Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 24
Текст из файла (страница 24)
2.21, в. Вместо того чтобы описывать этот сигнал как последовательность импульсов н их отсутствий (униполярное представление), мы можем описать его как последовательность переходов между двумя ненулевыми уровнями (биполярное представление). Если сигнап находится на верхнем уровне напряжения, он представляет двоичную единицу, а если на нижнем — двоичный нуль. 1 О О 1 0 1 1 О 1 ', 0 1 1 Интервал Т ) оевнтОЕЛВЧН Интеовал леоелачн кодового слова а) б] 0 т зт зт ат зт бт тт ат ят 10т 11т в) Рис. 22) Пример лредставления двоичных ци4р в 4орме сигналов: а) иоследовательность РС))Г; д) иниульсное иредставление лоследовательности РСд)Г в) имлульсиыд сигнал 1'лереход между двумя уровнями) При применении импульсной модуляции к недвоичному символу получаем сигнал, называемый М-арным имлульсно-модулированным; сушествует несколько типов таких сигналов. Описываются они в разделе 2.8.5, особое внимание уделяется амплитудно- импульсной молуляции (рц15е-жпрйшде шодц!айоп — РАМ).
На рис. 2.1 в выделенном блоке "Передача видеосигналов*' показана базовая классификация сигналов РСМ и гьг=арных импульсных сигналов. Сигналы РСМ делятся на четыре группы. 1. Без возврата к нулю (попгешгп-10-лего — ХКУ) 2. С возвратом к нулю (гегцпт-10-лего — КУ) 3. Фазовое кодирование 4. Многоуровневое бинарное кодирование Самыми используемыми сигналами РСМ являются, пожалуй, сигналы в кодировках ХКУ.. Группа кодировок ХКг.
включает следуюшие подгруппы: ХКг:Е (1.= !ече! — уровень), ХВХ-М (М = гпаг)г — метка) и ХКл.-б (Б = зрасе — пауза). Кодировка хкУ,-1. (попгепцп-го-хего 1ече! — без возврата к нулевому уровню) широко используется в цифровых логических схемах.
Двоичная единица в этом случае представляется одним уровнем напряжения, а двоичный нуль — другим. Глава 2, Форматирование и низкочастотная модуляция 1 О 1 1 О О О 1 1 О 1 +У +У униполярная НЕ О +У Биполярная 1зе О +У Я2-АМ1 О В!-Ф-ь +У В!-Ф-В Модуляция +У задержки у +У Дикодная НИХ -У +У Дикодная дЕ О -У О т ат зт ат вт ат Тт ат вт10т Рис. 2.22 Различные сигналы РГУг( Изменение уровня происходит всякий раз при переходе в последовательности передаваемых битов от нуля к единице нли от единицы к нулю.
При использовании кодиРовки ЯКЕ-М двоичная единица, или мел!ха (шаг)г), представляется изменением уровня, а нуль, илн пауза (зрасе), — отсутствием изменения уровня. Такая кодировка часто называется дифференциальной. Применяется кодировка ХКг.-М преимущественно при записи на магнитную ленту. Кодировка ХКХ-Б является обратной к кодировке 1'(КХ-М: двоичная единица представляется отсутствием изменения уровня, а двоичный нуль — изменением уровня. Группа кодировок К2 включает униполярную кодировку К2, биполярную кодировку КЕ и кодировку КХ-АМ1.
Эти коды применяются при низкочастотной передаче данных и магнитной записи. В уннполярной кодировке КХ единица представляется наличием импульса, длительность которого составляет половину ширины бита, а 2.8. Низкочастотная передача нуль — его отсутствием. В биполярной кодировке ГсХ единицы и нули представляются импульсами противоположных уровней, длительность каждого из которых также составляет половину ширины бита. В каждом интервале передачи бита присутствует импульс.
Кодировка КХ-АМ! (АМ! = а!сегпасе щаг)с !пчегз!оп — с чередованием полярности) — это схема передачи сигналов, используемая в телефонных системах. Единицы представляются наличием импульсов равных амплитуд с чередующимися полярностями, а нули — отсутствием импульсов, Группа фазового кодирования включает следующие кодировки: Ьс-ф-Ь (Ьс-рйазе-!ече!— двухфазный уровень), более известная как манчестерское кодирование (Мапсйезсег епсойпй); Ьс-ф-М (Ь1-рЬазе-шаг)с); Ь1-ф-б (Ь1-рйазе-яраса); и модуляция задержки (сне)ау шос!ц!ас!оп — ПМ), или кодировка Мюивра.
Схемы фазовых кодировок используются в системах магнитной записи и оптической связи, а также в некоторых спутниковых теле- метрических каналах передачи данных. В кодировке Ьс-ф-1. единица представляется импульсом, длительностью в половину ширины бита, расположенным в первой половине интервала передачи бита, а нуль — таким же импульсом, но расположенным во второй половине интервала передачи бита. В кодировке Ьс-ф-М в начале каждого интервала передачи бита происходит переход. Единица представляется вторым переходом в середине интервала, нуль — единственным переходом в начале интервала передачи бита. В кодировке Ь1-ф-Б в начале каждого интервала также происходит переход. Единица представляется этим единственным переходом, а для представления нуля необходим второй переход в середине интервала.
При модуляции задержки [4) единица представляется переходом в середине интервала передачи бита, а нуль — отсусствием иных переходов, если за ним не следует другой нуль. В последнем случае переход помещается в конец интервала передачи первого нуля. Приведенные объяснения стануг понятнее, если обратиться к рис. 2.22. Многие двоичные сигналы для кодировки двоичных данных используют три уровня, а не два. К этой группе отноопся сигналы в кодировках Гсв- и ГсУ.-АМ1. Кроме того, сюда входят схемы, называемые дигсаднай (сйсоде) и двубинарнвй кодировкой (с)цоЬ!пасу). При дикодной кодировке ЯКУ, переходы в передаваемой информации ог единицы к нулю и от нуля к единице меняют полярность импульсов; при отсутствии переходов передается сигнал нулевого уровня.
При дикодной кодировке КХ переходы от единицы к нулю и от нуля к единице вызывают изменение полярности, длительностью в половину интервала импульса; при отсутствии переходов передается сигнал нулевого уровня. Подробнее трехуровневые двубинарные схемы передачи сигналов рассмотрены в равеле 2.9. Может возникнуть вопрос, почему так много различных сигналов РСМ? Неужели так много уникальных приложений требуют разнообразных кодировок для представления двоичных цифр? Причина такого разнообразия заключается в отличии производительности, которая хараксеризует каждую кодировку [5[. При выборе кодировки РСМ внимание следует обращать на следующие параметры.
1. Постоянная составляющая. Удаление из спектра мощностей постоянной составляющей позволяет системе работать на переменном токе. Системы магнитной записи или системы, использующие трансформаторную связь, слабо чувствительны к гармоникам очень низких частот. Следовательно, существует вероятность потери низкочастотной информации. 2. Автасинхранизацив.
Каждой системе цифровой связи требуется символьная или битовая синхронизация. Некоторые кодировки РСМ имеют встроенные функции синхронизации, помогающие восстанавливать синхронизирующий сигнал. Например, манчестерская кодировка включает переходы в середине каждого интер- Глава 2. Форматирование и низкочастотная модуляция вала передачи бита, вне зависимости от передаваемого знака. Этот гарантированный переход и может использоваться в качестве синхронизирующего сигнала. 3. Выявление ошибок. Некоторые схемы, такие как двубинарная кодировка, предлагают средство выявления информационных ошибок без введения в последовательность данных дополнительных битов выявления ошибок.
4. Сжатие волосы. Такие схемы, как, например, многоуровневые кодировки, повышают эффективность использования полосы, разрешая уменьшение полосы, требуемой для получения заданной скорости передачи данных; слеловательно, на единицу полосы приходится больший объем передаваемой информации. 5. Дифференциальное кодирование. Этот метод позволяет инвертировать полярность сигналов в дифференциальной кодировке, не затрагивая при этом процесс детектирования данных. Это большой плюс в системах связи, в которых иногда происходит инвертирование сигналов. (Дифференциальная кодировка подробно рассмотрена в главе 4, раздел 4.5.2.) 6. Помехоустойчивость. Различные типы сигналов РСМ могут различаться по вероятности появления ощибснных битов при данном отношении сигнал/щум.
Некоторые схемы более устойчивы к шумам, чем другие. Например, сигналы в кодировке ЯКЕ имеют лучшую достоверность передачи, чем сигналы в униполярной кодировке КЕ. 2.8.3. Спектральные параметры сигналов РСМ Наиболее распространенными критериями, используемыми при сравнении кодировок РСМ и выборе подходящего типа сигнала из многих доступных, являются спектральные характеристики, возможности битовой синхронизации и выявления ошибок, устойчивосп к интерференции и помехам, а также цена и сложносп реализации.
Спектральные характеристики некоторых распространенных кодировок РСМ показаны на рис. 2.23. Здесь изображена зависимость спектральной плотности мощности (измеряется в Вт/Гц) от нормированной ширины полосы, И7; где И' — ширина полосы, а Т вЂ” длительность импульса Произведение )УТ часто называют базой сигнала. Поскольку скорость передачи импульсов или сигналов Рч обратна Т, нормированную ширину полосы можно также выразить как 1Утй,. Из последнего выражения видно, что нормированная ширина полосы измеряется в терц/(импульс/с) или в герц/(символ/с).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
