel ng komunikasyon, ang mga code na hindi maaaring basagin ng kaaway.
Hunyo 18, 1941, halos bago ang digmaan, ang artikulo ni Kotelnikov na "Mga Pangunahing Kaalaman ng awtomatikong pag-encrypt" ay isinulat, na inilathala sa 2006 na koleksyon na "Quantum cryptography at Kotelnikov's theorem sa isang beses na mga susi at pagbabasa".
Noise immunity
Sa tulong ng gawain ni Kotelnikov, nabuo ang isang teorya ng potensyal na kaligtasan sa ingay, na tumutukoy sa maximum na dami ng interference na maaaring nasa channel ng komunikasyon upang hindi mawala ang impormasyon. Ang isang variant ng isang perpektong receiver, na malayo sa tunay, ay isinasaalang-alang. Ngunit malinaw na tinukoy ang mga paraan para pahusayin ang channel ng komunikasyon.
Paggalugad sa kalawakan
Ang pangkat na pinamumunuan ni Kotelnikov ay gumawa ng malaking kontribusyon sa mga sistema ng komunikasyon sa kalawakan, automation at telemetry. Sinali ni Sergei Pavlovich Korolev ang laboratoryo ng Kotelnikov sa paglutas ng mga problema ng industriya ng kalawakan.
Dose-dosenang mga control at measurement point ang ginawa, na naka-link sa iisang control at measurement complex.
Ang kagamitan sa radar para sa mga interplanetary space station ay binuo, ang pagmamapa ay isinagawa sa opaque na kapaligiran ng planetang Venus. Sa tulong ng mga device na binuo sa ilalim ng direksyon ni Kotelnikov, ang mga istasyon ng espasyo na "Venera" at "Magellan" ay isinasagawamga radar na lugar ng planeta sa mga paunang natukoy na sektor. Bilang resulta, alam natin kung ano ang nakatago sa Venus sa likod ng makakapal na ulap. Na-explore din ang Mars, Jupiter, Mercury.
Nakahanap ng aplikasyon ang mga pag-unlad ni Kotelnikov sa mga istasyon ng orbital at modernong teleskopyo ng radyo.
Noong 1998, si V. A. Kotelnikov ay ginawaran ng von Karman Prize. Ito ay isang parangal mula sa International Academy of Astronautics, na ibinibigay sa mga taong may malikhaing pag-iisip para sa malaking kontribusyon sa pananaliksik sa kalawakan.
Maghanap ng mga signal ng radyo mula sa mga extraterrestrial na sibilisasyon
Ang internasyonal na programa upang maghanap ng mga signal ng radyo ng mga extraterrestrial na sibilisasyon na Seti gamit ang pinakamalaking teleskopyo sa radyo ay inilunsad noong dekada 90. Si Kotelnikov ang nagbigay-katwiran sa pangangailangang gumamit ng mga multichannel receiver para sa layuning ito. Ang mga modernong receiver ay nakikinig sa milyun-milyong channel ng radyo nang sabay-sabay, na sumasaklaw sa buong posibleng saklaw.
Gayundin, sa ilalim ng kanyang pamumuno, isinagawa ang gawain na tumutukoy sa pamantayan para sa isang makatwirang signal ng narrowband sa pangkalahatang ingay at interference.
Sa kasamaang palad, sa ngayon ay hindi pa naging matagumpay ang paghahanap na ito. Ngunit sa sukat ng kasaysayan, isinasagawa ang mga ito sa napakaikling panahon.
Ang theorem ni Kotelnikov ay tumutukoy sa mga pangunahing pagtuklas sa agham. Maaari itong ligtas na ilagay sa par sa mga theorems ng Pythagoras, Euler, Gauss, Lorentz, atbp.
Sa bawat lugar kung saan kinakailangan na magpadala o tumanggap ng anumang mga electromagnetic signal, sinasadya o hindi namin sinasadya na ginagamit ang Kotelnikov theorem. Nag-uusap kami sa telepono, nanonood ng TVmakinig sa radyo, gumamit ng Internet. Ang lahat ng ito ay karaniwang naglalaman ng prinsipyo ng mga signal ng sampling.
