Файл: Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 161

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

системе число 125 трехразрядпое, а в двоичной — се­ миразрядное.

На основании вышеизложенного можно сформулиро­ вать следующее правило: чтобы число, записанное в де­ сятичной системе счисления, записать в двоичной, его

делят последовательно па 2 и 'получающиеся

остатки О

и 1 записывают в порядке от последнего к

первому.

Для

определения

количества разрядов

искомого чис­

ла в новой системе

счисления воспользуемся

известным

соотношением, согласно

которому при п разрядах и лю­

бом основании R максимально можно образовать А раз­

личных

чисел, где

A=Rn.

Очевидно, что для выраже­

ния А чисел в любой другой системе счисления с осно­

ванием

Q необходимо использовать т разрядов,

чтобы

Qm^A

 

или Qm^Rn.

Логарифмируя,

получим

m\nQ =

= п \nR, откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— .

 

 

 

1.6

 

 

 

 

In Q

 

 

 

 

Если

/?=10, а <Э = 2, то

 

 

 

 

 

 

 

 

/ и > | 3 , 3 2 и 1 ,

 

 

 

(1.7)

где

| 1 означает

округление до

ближайшего

большего

целого

числа.

 

 

 

 

 

 

Поэтому для

записи

наибольшего

двухразрядного

числа

десятичной

системы

99 в

двоичной форме

тре­

буется семь двоичных цифр. В табл. 1.1 приведены де­

сятичные числа от 0 до 31

и их двоичные эквиваленты.

Предположим,

что

при

преобразовании

символов в

последовательность

чисел

используются

не

десятичные

(1.1), а двоичные числа, т. е. символам

сообщения по­

ставлены в соответствие двоичные числа:

 

 

а0 ах а-г

а3

а4 ...

а7

а8...

а п

.

О1 10 11 100... 111 1000... 11111

Тогда, как видно из (1.8), для передачи и приема каждого из чисел достаточно уметь запоминать, переда­ вать и принимать (опознавать) всего лишь две цифры: 0 и 1. Например, цифра 0 может передаваться электри­ ческими колебаниями с частотой fi или посылками отри­ цательной полярности, а цифра 1 электрическими ко­ лебаниями с частотой f2 или посылками положительной полярности.


 

 

Т А Б Л И Ц А i . i

Десятичные числа

Двоичные числа

Десятичные числа Двоичные числа

0

0

16

10000

1

1

17

10001

2

10

18

10010

3

11

19

10011

4

100

20

10100

5

101

21

10101

6

ПО

22

10110

7

111

23

10111

8

1000

24

п о о о

9

1001

25

11001

10

1010

26

11010

11

1011

27

11011

12

1100

28

11100

13

1101

29

11101

14

1110

30

10

15

1111

31

11111

Благодаря простоте формирования посылок двух ча­ стот, запоминания и опознавания двух символов, мень­ шей полосы частот, занимаемой сигналом, двоичная си­ стема счислений используется в большинстве современ­ ных дискретных системах связи для преобразования алфавита сообщений в алфавит сигнала.

Таким образом, кодирование А различных символов сообщения сводится к записи их в виде чисел в той или иной системе счисления *) . Если система счисления имеет основание 2, то такое кодирование и полученный код называют двоичным.

Введем

следующие необходимые понятия.

Кодовое

слово — совокупность двоичных цифр (нулей

и единиц), образующих двоичное число, соответствующее определенному символу сообщения.

') Приведенное определение справедливо для случая простого, безызбыточиого кодирования (см. гл. 6).

19



Разряд пли символ кода — одна двоичная цифра (О или 1), входящая в кодовое слово. Так, например,

кодовое

слово

символа

as

(1-8)

состоит

из четырех

раз­

рядов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Символ

сигнала

 

или единичный

 

 

элемент—Электри­

ческий сигнал, передаваемый в течение

определенного

отрезка

 

времени

и

соответствующий

 

одному

разряду

кодового слова. Длительность передачи символа

сигна­

ла 'или

 

одного

разряда

называется

единичным

 

интерва­

лом

и обозначается

'буквой то.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 1.4 в качестве примера приведено несколько

пятиразрядных

кодовых

слов,

в

которых

1

передается

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и м пул ьсо м

 

пол ож'и тел ы i о й

'

То

 

то

 

Хо

го

 

 

полярности,

 

а 0 — импуль­

 

 

 

 

сом

 

отрицательной поляр­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М о д у л я ц и я .

В

совре­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

менных системах связи в ка­

 

7

 

о

0

 

0

О 1

честве

переносчика

сообще­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

ний от передатчика

к прием­

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

1

 

нику

используется

постоян­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

П

 

ный

или

переменный

элек­

 

<

 

 

трический

 

ток,

 

имеющий

 

i

 

 

 

 

 

форму

синусоидальных

ко­

 

 

 

 

1

1

 

1

 

лебаний,

импульсной

после­

 

 

 

 

 

 

 

n

 

довательности

и др. Под

мо­

 

1

 

 

'

М' !

'

дуляцией

 

 

понимается

 

воз­

 

 

 

действие на один или нес­

 

1

0

 

 

1

 

 

 

1

1

 

1

 

колько

параметров

перенос­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чика,

в

результате

которого

 

1

 

 

 

|

п

 

.

 

 

 

 

 

в изменениях этого

парамет­

 

 

 

 

 

 

о ;

 

 

t

ра

(параметров)

будет

за­

 

о

о

о

 

1

 

 

 

 

1

 

ложено

кодовое

слово

пере­

Рис.

1.4.

Различные

комбина­

даваемого

 

сообщения.

Про­

ции импульсов

положительной

цесс

 

выделения

 

кодового

(1)

и

отрицательной

(0)

по­

 

 

лярности,

образующие

пятираз­

слова

из

принятого

модули­

рядные кодовые

слова

 

 

рованного

сигнала

называ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ется

 

демодуляцией.

 

 

 

Если в качестве переносчика выбран ток, имеющий

форму

 

синусоидального

колебания f(t)

— С sin (со^+<р),

то можно воздействовать (модулировать) на следующие параметры: амплитуду С, частоту оз и начальную фазу ф, что приводит соответственно к амплитудной ( A M ) , ча­ стотной (Ч,М) и фазовой (ФМ) модуляциям.

20


Когда 'Переносчиком является периодическая после* довательность импульсов прямоугольной формы, то мо­ дулируемыми параметрами являются: амплитуда, ши­ рина, частота следования и фаза импульсов. Это позво­ ляет получить основные четыре вида импульсной моду­ ляции: амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), ши- ротно-импульсную модуляцию ( Ш И М ) , частотно-им­ пульсную модуляцию (ЧИМ) и фазо-импульсную ( Ф И М ) . При кодировании сообщения двоичным кодом модули­ руемый параметр* должен принимать лишь два значе­ ния: одно, соответствующее передаче нуля, другое — единицы.

На рис. 1.5 приведены структуры сигналов при пере­ даче кодового слова 10110 переменным током посредст­ вом амплитудной, частотной и фазовой модуляций.

т ' I 7 . 0

AM

U

М

U

<РМ\

Рис. 1.5. Форма сигнала при модуляции различных видов

Все виды модуляции используются для передачи дис­ кретных сообщений. Выбор вида модуляции обусловли­ вается типом информационного канала, используемого для передачи сообщений, требованиями, предъявляемы­ ми к помехоустойчивости системы связи, и технико-эко­ номическими соображениями (подробнее о видах моду­ ляции, способах формирования модулированных сигна­ лов и их демодуляции см. в гл. 4).

21

Рассмотрим процесс передачи сообщений, пользуясь структурной схемой дискретной системы связи, пред­ ставленной на рис. 1.6. Поступающий на вход кодирую­ щего устройства код сообщения преобразуется в код сиг­ нала (кодовое слово). Посредством электрического сиг-

Передотчик Приемник

 

г

Модулятор

Конин

л

 

Кодирующее

Денойу/тторПстШишцее

уст -So

Т

 

Фзи

1

уст -So

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

Рас. 1.6. Структурная схема дискретной системы связи

нала, формируемого модулятором, кодовое слово пере­ дается по каналу связи на приемную станцию. В резуль­ тате демодуляции из принятого сигнала выделяется пе­ реданное кодовое слово, которое декодирующим устрой­ ством преобразуется в код сообщения, выдаваемый по­ лучателю.

§ 1.3. ОСНОВНЫЕ

Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И

Д И С К Р Е Т Н Ы Х

СИСТЕМ СВЯЗИ

Д о с т о в е р н о с т ь .

Известно, что система связи

должна обладать помехоустойчивостью, т. е. способ­ ностью восстанавливать с достаточной верностью пере­ данное сообщение при приеме сигнала, искаженного по­ мехой. При передаче непрерывных сообщений, даже при отсутствии линейных помех, принятое сообщение, вслед­ ствие аппаратурных искажений, никогда точно не бу­ дет соответствовать переданному. Поэтому на практике непрерывное сообщение считается принятым правильно, если его амплитудные, частотные и фазовые отклонения не превышают установленных норм. -При передаче дис­ кретных сообщений на приеме регистрируется последо­ вательность импульсов, составляющая кодовое слово пе­ редаваемого символа. Если все разряды кодового слова регистрируются правильно, то после декодирования при­ нятое сообщение (символ) будет точно соответствовать переданному. Если же в результате воздействия помех принятое кодовое слово не будет соответствовать пере­ данному, то получателю с выхода декодирующего уст­ ройства при простом кодировании (см. гл. 6) выдается искаженное сообщение.

22