Файл: Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 193
Скачиваний: 0
леграфного аппарата, которые получили название «терминальных устройств», или просто «терминалов».
В курсе «Передача дискретной информации и основы телегра фии» рассматриваются передача данных, телеграфия и факсими льная связь (фототелеграфия). Изучение в данном курсе вопросов факсимильной связи обусловлено следующими обстоятельствами:
—ее документальностью, характерной для телеграфной связи;
—общностью с телеграфной связью и П Д вопросов синхрони зации, новых методов переприема информации, методов записи сигналов;
—проявляющимися тенденциями в передаче факсимильных сообщений дискретными методами.
Некоторое значение сыграло, по-видимому, и сходство назва ний. Развитие факсимильной связи идет по пути ее широкого при
менения для передачи газет, а также ее использования |
на низо |
вых ізвеньях телеграфной сети для полной автоматизации |
процес |
сов приема и передачи телеграмм.
Теоретической основой техники передачи дискретных сообщений является теория передачи сообщений, основные положения кото рой разработаны советскими учеными — академиками В. Котельниковым и А. Колмогоровым, американцем К- Шэнноном и рядом других советских и зарубежных ученых. Они изучаются в курсе «Теория передачи сигналов». Курс «Передача дискретной инфор мации и основы телеграфии» тесно связан с курсами «Многока нальная связь» (вопросы частотного-и временного уплотнений ли ний связи, нормы на каналы связи, коррекция искажений), «Нели нейные электрические цепи» (вопросы модуляции и демодуляции), «Автоматическая коммутация и телефония» (вопросы построения сетей, принципы коммутации и коммутационные приборы, вопросы
нагрузки), «Импульсная техника» (двоичные |
устройства, логиче |
|
ские схемы) и «Электронно-вычислительные |
машины», |
поскольку |
ЭВМ являются не только источниками и получателями |
сообщений |
|
в системах передачи данных, но и находят все большее |
применение |
в самих системах передачи дискретной информации в качестве уп равляющих устройств коммутационных узлов и устройств защиты от ошибок в системах передачи данных.
1
Г Л А В А
Основные принципы передачи дискретной информации
1.1. СХЕМА СИСТЕМЫ П Е Р Е Д А Ч И Д И С К Р Е Т Н О Й ИНФОРМАЦИИ
Система передачи дискретной ««формации предназначена для передачи информации от источника сообщений к получателю (рис. 1.1). Источниками и получателями дискретных сообщений могут быть электронно-вычислительные машины, запоминающие устрой ства (накопители на магнитной ленте, на магнитных барабанах,
Преданное |
Сигнал |
|
Опенал |
плюс |
Принятое |
COOfflMBHUe |
|
|
|
сообщение |
|
От источ |
1 |
Канал |
1 |
Приемник |
\И полрчп; |
ника сооб Передатчик |
передачи. |
телт го- |
|||
щений. |
|
//ом)ехи. |
|
|
общениїї |
|
|
|
|
|
Источник
помех
Рис .1.1. Структурная схема системы передачи дискретной информации
дисках, на перфоленте, перфокартах и др.), различного рода дат чики, а также люди. Кроме этого, получателями дискретных со общений могут быть печатающие устройства, графопостроители, устройства отображения.
Сообщение, выработанное источником, для передачи по системе электрической связи должно быть превращено в электрический сигнал, под которым понимают электрическое возмущение, одно значно отображающее передаваемое сообщение. Превращение со общения в сигнал осуществляется в передатчике и состоит из трех операций: преобразования, кодирования и модуляции. Эти три опе рации могут быть совмещенными либо осуществляться незави симо.
Преобразованием называется перевод неэлектрических величин, определяющих передаваемое сообщение, в первичный электриче-
окий сигнал. Например, в телеметрии датчики преобразуют изме нения неэлектрических величин (температуры, влажности, давле ния, скорости) в электрические (изменение напряжения). Другие виды источников дискретной информации, как, например, ЭВМ и запоминающие устройства, непосредственно вырабатывают пер вичные сигналы, так что надобности в операции преобразования нет.
Кодирование заключается в преобразовании информационных символов в соответствующие им числа. При этом последователь
ность |
информационных |
символов |
называется первичным |
алфави |
том, а |
соответствующие |
им числа |
— вторичным алфавитом или |
|
кодом. |
В основе кодирования лежит представление дискретного |
|||
сигнала, который может принимать одно из п значений, >в виде со |
вокупности п чисел. Как известно, любое |
число может быть запи |
||||
сано так: N = .. . + а 2 г 2 + Я і ' ' 1 + й о Л где г — основание |
системы счи |
||||
сления, |
а — коэффициенты разрядов |
(г—І^а^О). |
В |
системаж |
|
передачи |
дискретных сообщений обычно |
используется |
двоичная |
||
система |
счисления, так как при этом |
наиболее просто реализуют |
ся схемы, осуществляющие запоминание, кодирование и коммута цию информации. Такие схемы просты, стабильны, имеют высокую помехоустойчивость и строятся :на элементах с двумя устойчивыми состояниями.
Совокупность двоичных цифр, образующих двоичное число, со ответствующее какому-нибудь информационному символу, назы
вается кодовой комбинацией. |
Двоичные цифры (0 и 1), из которых |
||
состоят кодовые комбинации, |
называются элементами |
кода. |
Чис |
ло различных элементов кода называется основанием |
кода. |
В си |
|
стемах передачи дискретных |
сообщений обычно применяют код*» |
с основанием 2, т. е. двоичные коды. Число элементов, образую
щих кодовую комбинацию, называется значностью |
(разрядностью) |
||||
кода. |
Различают |
коды |
равномерные, у |
которых все кодовые ком |
|
бинации имеют |
Одинаковую значность, |
и неравномерные — с раз |
|||
ной значностью кодовых комбинаций. |
|
|
|||
Число всех кодовых комбинаций равномерного кода определя |
|||||
ется |
по формуле N=mn, |
где m — основание кода, |
п — значность |
кода. Примером равномерного двоичного кода является Между народный телеграфный код № 2 (МТК-2). В этом коде каждой передаваемой букве алфавита соответствует пятиэлементная кодо
вая комбинация. При т = 2 и п — 5 |
N=32, т. |
е. имеется возмож |
ность передачи всех букв русского |
алфавита. |
Дл я передачи дифр |
и знаков препинания, а также некоторых других условных знаков используют те же кодовые комбинации, что и при передаче букв, но им предшествует передача дополнительных кодовых комбина ций, указывающих, что будет передаваться — буквы или цифры (табл. 1.1).
При передаче данных, помимо букв и цифр, необходимо пере давать большое число вспомогательных служебных знаков, что обусловливает применение восьмизначного Международного кода
|
|
|
Т а б л и ц а |
l j l |
|
і Числа в деся- |
Те же |
числа в двоичной форме |
|
||
|
(двоичный |
код) |
|
||
[ точной форме |
|
|
|
|
|
|
2* |
2» |
2* |
2 і |
2» |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
10 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
И |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
12 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
13 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
14 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
15 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
16 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
17 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
18 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
19 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
20 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
21 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
22 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
23 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
24 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
25 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
26 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
27 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
28 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
29 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
ЗО |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
31 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
Телеграфные знаки |
|
|
РУС |
|
ЦИФ |
ЛАТ |
|
Перевод на русский |
|
|
Т |
] |
5 |
т |
|
Возврат каретки |
|
|
0 |
|
9 |
о |
|
|
Пробел |
|
X |
|
Щ |
Н |
Н |
|
» |
N |
М |
|
|
М |
|
Перевод строки |
|
|
Л |
|
) |
L |
Р |
|
4 |
R |
Г |
|
Ш |
G |
И |
|
8 |
I |
П |
' |
0 |
Р |
Ц |
|
= |
С |
Ж |
|
V |
|
Е |
|
3 |
Е |
3 |
|
+ |
Z |
Д |
Кто там? |
D |
|
Б |
|
? |
В |
С |
|
|
S |
Ы |
|
6 |
J |
Ф |
|
Э |
F |
Ь |
|
/ |
X |
А |
|
— |
А |
В |
|
2 |
W |
Й |
|
Ю |
J |
|
Перевод на цифры |
|
|
У |
|
7 |
и |
Я |
|
1 |
Q |
К |
|
( |
К |
Перевод |
на латинский |
№ 5. При построении кода важно предусмотреть возможность при приеме кодовых комбинаций четкого разделения каждой кодовой комбинации от соседней. В равномерном коде это может быть сде лано простым подсчетом числа передаваемых элементов. Для раз деления отдельных кодовых комбинаций в неравномерных кодах применяют либо специальные разделительные знаки, либо строят код так, что ни одна кодовая комбинация не используется в каче
стве начальной части другой, |
более длинной кодовой комбинации |
|
[так называемые неприводимые |
(префиксные) |
коды]. |
Примером неравномерного |
кода, ранее |
широко используемого |
в телеграфии и применяемого до настоящего времени при приеме
на слух, является код Морзе. Даж е из нескольких кодовых |
комби |
|||||
наций этого жода |
(Д передается |
сочетанием — • •, |
Е — знаком-, |
|||
Я —сочетанием — •) видно, что «ад Морзе не |
относится к |
классу |
||||
неприводимых (передачу НЕ нельзя отличить |
от передачи |
Д, |
та» |
|||
каїк в обоих случаях передается |
'комбинация—••), |
поэтому |
для |
|||
разделения 'кодовых комбинаций |
в нем используют специальный' |
|||||
знак р а з д е л а — т р и |
пробела. Заметим, что все |
равномерные |
коды |
|||
являются неприводимыми. |
|
|
|
|
пер |
|
Коды разделяют на две группы: обыкновенные |
(простые, |
|||||
вичные) и помехоустойчивые (корректирующие). У |
обыкновенных |
кодов для передачи сообщений используют все кодовые комбина ции, как, например, в Международном телеграфном коде № 2. В помехоустойчивых кодах из общего числа кодовых комбинаций, которые можно получить из п элементов, для передачи сообще ний используют только часть этих комбинаций. Простейшим при мером помехоустойчивого кода является Международный код № 5, в котором для передачи информации используют комбинации из семи элементов, а восьмой служит для обнаружения ошибок в ин формации.
При передаче дискретных сообщений каждый элемент кода пе редается отрезком сигнала определенной длительности (то), ко
торый называется элементом сигнала или посылкой. Обычно эле
менту кода «1» ставится в соответствие токовая посылка, а «0>—
бестоковая |
(однополюсная |
работа) или «1» — положительная |
по |
|||||||
сылка, |
а |
«О» — отрицательная |
(двухполюсная |
работа). |
|
|||||
Количество информации, содержащееся в сообщении, определя |
||||||||||
ется по формуле I—n\og2m, |
где |
п—-число |
элементов |
сообщения, |
||||||
m — число |
состояний |
элемента. |
Единицей |
измерения |
количества |
|||||
информации |
служит |
двоичная единица — бит. Одна двоичная |
по |
|||||||
сылка |
(п=\, |
пг — 2—/=1) |
содержит один |
бит |
информации, |
т. е. |
||||
в двоичных системах количество информации |
равно |
числу посы |
||||||||
лок (1 = п). |
|
|
|
|
|
|
|
сиг |
||
Модуляцией |
называется |
изменение параметра переносчика |
нала в соответствии с функцией, отображающей передаваемое со общение. В качестве переносчика сигнала используют постоянный ток, переменный ток, периодическую последовательность коротких импульсов или шумоподобные сигналы. Модуляция позволяет луч-