Литература
|
Скачать 1.64 Mb.
|
Дискретные сигналы и их обработка. Основными дискретными сигналами в каналах связи с ВС являются сигналы телеграфные и передачи данных (ПД). Данные — это информация, представленная в формализованном виде, позволяющем ее передавать или обрабатывать с помощью технических средств. Представление дискретных сигналов. Телеграфные сигналы и сигналы ИД обычно имеют вид последовательности двуполярных или однополярных прямоугольных импульсов. С помощью телеграфных сигналов осуществляется передача телеграфных сообщений между ВС и наземными диспетчерскими пунктами. Сигналы данных передают информацию, обработанную ЭВМ, например, в канале межмашинного обмена между ЭВМ бортовой и в диспетчерских пунктах. Дискретные сигналы могут быть узко- и широкополосными. В узкополосных сигналах база сигнала Вс ≈ 1, а в широкополосных Вс >> 1. Дискретные сигналы могут отличаться друг от друга разными качественными признаками, например, полярным, амплитудным, временным, частотным. Эти признаки и положены в основу кодирования сигналов. Кодирование сигналов и их модуляция являются основными процессами при преобразовании сообщения в сигнал. При кодировании сообщение представляется в виде чисел. Любое число можно закодировать:  (2.3.)где а – коэффициенты разряда кода; m – его основание; n – разряд. В электрической связи наибольшее применение находит двоичная система кодирования с n = 8. Такой код называют двоичным восьмиразрядным. Используя его, можно передавать N = 28 = 256 чисел или знаков. Электрический сигнал, передаваемый в течение определенного отрезка времени и соответствующий одному разряду кода, называют единичным элементом, а длительность его передачи – единичным интервалом. Совокупность разрядов кода, соответствующих числу передаваемого сообщения, называют кодовым словом. Количество информации I, содержащейся в одном единичном элементе кодовой комбинации при равной вероятности передачи каждого из N знаков: I =log2m. При m = 2, I = 1 – этот единичный элемент называют битом; при m = 4, I = 2 бит – единичный элемент называют дибитом; при m = 8, I = 3 бит – трибит; при m= 16, I = 4 – квадрабит. Модуляция состоит в преобразовании последовательности передаваемых знаков в последовательность элементов сигнала. Если носителем сообщений является постоянный ток, то модулируемой величиной может быть сила тока или его направление (+1, —1). При передаче сообщений последовательностью прямоугольных импульсов изменяется их амплитуда, ширина, частота следования или фаза. Если переносчиком сообщений является переменный синусоидальный ток, то модулируются его амплитуда, частота или фаза. Обратное преобразование, т. е. выделение из принятого модулированного сигнала кодового слова, называют демодуляцией. В дуплексных каналах модулирующие и демодулирующие устройства объединяются в единое целое – модем. Основные характеристики дискретных сигналов. Основными характеристиками дискретных сигналов, соответствующих сообщениям различной природы и носящих случайный характер, являются энергетический спектр и функция автокорреляции. Эти характеристики подробно рассматриваются в курсе «Теория информации и передачи сигналов». Основными физическими характеристиками дискретных так же, как и аналоговых сигналов, являются длительность τ0, ширина спектра сигнала Δf, динамический диапазон D и общая характеристика – объем сигнала Vс. Длительность сигнала τ0 характеризует время его существования и определяется технической скоростью передачи VТ (скорость модуляции), измеряемой в бодах (числом единичных элементов в секунду). Эти параметры связаны простым соотношением VТ = 1/τ0. Необходимо различать и информационную скорость передачи Vи, которая определяется средним количеством передаваемой информации в двоичных единицах за 1 с (бит/с), т. е. Vи = Iср/τ0ср, где τ0ср – средняя длительность единичного элемента. Максимально возможная скорость передачи информации называется пропускной способностью канала Сmах = Imах /τ0 min. В двоичном канале, где каждый единичный элемент переносит информацию, Сmах = VТ. В реальных каналах связи часть элементов не используется для передачи информации, т. е. Сmах< <VТ. При передаче же по каналу многопозиционных сигналов с основанием кода ≥ 2 Сmах > VТ. Ширина спектра сигнала Δf характеризует диапазон частот, в котором сосредоточена основная энергия и который определяет минимальную полосу частот, необходимую для передачи сигнала с допустимыми искажениями. Однако при определении минимальной полосы частот необходимо учитывать то, что для передачи последовательности прямоугольных импульсов без искажений необходима бесконечно широкая полоса частот. При ограничении полосы частот в канале связи, имеющем характеристики фильтра нижних частот, замедляется рост амплитуды при AM, частоты при ЧМ, фазы при ФМ. Это приводит к искажению прямоугольных импульсов. Максимальная скорость модуляции зависит от длительности переходного процесса в канале связи. Если на вход канала подать последовательность прямоугольных импульсов, то начиная с определенной скорости модуляции, становится трудно различать соседние импульсы. Если полоса частот канала ограничена частотой fгр = 1/2τ0, то возникающие искажения приводят к взаимному перекрытию соседних импульсов. Такие искажения называют межсимвольными. Для исключения этих искажений надо, чтобы максимальное значение технической скорости было VTmах = 2fгр для передачи последовательности прямоугольных импульсов и однополосных сигналов с AM, ЧМ и ФМ. Эти условия получили название пределов Найквиста. Они справедливы тогда, когда единичный элемент сигнала несет 1 бит информации. В реальных каналах длительность переходных процессов больше рассчитываемой, и передаваемые импульсы дополнительно искажаются вследствие краевых искажений, дроблений и внешних помех. Поэтому для практических целей пределы Найквиста уменьшаются в первом случае до Вmах = 1,4 Δf, а во втором до VTmах = 0,75 Δf, где Δf – ширина полосы частот канала. Динамический диапазон сигнала D(дБ) определяется как логарифм отношения наибольшей мгновенной мощности Рmах к наименьшей мощности Pmin, допустимое значение которой определяется мощностью помех Рп (Рmin>Рп), т.е: D = 10lg (Pmах /Pmin). (2.4.) Под Рmах обычно понимают значение мгновенной мощности сигнала, вероятность превышения которого достаточно мала, например равна 0,01. Длительность сигнала, ширина спектра и динамический диапазон объединяются в общей характеристике – объеме сигнала Vc = Δf Dτ0. Объем сигнала является важным параметром, а его необходимо согласовывать с объемом канала. Для обеспечения передачи без искажений объём сигнала не должен превышать объём канала. Кодирование дискретных сигналов. Различают эффективное (статистическое) кодирование дискретных сигналов и помехоустойчивое (корректирующее) кодирование. Эффективное кодирование предназначено для уменьшения избыточности в исходном сообщении и увеличения скорости передачи информации. Такое кодирование выполняется обычно самим преобразователем сообщения в сигналы, например передающей частью телеграфного аппарата. Целью помехоустойчивого кодирования является повышение верности передачи информации путем обнаружения или исправления ошибок. Процесс кодирования при этом заключается в преобразовании первичных кодов в корректирующие коды, которые отличаются от обычных тем, что не все возможные кодовые комбинации передаются в канал связи. Передаются лишь кодовые комбинации, обладающие корректирующим свойством. Их называют разрешенными. Классификация помехоустойчивых кодов. В зависимости от выбора признаков известны различные классификации кодов. Чаще всего основным признаком является структурная характеристика кодов. Согласно этой классификации все коды, передаваемые по каналам связи, делятся на помехо- и непомехоустойчивые. Помехоустойчивые коды позволяют обнаруживать и исправлять ошибки. Различают помехоустойчивые коды блочные и непрерывные. В блочных кодах каждая часть сообщения имеет свой блок с одинаковым или разным числом битов. Форматы передачи данных относятся к блочным кодам. В непрерывных кодах сообщение делится на блоки. Блочные коды разделяют на равномерные и неравномерные. В равномерных кодах каждому передаваемому знаку соответствует одинаковое число битов, а в неравномерных – различное. Равномерные коды находят наибольшее применение в сетях передачи данных и телеграфных сообщений. К ним относятся пятиразрядный международный телеграфный код МТК-2, восьмиразрядный код передачи данных и др. Примером неравномерных кодов являются коды Морзе и статистические. В последних число битов для передачи знака определяется с учетом вероятности появления данного знака в сообщении, поэтому статистические коды называют оптимальными, хотя из-за сложности реализации они не находят широкого применения. Равномерные коды делят на разделимые и неразделимые. В разделимых кодах каждый блок всегда занимает определенное место, а в неразделимых — любое. Разделимые коды различают систематические и несистематические. В систематических (или линейных) кодах любая разрешенная кодовая комбинация может быть получена в результате линейной операции с другими линейно-независимыми разрешенными кодовыми комбинациями. Такой операцией является, например, сложение по модулю два. Несистематические коды таким свойством не обладают. Систематические коды могут быть циклическими и нециклическими. В циклических кодах все разрешенные кодовые комбинации получаются циклическим сдвигом одной или нескольких исходных комбинаций. Циклические коды составляют основную группу помехоустойчивых кодов. В зависимости от способности обнаруживать и исправлять ошибки циклические коды делят на коды, обнаруживающие и исправляющие одно- и многократные независимые ошибки, и на коды, обнаруживающие и исправляющие пачки или пакеты ошибок. Однократные независимые ошибки указывают на ошибку одного бита передаваемых данных, расположенного в любом месте кода, а многократные независимые ошибки – на ошибки нескольких битов, произвольно расположенных в кодовой комбинации. Такие ошибки характерны для низких и средних скоростей передачи данных. Для средних и высоких скоростей передачи данных чаще всего встречаются искажения пачек ошибок. Например, при скорости передачи 2400 бит/с импульсная помеха в канале связи длительностью в 1 мс приводит к искажению трех битов (2; 4 бита). Компаундные коды являются комбинацией кодов, исправляющих независимые ошибки и пачки ошибок. Основными в системах передачи данных являются коды, обнаруживающие и исправляющие одно- и многократные независимые ошибки, а также пачки ошибок и компаундные коды. Принципы помехоустойчивого кодирования. Обычно число разрядов в кодовой комбинации определяется числом знаков N и основанием кода m. Для передачи 32 знаков русского алфавита двоичным кодом необходима длина кодовой комбинации n = log232 = 5. Каждая кодовая комбинация представляет собой какой-то знак, т. е. является разрешенной. При возникновении ошибки разрешенная кодовая комбинация переходит в другую. Помехоустойчивое кодирование достигается введением избыточности в число передаваемых знаков N, т. e. увеличением числа разрядов в кодовой комбинации. Тогда кодовая комбинация состоит из двух частей: информационной (k) и проверочной (r) – n = k + г. Информационная часть кодовой комбинации создает подмножество разрешенных кодовых комбинаций, а проверочная — подмножество запрещенных кодовых комбинаций N = Nk + Nr. Число разрешенных кодовых комбинаций, которые передают информацию Nk = 2k = 2n-r, т.е. число разрешенных кодовых комбинаций в 2r раз меньше общего числа кодовых комбинаций. Помехоустойчивое кодирование позволяет обнаруживать и исправлять ошибки. Ошибка обнаруживается в том случае, когда принятая кодовая комбинация является запрещенной. В каналах связи ЭВМ обнаружение ошибки осуществляется проверкой принятой кодовой комбинации на четность. Для этого разряд кода увеличивается на единицу: n = к + 1. Число кодовых комбинаций увеличится в 2 раза, и их можно разделить на две группы: Nk с четным весом (четное число единиц в кодовой комбинации) и Nr с нечетным. Если принятая кодовая комбинация имеет четный вес, то она считается разрешенной, а в противном случае запрещенной. Проверка на четность позволяет обнаруживать однократные ошибки в кодовых комбинациях. Обнаружение и исправление ошибки состоит в отождествлении принятой искаженной комбинации с ближайшей разрешенной. Если, например, кодовые комбинации трехразрядного двоичного кода разделить на две группы (001, 000, 101,011) и (110, 010, 100, 111) и для передачи сообщений использовать только первые кодовые комбинации каждой группы, то при однократной ошибке искаженная кодовая комбинация останется в своем подмножестве и сообщение будет принято без искажения. Для обнаружения и исправления ошибок кодовые комбинации должны иметь максимальное число различных разрядов. Минимальное число разрядов, на которое различаются две кодовые комбинации, называют кодовым расстоянием. Оно определяется путем сложения кодовых комбинаций по модулю 2:  (2.5)где xip — p-й элемент i-й кодовой комбинации; xjp — p-й элемент j-й кодовой комбинации. Для обнаружения ошибок кратностью t0 кодовое расстояние d0 > > t0 + 1, а для обнаружения и исправления ошибок кратностью tи кодовое расстояние dи ≥ 2tи + 1. Число проверочных разрядов связано с кодовым расстоянием сложной зависимостью. Чем больше кодовое расстояние, тем больше должно быть проверочных разрядов. Для практических целей число проверочных разрядов определяется типом применяемого корректирующего кода. Принципы построения циклических кодов. В циклических кодах все разрешенные кодовые комбинации получаются путем циклического сдвига одной или нескольких исходных разрешенных кодовых комбинаций. Например, при циклическом сдвиге влево кодовой комбинации 10001110 получается другая кодовая комбинация, принадлежащая этому же подмножеству разрешенных кодовых комбинаций. Циклические коды обычно представляют в виде полинома или задающей матрицы. В первом случае:  где а — коэффициент равен 1 или 0 в зависимости от наличия данного разряда в кодовой комбинации. Для кодовой комбинации 10001110 полином:  Циклический сдвиг кодовой комбинации эквивалентен умножению полинома на х: X  В полиноме длиной n его степень не может превышать n – 1, поэтому по физическому смыслу аn-1xn = 1 и: X  Принцип обнаружения ошибки состоит в том, что в качестве разрешенных кодовых комбинаций G(х) принимают такие, которые делятся без остатка на образующий полином Р(х). Если при передаче полином будет искажен, то в приемнике при делении его на Р(х) будет остаток. По анализу этого остатка определяется и исправляется ошибка. |
Похожие:
 |
Литература: Основная литература Терапевтическая стоматология: Учебник.... Фгбоу во «волгоградский государственный медицинский университет» министерства здравоохранения российской федерации |
|
Литература по курсу этнология основная литература >а. Учебники и учебные пособия Садохин А. П. Этнология. Учебное пособие. М. (Есть уже четыре издания в разных издательствах Москвы, выпущенные в разные годы) |
 |
Литература программы подготовки специалистов среднего звена по специальности... Программа учебной дисциплины од. 01. 09 «Литература» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта... |
|
Рабочая программа предмета «Литература» Разработана на основе программы: Беленький Г. И. Литература. Рабочие программы 5-9 классы: пособие для учителей общеобразовательных... |
|
Литература, рекомендованной фгау «фиро» Комплект контрольно-оценочных средств по «Литературе» разработан на основе примерной программы дисциплины Литература, рекомендованной... |
|
Литература по курсу «Методы геоморфологических исследований» Литература... Геоморфология / С. В. Болтграмович, А. И. Жиров, А. Н. Ласточкин, и др.; Под ред. А. Н. Ласточкина и Д. В. Лопатина. – М.: Издательский... |
|
Литература: поэтика и нравственная философия краснодар 2010 удк 82.... Кубанского государственного университета. Адресуется профессиональным и стихийным гуманитариям, видящим в словесности силу, созидающую... |
|
Литература 1 Основная литература Основы генетической инженерии и биотехнологии Основы генетической инженерии и биотехнологии / под ред. Ю. А. Горбунова. – Ивц минфина, 2010. – 288 с |
|
Методические рекомендации по выполнению практических работ по учебной... Перечень практических занятий по дисциплине «Русский язык и литература. Русский язык» |
|
Методические указания по выполнению практических работ по одп. 11... Государственным образовательным Стандартом среднего профессионального образования по специальности, утвержденным Министерством образования... |
|
Инструктивно-методическое письмо «О преподавании учебного предмета... «О преподавании учебного предмета «Официальный (русский) язык и литература» в 2016/17 учебном году |
|
Рабочая программа учебной дисциплины оуд. 01 Русский язык и литература... Рабочая программа учебной дисциплины «Русский язык и литература» разработана на основе Примерной рабочей программы, рекомендованной... |
|
Учебной дисциплине русский язык и литература I раздел Русский язык... Над рекой висели два моста, и каждый из них был по-своему красив. (Б.)И изменчивая, непрочная красота их казалась более вечной, чем... |
|
Учебной дисциплине русский язык и литература I раздел Русский язык... Над рекой висели два моста, и каждый из них был по-своему красив. (Б.)И изменчивая, непрочная красота их казалась более вечной, чем... |
|
Литература по теме «смертность от дорожно-транспортных происшествий» Рекомендуемая литература по теме «смертность от дорожно-транспортных происшествий» |
|
Литература Заключение |