Шеннон использовал метод дискретизации применительно к упомянутому выше доопределению B вида (3) функции одиночного сообщения f (t), которая считается нулевой для . Проблема решается в рамках следующего подхода.
Возьмем периодическую функциюf (t) с большим периодом и будем считать, что принимает свои значения на интервале от 0 до и обращается в ноль на интервалеот до .
При этом считаем, что имеет место плавный переход в ноль на обоих концах интервала , чтобы не вносить каких-либо частот, лежащих выше границы . Новая функция дискретизируется на новом интервале в эквидистантных точках в соответствии с алгоритмом, выраженным формулами (9) и (13). Новый шаг дискретизации θ1 аналогичен (9):
(17) Если и являются большими, то соответствующие частоты и пренебрежимо малы по сравнению с максимальной частотой , и мы получаем
Полное число точек дискретизации определяется теперь формулой
(18) Из этих дискретных точек, точек попадают в интервал , а оставшиеся точек - в интервал . Первый набор точек дает ненулевые дискретные значения:
(19) Тогда как другие точки дают ноль:
Импульсная функция уравнения (13) принимает вид
(20) Устремляя теперь к бесконечности и, соответственно к нулю, мы получаем предельное значение для шага дискретизации:
А также имеем бесконечное число дискретных значений равных нулю. Единственные ненулевые значения соответствуют интервалу
Их число определяется выражением
(21) что соответствует формуле (1), в то время как импульсная функция упрощается и принимает вид
(22)
поскольку
В результате функция , дискретизированная согласно (11), принимает в данном предельном случае вид:
(23) Легко доказать, что разложение (23) принимает значение во всех точках дискретизации. Рассмотрим, например точку с номером :
Слагаемое в сумме (23) дает вклад , тогда как все остальные слагаемые обращаются в ноль:
Сумма (23) не дает точных нулевых значений , но получаемая функция быстро обращается в ноль на обеих границах, имея малые осцилляции частоты . Такой тип представления функции и рассматривался Шенноном.
|