Cryptography Reference
In-Depth Information
I
I
I
KK
Quelle
X
Quellen
Kanal
Q
KQ
kodierer
kodierer
I
K
Übertra
gungskanal
I
K
I
Q
I
T
Senke
Y
Quellen
Kanal
dekodierer
dekodierer
I
Q
Quelleninformationsfluss
I
KQ
Quellenkodeinformationsfluss
I
KK
Kanalkodeinformationsfluss
I
K
Kanalinformationsfluss (
=
Übertragungsgeschwindigkeit
v
u
)
I
T
Transinformationsfluss
Bild 5.2.1
Blockschema der Informationsübertragung
Die Quelle
X
hat entsprechend ihrer Beschreibung eine Entropie
H
(
X
)
bzw.
H
Q
(Entropie der Quelle). Sie liefert in einer bestimmten Folge Zeichen (Quel-
lenzeichen), die zur Senke zu übertragen sind. Die pro Sekunde abgegebene
Anzahl von Quellenzeichen (
QZ
) wird als
Quellensymbolfrequenz
f
Q
in
QZ/s
bezeichnet. Das Produkt aus
H
Q
und
f
Q
wird
Quelleninformations-
fluss
I
Q
in
bit/s
genannt:
I
Q
=
f
Q
H
Q
.
(5.1)
Der Quellenkodierer passt die Quelle an den Kanal an und wandelt die Quel-
lenzeichen in eine Folge (entsprechend der verwendeten Kodierung) von Ka-
nalzeichen um. Dabei darf keine Information verlorengehen. Die Anzahl der
Kanalzeichen, die zur Darstellung eines Quellenzeichens benötigt wird, werden
wir mit
l
in
KZ/QZ
bezeichnen. Sie kann bei Kenntnis von
H
K
und
H
Q
als
H
Q
H
K
bestimmt werden, wobei
H
K
=
ld
Z
in
bit/KZ
(maximaler Informationsgehalt
eines Kanalzeichens) ist und
Z
die Anzahl unterscheidbarer Kanalzeichen (Zu-
stände) darstellt.
Der Informationsfluss, der den Quellenkodierer verlässt (
Quellenkodeinfor-
mationsfluss
), berechnet sich mit
l ≥
I
KQ
=
f
Q
lH
K
.
(5.2)
Wir wissen bereits aus Abschn. 3, dass eine redundanzfreie Kodierung nur in
speziellen Fällen möglich ist. Im allgemeinen Fall wird immer eine redundante
