Файл: Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 159
Скачиваний: 2
|
Сообщение |
длектршёскио" |
|
Злектричёский |
|
Сообщение |
||
|
|
|
сигнал |
|
сигнал/помех•ал/п |
|
|
|
|
1 |
Пер, |
г |
в - |
. /риллоВои |
Пр, |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Групповой, электрический |
олектрический |
|
|
||
|
|
|
|
сигнал |
сигнал/помеха |
|
|
|
|
|
Перг |
|
ГрулпоВое |
Линия |
ГрулпоВое |
% |
Н г |
|
|
|
передающее |
приемное |
||||
|
|
|
|
уст -Во |
сВязи |
уст -Во |
|
|
|
|
Перп |
Н |
|
Источник |
|
% |
|
|
|
|
помех |
|
3 |
|||
Рис. |
1.3. |
Структурная |
схема многоканальной системы |
связи |
||||
щем |
конце сигналы всех |
информационных каналов свя |
зи объединяются, образуя один «групповой» сигнал. На приемном конце сигналы каждого информационного ка нала выделяются и преобразуются 'в независимые со общения. Различают два основных способа построения многоканальных систем — частотный и временной. В пер вом случае спектр частот сигнала каждого источника передается на своей поднесущей частоте. Для устране ния влияния сигнала одного источника на сигнал дру гого частоты гармонических поднесущих колебаний вы бираются с таким разносам, чтобы исключалось 'пере крытие опеиспров сигналов. .Предварительно спектр каж дого сигнала ограничивается фильтром. iBo 'втором слу чае общее :время, отводимое на передачу всех сообще ний, распределяется с помощью специальных устройств между источниками сообщений так, что .каждому из них отводится свой временной интервал, имеющий постоян ный порядковый номер на временной оси.
Многоканальные системы, в которых используется частотный принцип построения, называются системами с частотным уплотнением, а системы, в которых исполь зуется временной принцип, — системами с временным уплотнением. В системах с частотным уплотнением меж ду источниками сообщений делится 1выделенная для пе редачи полоса частот, а в системах с временным уплот нением между источниками распределяется время, отво димое для передачи всех сообщений.
Исходя из специфики построения, многоканальные системы с временным уплотнением относятся к дискрет ным системам связи.
13
Информационным каналом связи многоканальной си стемы называется совокупность технических устройств, обеспечивающая независимую 'передачу сообщений от источника к получателю.
§1.2. СПОСОБЫ Ф О Р М И Р О В А Н И Я ДИСКРЕТНОГО С И Г Н А Л А
Системы связи, предназначенные для передачи дис кретных сообщений, назовем дискретными системами. Формирование сигналов, передаваемых дискретной си стемой связи, включает в себя две операции — кодиро вание п модуляцию.
К о д и р о в а н и е . В общем случае любые сообщения дискретного источника состоят из конечного множества символов, составляющих алфавит символов сообщений. Каждому символу дискретного сообщения должно соот ветствовать определенное число (номер). Закон, по ко торому устанавливается нумерация, выбирается с уче том особенностей данного конкретного источника. Со вокупность чисел составляет алфавит символов сигнала. Идентификация элементов алфавита символов сообще
ний элементам алфавита символов сигнала |
называется |
|||||
кодированием. |
При |
этом алфавит символов |
сообщений |
|||
обычно называют |
первичным |
алфавитом, |
соответствую |
|||
щие 'им элементы |
алфавита |
символов сигнала — вторич |
||||
ным алфавитом, |
или |
кодом. |
|
|
|
|
Примером первичного алфавита является текст. Из |
||||||
вестно, что любой |
текст всегда состоит |
из |
конечного |
числа знаков (букв, цифр, знаков препинания), которое для европейских языков составляет 52—55 знаков, а для китайского и ряда восточных языков — несколько тысяч знаков.
К дискретному сообщению относятся также результа ты вычисления современных цифровых вычислительных
машин. Возможное |
число |
таких сообщений |
определяет |
|||
ся в основном разрядностью машины. |
|
|
||||
Предположим, |
что |
'подлежащие передаче |
сообще |
|||
ния состоят из символов |
(знаков): do, at, a%, аз, |
..., ап. |
||||
Так как число этих символов конечно, то |
каждому из |
|||||
них может соответствовать любое число из |
натурально |
|||||
го |ряда чисел: 0; 1; 2; 3, |
|
п, |
например: |
|
|
|
а 0 |
ai а 2 |
а 3 |
• • • ап |
|
(1-1) |
|
0 |
1 |
2 |
3 |
• • -п |
|
|
|
|
14
т. е. передачу символов можно свести к передаче после довательности чисел от 0 до п, где п — сколь угодно большое конечное число.
Если требуется передать только буквы, которых, на пример, в русском алфавите насчитывается 32, то пере дают ряд чисел от 0 до 31. Чтобы передать 32 числа или вообще число, записанное в десятичной системе счисле- •н'ия, необходимо уметь передавать десять цифр от 0 до 9. Для этого между передатчиком и приемником должно быть либо десять линий (каналов), по каждой из кото
рых передается определенная цифра, либо должна |
быть |
||
возможность передачи (приема) |
по одной |
линии (кана |
|
лу) сигналов на 10 частотах: /0, fi, \г, • • •, |
W |
|
|
Использование десятичной |
системы счисления |
для |
установления соответствия между элементами алфавита сообщения и алфавита сигнала является одним из воз можных методов построения кода сигнала. Однако ис пользование таких кодов сигнала приводит к усложне нию и удорожанию аппаратуры, и поэтому они широ кого применения не получили. Более простые аппаратур ные решения можно получить, если для построения кода сигнала использовать двоичную систему счисления. По скольку от выбора той или иной системы счисления зави сят важные параметры аппаратуры, рассмотрим подроб нее особенности их построения.
Десятичная система счисления позволяет при помо
щи одной из десяти цифр |
(от 0 |
до 9) записать |
любое |
||
число первого десятка |
или |
при |
помощи |
двух |
цифр — |
числа от 10 до 99 и т. д. Например, число |
1001 |
обычно |
|||
читается «тысяча один», |
та'К как 'предполагается, |
что за |
пись сделана в десятичной системе счисления. Таким
образом, 1001 |
есть |
сокращенная |
запись выражения |
||
1 -103 -(-0 - 102 -h0-10*4-1 • 10°. Точно |
так |
же число |
125 есть |
||
сокращенная |
запись |
выражения |
1 |
• 10 2 +2 - 10 4 |
+ 5-10°. |
Следовательно, |
.в десятичной системе |
счисления |
число |
10 —• основание системы счисления, символы от 0 до 9 —
коэффициенты |
системы. |
Пользуясь десятичной систе |
||
мой счисления, любое целое число N можно представить |
||||
в таком |
виде: |
|
|
|
N=Kn~i |
10"-' + |
К „ _ 2 1 0 г , - 2 + |
• • • + / С 2 1 0 2 + ^ 1 1 0 1 + К о 1 0 ° , |
|
или |
|
|
п—1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
дг = |
У |
Ki\0l, |
15
где |
п — количество разрядов числа; Ki — коэффициент |
г-го |
разряда, который может принимать значения |
от 0 до 9.
Если 'предположить, что основание R системы счис ления — любое целое число, то выражение для числа N
можно |
записать так: N = a„-iRn-l + an-$Rn-2+.. |
. + |
aiR2+ |
|
+ aiRi |
+ OoRo, пли |
|
|
|
|
|
п— 1 |
|
|
|
|
|
|
(1.2) |
где а * — коэффициент i-ro разряда, который |
может |
при |
||
нимать значения от 0 до |
R—1. |
|
|
|
Задаваясь величиной |
R, можно построить |
любую |
си |
стему счисления. Очевидно, что наименьшее основание, при котором система счисления имеет смысл, равно двум (•Я = 2).
При двоичной системе счисления (R = 2) числа запи сываются при помощи всего двух цифр — 0 и 1. Так, число 1001 в двоичной системе является сокращенной записью выражения 1 •23 + 0 - 2 2 + 0 - 2 ' + 1 - 2 ° , где показа тели степени записаны в десятичной системе счисления. Следовательно, 1001 есть двоичная запись десятичного
числа 9. В троичной системе счисления |
(R = 3) |
опери |
|||||||
руют тремя |
цифрами — 0, 1 и 2, |
при помощи |
которых, |
||||||
пользуясь ф-лой (1.2), можно записать любое |
целое |
||||||||
число. |
Рассуждая аналогичным |
образом, |
можно |
по |
|||||
строить |
четверичную, |
пятиричную |
и т. д. системы |
счис |
|||||
ления. Из всех возможных систем счисления |
практиче |
||||||||
ское значение имеют |
двоичная (/? = 2), троичная |
(R = 3), |
|||||||
четверичная |
(R = 4), |
восьмиричная |
(.7? = 8) |
') |
и |
|
десятич |
||
ная (7?= 10) |
системы. |
|
|
|
|
|
|
Рассмотрим возможность перехода из одной системы счисления в другую. Предположим, что число N, задан ное в системе счисления с основанием R, необходимо перевести в систему счисления с основанием Q, т. е. обес печить равенство
|
an^Rn-1 |
+ |
an^Rn'2 |
+ • - |
• + |
aitf1 + |
a0R* |
= |
|
|
= bm_lQ'n-i |
|
+Ьт_2су->+ |
. . |
. + bl(?±bQQ*. |
|
(1.3) |
||
') |
Восьмиричная |
система |
счисления |
используется, |
как |
правило, |
|||
в цифровых электронно-вычислительных |
машинах |
и |
в настоящей, |
||||||
книге |
не рассматривается. |
|
|
|
|
|
|
- > 1 - •.
В |
общем случае |
тфп. |
Поделив |
выражение |
(1.3) |
|||||
па Q, |
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
fl»_, ft"-1 |
+ |
а „ _ 2 Я"~ 2 |
+ |
• • •-\-aiRl+a0R0 |
|
^ |
|
||
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
= &,„_, Q'"" 2 |
+ |
6,„_2 Q'"-3 |
+ • • - + h |
+ |
. |
(1.4) |
|||
В |
правой |
части |
ур-ния (1.4) сумма |
|
bm-iQm~2 |
+ |
||||
- T - f c , n _ . 2 Q ' n _ 3 + . . . b y |
есть |
целое |
число, так |
как |
каждое |
сла |
гаемое — целое число. Последний член в правой части bo/Q — правильная дробь. Выполнив деление, как по казано выше, получим целое число Л, которое представ
ляет собой первые т—1 |
члены |
и |
остаток |
Do, равный |
||||||||||
первой |
цифре |
bo |
искомого числа (младшему разряду). |
|||||||||||
Продолжая деление и делая А делимым, |
получим |
|
||||||||||||
у |
= bn_x |
Q ' " - 3 |
+ bm_2Q"-< |
+ • • • +b2 |
+ h . . (i.5) |
|||||||||
Рассуждая |
аналогично, убедимся, |
что |
первые |
т—2 |
||||||||||
члена правой части образуют новое целое число А\ и но |
||||||||||||||
вый остаток D\, равный |
второй цифре Ь\ искомого |
числа. |
||||||||||||
Остальные цифры от Ьг до |
bm-i |
находятся в |
процессе |
|||||||||||
деления частных |
до тех |
пор, пока /1,- -не станет |
меньше Q. |
|||||||||||
Поясним сказанное на примере. Пусть необходимо, |
||||||||||||||
число |
125, записанное |
в |
десятичной |
системе, |
перевести |
|||||||||
в двоичную. Производим последовательное деление чис |
||||||||||||||
ла 125 |
на 2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
125 |
= |
R O . |
1 |
|
7 |
= |
о |
. |
1 |
; |
|
|
|
|
— |
62 |
4 --— ; |
— |
3-| |
|
|
|
||||||
|
2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
_6j2_— 31 |
, _0_ . |
3 |
_ |
^ |
|
1 |
|
|
|
||||
|
2 |
~ |
|
Г |
2 |
' |
2 |
~ |
|
|
2 |
' |
|
|
|
И = 1 5 + - Ь |
Х = 0 + ~ 1 - . |
|
|
||||||||||
|
2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
JI5_ = |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как последний остаток есть коэффициент при ос |
||||||||||||||
новании системы |
в наивысшей степени, то искомое чис |
|||||||||||||
ло равно 1111101. Из приведенного примера видно, что |
||||||||||||||
при переходе |
от |
системы счисления с большим основа |
||||||||||||
нием к системе счисления с меньшим основанием коли |
||||||||||||||
чество |
разрядов |
числа |
|
возрастает. |
Так,^. в |
д р г я т й ч н щ , |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
4лёл».т1 |
СССР |