Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 17
Текст из файла (страница 17)
31.2 а) Найдите нормированную среднюю мощность х(г) в диапазоне частот от 0 до 10 кГц. б) Найдите нормированную среднюю мощность х(г) в диапазоне частот от 5 ло б кГц. 1.16. Как показано в уравнении (164,а), децибелы — это логарифмическая мера отношения мощностей. Иногда в децибелах выражаются немощяостные характеристики (относительно некоторых выделенных единиц).
В качестве примера вычислите, сколько децибелов мяса для бифштексов вы приобретете, чтобы в группе иэ 100 человек каждый получил 2 гамбургера. Предположим, что в качестве эталонной единицы вы и мясник договорились использовать полфунта мяса (вес одного бифштекса).
1.17. Рассмотрим амплитудный отклик фильтра Батгерворта нижних частот в форме, приведенной в уравнении (1.65). а) Найдите л, при котором (Нф!' колеблется в пределах х1 дБ в диапазоне ф < 0,91„'. б) Покажите, что при и, стремяшемся к бесконечности, амплитудный отклик приближа- ется к амплитудному отклику идеального фильтра. 1Л8. Рассмотрим сеть, приведенную на рис 1.9, частотная передаточная функция которой равна НН). На вход подается импульс 8(г). Покажите, что отклик у(г) на выходе представляет собой результат обратного преобразования Фурье Н()). 1Л9, На рнс.
313 приведен пример цели запоминания, широко используемой в импульсных системах. Определите импульсную характеристику этого канала. од Рис. 31.3 1.28. Для спектра 4 2 ( «г -~~'~~о-') О~(2') ш 0 п(1 — 10 )10 определите ширину полосы сигнала, используя следующие определения ширины полосы: а) ширина полосы половинной мощности; б) ширина полосы шумового эквивалента; в) ширина полосы по первым нулям; г) полоса, вмещающая 99% мощности (лоде«азха используйте численные методы); д) полоса по уровню 35 дБ; е) абсолютная ширина полосы.
Вопросы для самопроверки 1.1. Как график автокорреляционной функции сигнала характеризует занятость полосы сигнала (см. раздел ! 5.4)э 1.2. Каким двум требованиям необходимо удовлетворить для обеспечения передачи без искажения через линейную систему (см, развел 1.6.3)? 1.3, Дайте определение параметру груллааая эадгрлека (см. раздел 1.6.3). 1.4.
Какая математическая дилемма является причиной сушеспювания нескольких определений ширины полосы (см. раздел 1.7.2)? 1.8. Резюме 81 Задачей первого необходимого этапа обработки сигнала, форматирования (гоппап!пй), является обеспечение совместимости сообшения (или исходного сигнала) со средствами цифровой обработки.
Форматирование с целью передачи — это преобразование исходной информации в цифровые символы. (В канале приема происходит обратное преобразование.) Если помимо форматирования применяется сжатие данных, процесс называется кодированием источника (аоигсе сод!пй). Некоторые авторы считают форматирование частным случаем кодирования источника. В данной главе мы рассмотрим форматирование и низкочастотную модуляцию, а в главе 13 обсудим кодирование источника как частный случай эффективного описания исходной информации.
Обратимся к рис. 2.1, где выделенный блок "Форматирование" содержит действия, связанные с преобразованием информации в цифровые сообщения. Считается, что цифровые сообщения имеют логический формат двоичных нулей и единиц и с целью передачи проходят этап импульсной модуляции, в результате чего преобразуются в низкочастотные (импульсные) сигналы, или видеаимнульсы. Затем эти сигналы могуг передаваться по каналу передачи данных. Выделенный на рис. 2.1 блок "Передача видеосигналов" содержит перечень импульсно-модулированных сигналов, которые описываются в данной главе. Вообще, термин "видеосигнал*' (ЬазеЬапд з!япа!) определяет сигнал, спектр которого начинается от (нли около) постоянной составляющей и заканчивается некоторым конечным значением, обычно не более нескольких мегагерц. Обсуждение этой темы мы продолжим в главе 3, где больше внимания будет уделено демодуляции и детектированию.
2.1. Низкочастотные системы На рис. 1.2 была изображена функциональная схема типичной системы цифровой связи. На рис. 2.2 представлен вариант этой блок-схемы, в котором выделяются этапы форматирования и передачи низкочастотных сигналов. Данные, уже имеюшие цифровой формат, могут пропускать этап форматирования. Текстовая информация преобразовывается в двоичные цифры с помошью кодера (содег). Аналоговая информация форматируется с использованием трех отдельных процессов: дискретизации (зашр1!пк), квантования (ццапг!ха!!оп) и кодирования (сод!пй), Во всех случаях после форматирования получается последовательность двоичных цифр.
Бифры необходимо передать через низкочастотный канал, такой как двухпроводная линия или коаксиальный кабель. При этом никакой канал использовать нельзя, пока двоичные цифры не будут преобразованы в сигналы, совместимые с этим каналом. Для низкочастотных каналов такими совместимыми сигналами являются видео- импульсы.
На рис. 2.2 преобразование потока битов в последовательность импульсных сигналов происходит в блоке "Импульсная модуляция". На выходе модулятора получим последовательность видеоимпульсов, характеристики которых соответствуют характеристикам цифр, поданных на вход. После передачи по каналу импульсные сигналы восстанавливаются (демодулируются) и проходят этап детектирования; целью последнего этапа, (обратного) форматирования, является восстановление (с определенной степенью точности) исходной информации.
Передача видеосигналов Форматирование Кодирование иаточника Выравнивание Паласовая передача Канальное кодирование Кодирование формой сигнала Структурированные последовательности Когерентные схемы Некогерентные схемы Блочные коды Сверточные коды Турбокоды Уплотнение/Множеатвенный доступ Рааширениеслектра Синхронизация Рис. 2 1. Основные преобразования цифровой связи Знаковое кодирование Дискретизация Квантование Импульсно-каравая модуляция(РОМ) Кодирование с предаказанием Блочное кодирование кодирование леременнойдпины Синтетическое/ аналитическое кодирование Сжатие без потерь Сжатие с потерями Сигналы РСМ (коды канала) Беэ возврата к нулю (М Й2) С возвратам к нулю (82) Фазовое кодирование Многоуровневое бинарное кодирование М-арная импульсная модуляция РАМ, РРМ, РОМ Оценка последовательности с максимальным правдоподобием (М(ВЕ) Выравнивание с помощью фильтров Трансверсальные эквалайзеры или эквалайзеры а обратной сввзью по реиюнню Заданное нли адаптивное выравнивание Символьное ипн фракционное разделение Шифрование р Блочное Шифрование потока данных 2.2.
Форматирование текстовой информации (знаковое кодирование) Изначально большинство передаваемой информации (исключением является только информационный обмен между двумя компьютерами) имеет текстовую или аналоговую форму. Если информация является буквенно-цифровым текстом, то используется один из нескольких стандартных форматов — методов знакового кодирования: АЗСП (Атепсап Згапдагг! Сойе Гог !пГогшайоп !пгегс)запйе — Американский стандартный код для обмена инФормацией), ЕВС!)1С (Ехгепдед В!лагу Седей Вес!ша! !в!его)запйе Себе — расширенный двоичный код обмена информацией), код Бодо, код Холлерита и др.
Таким образом, текстовый материал преобразовывается в цифровой формат. На рис. 2.3 показан формат АВСП, а на рис. 2.4 — формат ЕВС01С. Двоичные числа определяют порядок последовательной передачи, причем двоичная единица является первой сигнальной посылкой. Знаковое кодирование, следовательно, является этапом преобразования текста в двоичные цифры (биты).
Иногда существующие знаковые коды модифицируются для удовлетворения специфических требований. Например, 7-битовый код АЗСП (рис. 2.3) может включать дополнительный бит, облегчающий выявление ошибок (см. главу б). С другой стороны, иногда код укорачивается до 6-битовой версии„ кодирующей только б4 знака, а не !28, как 7-битовый код АЗСП. 2.3. Сообщения, знаки и символы Текстовые сообщения состоят из последовательности буквенно-цифровых знаков. При цифровой передаче знаки вначале кодируются в последовательность битов, которая называется яогяоком бигяов, или видеосигналом. После этого формируются группы из Гг бит, именуемые символами, причем число всех символов конечно (М= 2'), а их совокупность называется алфавигяом. Система, использующая символьный набор размера М, называется М-арией.
Выбор величины 1: или М есть важным первоначальным этапом проектирования любой цифровой системы связи. При к= ! система является бинарной, размер набора символов равен М = 2, а модулятор использует один из двух различных сигналов для представления двоичного значения "один", а другой — для представления двоичного значения "нуль". В этом частном случае символ и бит — это одно и то же. При 1=2 система именуется четверячной, или 4-уровяевой (М=4). В каждый момент формирования символа модулятор использует один из четырех возможных сигналов для представления символа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
