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1950年4月のElectronics誌に掲載されたシャノンの論文Recent Development in Communication Theory では、PCM方式でビット化したデータを、アナログな振幅強度によってベースバンド信号に変えている図が描かれています。

どうしてビット化したものを、わざわざアナログな振幅値に変換する必要があったのでしょう。

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●質問者: ShinRai
●カテゴリ:コンピュータ 科学・統計資料
✍キーワード:1950年 4月 electronics PCM theory
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 2/2件

▽最新の回答へ

1 ● gday
●28ポイント

>どうしてビット化したものを、わざわざアナログな振幅値に変換する必要があったのでしょう。


わざわざ変換している訳ではありません。最初からアナログな世界の話にデジタルの概念を被せているだけです。


送信という観点から考えてみると、情報の重要な点は、一式の可能なメッセージの中からひとつの特定のメッセージを選ぶというところにある。送信されなければならないのは、情報源によって選択された特定のメッセージの仕様である。もしそのような不明瞭ではない仕様が送信されると、そのときに限って、受信点でメッセージが復元される。このように、我々の意識上では、情報というのは一式の可能性からの選択という概念と結びついている。

ここで述べられているアナログな情報(波形)の中から意味のある選択肢を幾つの見出すことができるかという概念そのものです。


この特異な選択肢として

『もっとも単純な選択のタイプは、それぞれ1/2の確率で発生する二つの可能性からの選択である。たとえばこれは、コインを投げ上げて、表になるのと裏になるのが同じ確率になるような場合だ。このような選択によって生み出された情報量を、情報量の基本単位、二元離散値(binary digit)、あるいはもっと簡単に「ビット」として使うと便利である。

と述べられているような2値のデジタルがあるのです。


通信の理論は通信経路による信号の劣化抜きには語れない世界です。

ビット化した情報を遠距離まで届けるにはビット化した形そのままでは遅れないのです。

ベースバンド通信だとしても現実的には0Vは"0"、5Vは"1"という理想定義なデジタルなビットを直接送っている訳ではなく、例えば5V系のCMOSロジックでは"0"は0.00?0.05Vで"1"は4.95?5.00Vで送り、受ける側は0?1Vを"0"、4?5Vを"1"とみなすプロトコルでアナログ的に伝送しています。そしてその伝送線の長さはゼロではなく伝送の間に波形は劣化し、ノイズを受け取り受ける時点では元の波形とは似ても似つかない状態で"0","1"の判断を行って動いているのです。

データはあくまでも概念としてのデータでしかありません。それがどのように保存され、伝送され、そして検出するかは全てアナログの世界での話になります。


http://q.hatena.ne.jp/1277169940/266062/#i266062

◎質問者からの返答

>5V系のCMOSロジックでは"0"は0.00?0.05Vで"1"は4.95?5.00Vで送り、

>受ける側は0?1Vを"0"、4?5Vを"1"とみなすプロトコルでアナログ的に伝送

知りませんでした。

0.00-0.05Vの幅で送信したものは、仮に0ー1Vにひずんだとしても"0"として

認識できるのですへ。

20倍の精度劣化(?)でも大丈夫ということでしょうか。

これもエントロピーとつながりそうですね。


>一式の可能なメッセージの中からひとつの特定の

>メッセージを選ぶというところにある

これはアナログ世界の話だったのですね。


しかし、そんなこと誰も教えてくれませんでしたよ。

みんな、あの図をみて、0が1になる確率を考えることはデジタル通信だと思ったのでは?


2 ● gday
●42ポイント ベストアンサー

>しかし、そんなこと誰も教えてくれませんでしたよ。

>みんな、あの図をみて、0が1になる確率を考えることはデジタル通信だと思ったのでは?


非常に厳しい言い方になりますが、「それはあなたの知識レベルがその論文を読むレベルに至っていない」ということだと思います。


それに「みんな」が誰でも誤解無く楽に読める内容の論文でもありません。

この手の論文は特定の分野についてその当時の最新の知見がこめられているのですから、それを読む前提になる相応の知識は必要でしょう。

少なくとも電気・電子工学や通信・情報工学を大学でさぼらずに学んだ人が読んで理解できるレベルの内容です。

そしてこれらの知識は教えてもらうのではなく自ら学ぶべきものだと私は思いますよ。



>>5V系のCMOSロジックでは"0"は0.00?0.05Vで"1"は4.95?5.00Vで送り、

>>受ける側は0?1Vを"0"、4?5Vを"1"とみなすプロトコルでアナログ的に伝送

>知りませんでした。


ということでしたら、あなたは今すぐに大きめの書店か図書館に出向いてデジタルシステムは具体的にどうやって作られているかに関する本を何冊も読むべきです。そこには0・1だけの話はほとんど無く、信号の送り側と受け側の電圧マージンや遅延時間やノイズ対策についての記述が多くを占めていることにすぐに気付くと思います。


定本 ディジタル・システムの設計―ディジタル技術の基礎からASIC設計まで

定本 ディジタル・システムの設計―ディジタル技術の基礎からASIC設計まで

  • 作者: 猪飼 国夫 本多 中二
  • 出版社/メーカー: CQ出版
  • メディア: 単行本

◎質問者からの返答

ありがとうございました。本はさっそく注文しました。

シャノンの「通信の数学的理論」は、デジタルが前提という読み方をすることが間違っていたということを教えていただいたことも感謝申し上げます。

私はシャノンの名前すら知ったのはごく最近で、どうやったら勉強できるのかわからず、とりあえずClaude Shannon Collected Papersをひもといてみたのですが、到底手に負えないなあと思っていました。

このElectronics誌の記事は、少し、他の論文よりも読みやすいように思えたので、何度も読んでみましたが、それでもなかなか読みこなせず、全文タイプしなおして、全訳を試みたのですが、それでもピンとこなかったです。

ただ、ざっと読んでみて、思っていたよりもアナログな発想が多い(アルファベットの冗長性とかも)という印象を受けたのです。

それでそれが正しいのかどうかを伺ってみたいと思いました。

自ら学ぼうにも、私には学ぶだけの力量がないというところです。

というわけですので、ご回答に心より感謝申し上げます。

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