В.Н. Васюков - Теория электрической связи (1266498), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Целью кодирования может быть также согласованиеформы передаваемого сообщения с каналом связи. Примером последнего служит кодирование цифробуквенного телеграфного сообщения кодом Морзе. Совокупность всех кодовых символов данного кода называется кодовым алфавитом. Количество символов вкодовом алфавите называют основанием кода.
Например, код Морзе имеет основание 3. Код Бодо, алфавит которого состоит из символов 0 и 1, имеет основание 2.Обычно один символ исходного сообщения (например, буква втелеграфном сообщении) заменяется последовательностью кодовых символов (кодовой комбинацией, кодовым словом). Кодом называется совокупность всех допустимых кодовых комбинаций. Если каждый символ сообщения заменяется при кодированииодинаковым количеством кодовых символов (т.е. все кодовые слова имеют равную длину), то код называется равномерным, иначе –неравномерным.
Длину кодовой комбинации равномерного коданазывают его разрядностью.aИСbц (t )Кu (t )МЛСabц (t )z (t )ДМДКПСРис. 1.3. Упрощенная структура дискретной системы связис кодированием5Часто кодер и декодер конструктивно объединяются в одно устройство, называемое кóдеком.6Используются также термины сжатие и статистическое кодирование.111.1. Общие сведения о системах электрической связиС кодированием не следует путать шифрование сообщений,иногда применяемое в современных системах связи. Цель шифрования состоит в предотвращении несанкционированного извлеченияили преднамеренного изменения информации.
При зашифрованиипроизводится замена открытого сообщения шифрограммой (шифртекстом), а при расшифровании происходит обратное преобразование. Шифрование выполняется до преобразования сообщения впервичный сигнал или в кодовую последовательность.Таким образом, для модуляции в зависимости от сложностисистемы применяется первичный сигнал или последовательностькодовых символов. В качестве переносчика часто используют гар) , которое имеет три параметра:моническое колебание A cos( tамплитуду A , круговую частоту 2 f и начальную фазу .
Поэтому возможны три вида модуляции гармонического переносчикааналоговым сигналом: амплитудная модуляция (АМ), частотнаямодуляция (ЧМ) либо фазовая модуляция (ФМ)7, рис. 1.4.Во многих случаях роль переносчика в системах связи играетпериодическая последовательность импульсов одинаковой формы(часто импульсы считают в первом приближении прямоугольными8). При заданной форме импульсов последовательность характеризуется амплитудным (пиковым) значением, длительностью импульсов и периодом повторения. Поэтому при аналоговомпервичном сигнале различают:– амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), при которой позакону изменения первичного сигнала изменяется амплитуда импульсов;– широтно-импульсную модуляцию (ШИМ), при которой изменяется длительность («ширина») импульсов9;u(t )uu((tt) )tuu((tt) )u ((tt) )uttttабвгРис.
1.4. Несущее гармоническое колебание (а) и получаемые на егооснове модулированные сигналы: АМ (б), ЧМ (в) и ФМ (г)7Два последних вида модуляции часто объединяют под общим названием угловаямодуляция.8Как станет ясно в дальнейшем, строго прямоугольные импульсы на практикеполучить невозможно.9ШИМ также называют ДИМ, от слова длительность.121. ВВЕДЕНИЕ. СИСТЕМЫ СВЯЗИ, СИГНАЛЫ, КАНАЛЫ СВЯЗИ– времяимпульсную модуляцию (ВИМ), при которой изменяется время задержки импульсов относительно среднего положения;– частотно-импульсную модуляцию (ЧИМ), когда в такт с первичным сигналом изменяется частота следования импульсов.Широко применяют также модуляцию гармонического колебания квантованным (цифровым) первичным сигналом.
Различаюттри вида дискретной (цифровой) модуляции (манипуляции): амплитудную (ДАМ, ЦАМ), частотную (ДЧМ, ЦЧМ) и фазовую(ДФМ, ЦФМ), рис. 1.5. Участок манипулированного сигнала, в течение которого модулируемый параметр постоянен, называетсяэлементарной посылкой, или просто посылкой.Колебание при дискретной модуляции характеризуют технической скоростью (скоростью модуляции, скоростью телеграфирования), равной количеству элементарных посылок в секунду. Единицей измерения скорости модуляции является бод10 (1 бодсоответствует одной посылке в секунду).Наиболее важными показателями качества систем связи являются достоверность и помехоустойчивость. Достоверность дискретных систем связи определяется вероятностью безошибочногоприема сообщения или отдельной посылки.
Достоверность системпередачи непрерывных сообщений часто характеризуется среднимквадратом ошибки 21T2 b(t ) b (t ) dt ,T0где T – время наблюдения сигнала.Помехоустойчивость системы связи характеризуют отношением средних мощностей сигнала и помехи, при котором обеспечивается заданная достоверность.u (t )u (t )tu (t )ttРис.
1.5. Виды дискретной модуляции (манипуляции) гармоническогоколебания: ДАМ (а), ДЧМ (б), ДФМ (в)10Назван в честь Ж.М.Э. Бодо (1845 – 1903) – известного французского инженера.1.2. Сигналы и помехи13Демодуляция заключается в восстановлении первичного сигнала по принятому искаженному колебанию, а декодирование – ввосстановлении дискретного сообщения по демодулированномусигналу. Часто перед демодуляцией применяют дополнительноепреобразование с целью повышения достоверности (уменьшениявероятности ошибки). Такое преобразование называют обработкой.
Оптимальной называется обработка, обеспечивающая наивысшую достоверность решения. Если оптимальная обработка оказывается слишком сложной и/или дорогостоящей, применяютквазиоптимальную (субоптимальную) обработку, которая проще идешевле и при этом обеспечивает достоверность, близкую к предельной. Часто квазиоптимальная обработка представляет собойфильтрацию принятого колебания с целью подавления помех.1.2. СИГНАЛЫ И ПОМЕХИОбщий подход к разработке и проектированию современныхтехнических систем, в том числе систем связи, заключается в получении оптимальных или хотя бы субоптимальных техническихрешений.
Такие решения, как правило, не могут быть полученыэмпирическим путем, для этого необходимо располагать соответствующими теоретическими, т.е. математическими, методами.Теория сигналов представляет собой математическую теорию,описывающую с единых позиций все многообразие электрическихсигналов, применяемых в проводной и радиосвязи, радио- и телевизионном вещании, радиолокации и радионавигации, автоматикеи телемеханике, глобальных и локальных компьютерных сетях и вомногих других областях техники.В настоящее время в технике используется множество различных сигналов, которые классифицируются по различным признакам, связанным со свойствами функций, описывающих сигналы.Аналоговые (континуальные) и дискретные сигналы различаются по типу независимой переменной (чаще всего это время).Аналоговый сигнал x (t ) описывается функцией непрерывной переменной, принимающей значения, например, из множества вещественных чисел t (хотя сама функция при этом может содержать разрывы – скачки), а дискретный сигнал x[n] – функциейдискретной переменной (аргумент, принимающий дискретныезначения, принято заключать в квадратные скобки).
В качестведискретного времени обычно рассматривают целочисленную переменную n , принимающую всевозможные целые значения141. ВВЕДЕНИЕ. СИСТЕМЫ СВЯЗИ, СИГНАЛЫ, КАНАЛЫ СВЯЗИn , , а дискретный сигнал называют последовательностью.Примеры аналогового и дискретного сигналов представлены графиками на рис. 1.6. Необходимо отметить, что дискретный сигналобычно изображают графиком со сплошной осью абсцисс, но существует этот сигнал лишь в дискретном множестве еѐ точек.x(t)x[n]tnабРис. 1.6. Аналоговый сигнал (а) и дискретный сигнал (б)Импульсным называется аналоговый сигнал, определенный нанепрерывной временнóй оси, но отличный от нуля лишь на ограниченном еѐ участке (носителе сигнальной функции)11.
Различаютвидеоимпульсы, описываемые функциями, не меняющими знака впределах носителя, или меняющими его всего несколько раз, атакже радиоимпульсы, меняющие знак многократно (рис. 1.7). Радиоимпульс можно представить в виде произведения видеоимпульса (называемого в этом случае огибающей радиоимпульса) игармонического несущего колебания.Скалярные и векторные сигналы различаются размерностьюфункций, которые их описывают. В некоторых случаях используются комплексные сигналы, принимающие значения из поля комплексных чисел. Комплексные числа являются скалярами, хотяиногда их удобнее представлять векторами на так называемойкомплексной плоскости.Многомерные сигналы, в отличие от одномерных, описываютсяфункциями многих переменных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
