- •Основы теории передачи данных
- •Лекция 1 История развития техники передачи дискретных сообщений
- •Особенности систем дискретной связи
- •Структурная схема системы передачи дискретной информации
- •Виды систем передачи дискретной информации
- •Понятие кодирования
- •Основные понятия в области кодирования
- •Параметры кодов
- •Классификация кодов
- •Стандартные первичные коды
- •1. Стандартный пятиэлементный код
- •2. Стандартный семиэлементный код
- •Лекция 2 Понятие о дискретной модуляции
- •Основные понятия дискретной модуляции
- •Виды дискретной модуляции
- •1. Виды параметрической модуляции. Несущий сигнал - постоянный ток
- •Несущий сигнал - переменный ток
- •2. Относительная модуляция
- •Способы увеличение пропускной способности канала с использованием свойств дискретной модуляции
- •Прохождение дискретного канала по каналу связи Общие сведения о линиях и каналах связи
- •Проводные и кабельные каналы
- •Радиолинии и радиоканалы
- •Перспективные типы линий и каналов
- •Способы передачи сигнала по каналу связи
- •Сочетание последовательного и параллельного методов передачи сигнала по каналу связи
- •Распределители. Основные характеристики
- •Лекция 3 Общие сведения о каналах связи для передачи дискретных данных
- •Способы повышения пропускной способности канала связи
- •Скорость передачи дискретной информации
- •Виды помех в канале связи
- •Механизм появления искажений импульсов
- •Классификация искажений
- •Характеристика искажений преобладания
- •Характеристика характеристических искажений
- •Характеристика случайных краевых помех
- •Закон распределения вероятностей искажений
- •Лекция 4 Прием элементов дискретных сигналов Понятие регистрации сигнала
- •Метод стробирования
- •Интегральный метод регистрации
- •Понятие об ошибках. Поток ошибок
- •Классификация ошибок
- •Коэффициенты ошибок
- •Расчет вероятности ошибок
- •Математические модели ошибок
- •Общие сведения об измерении искажений и ошибок
- •Методика измерения искажений
- •Методика измерения ошибок
- •Лекция 5 Методы повышения верности передачи дискретных данных
- •Избыточность сигналов дискретной информации
- •Методы повышения верности передачи дискретных данных в системах без обратной связи
- •Методы повышения верности передачи дискретных данных в системах с обратной связью
- •Принципы помехоустойчивого кодирования
- •Доля ошибок, обнаруживаемых корректирующим кодом
- •Доля ошибок, исправляемых корректирующим кодом
- •Кодовое расстояние
- •Связь расстояния Хэмминга и корректирующих свойств кода
- •Определение требуемого числа проверочных разрядов
- •Классификация помехоустойчивых кодов
- •Лекция 6 Коды Хэмминга Общие сведения
- •Понятие синдрома
- •Построение кода Хэмминга
- •Понятие проверочной матрицы
- •Обнаружение ошибок кодом Хэмминга (9,5)
- •Понятие порождающей матрицы
- •Связь порождающей и проверочной матриц кода Хэмминга
- •Матричное построение систематических кодов с поэлементным формированием проверочной группы
- •Дуальные коды
- •Лекция 7 Циклические коды Общие сведения
- •Построение разрешенных комбинаций циклического кода
- •Обнаружение ошибок при циклическом кодировании
- •Определение места ошибки. Выбор образующего полинома
- •Матричное представление циклических кодов
- •Общие сведения об итеративном коде
- •Метод исправления ошибок. Порождающая матрица итеративного кода
- •Лекция 8 Принципы построения кодирующих устройств Код с поэлементным формированием проверочной группы
- •Кодирующее устройство циклического кода
- •Принципы использования детекторов качества сигналов
- •Понятие о непрерывных и сверточных кодах
- •Содержание
2. Относительная модуляция
В реальных условиях прохождения сигналов по каналам связи параметры сигналов изменяются сравнительно медленно относительно длительности элементарных импульсов. Это дает возможность применять для формирования и оценки информационного параметра очередного импульса значение информационного параметра предыдущего импульса, т.е. осуществлять относительную модуляцию.
При относительной модуляции значащая позиция очередного импульса формируется по следующему правилу: если передается кодовый элемент 1, то значащая позиция i-го импульса совпадает со значащей позицией (i -1)-го импульса, а если передается 0, то значащая позиция i-го импульса противоположна значащей позицией (i -1)-го импульса. Перед началом передачи необходимо в линию связи послать вспомогательный импульс с известным значением информационного параметра.
При относительной модуляции чаще используется ФМ, которая обладает удовлетворительной помехоустойчивостью и позволяет достаточно просто реализовать оконечные устройства.
Правила формирования значащих позиций при относительной фазовой модуляции (ОФМ) приведены в таблице:
Несущий сигнал |
Вид дискретной модуляции |
Значение элемента кодовой комбинации, соответствующее значащей позиции |
|
1 |
0 |
||
Переменный ток |
ОФМ |
Фаза, совпадающая с фазой предыдущего импульса
|
Фаза, противоположная фазе предыдущего импульса
|
Пусть по-прежнему передается кодовая комбинация 010110. На рисунке представлен сигнал на выходе модулятора при применении относительной фазовой модуляции (ОФМ), вспомогательный импульс, который посылается в линию связи перед началом передачи, на рисунке изображен пунктиром:
Применение ОФМ упрощает техническую реализацию приемно-передающих устройств и повышает помехоустойчивость систем связи.
Способы увеличение пропускной способности канала с использованием свойств дискретной модуляции
Известно, что один двоичный импульс несет один бит информации. Желание более полно использовать пропускную способность канала связи привело к появлению многократной модуляции. Идея многократной модуляции в следующем: в одном элементарном импульсе содержится информация о несколько парах значений значащих позиций несущего сигнала.
Если один элементарный импульс содержит информацию о двух парах значений значащей позиции несущего сигнала, то этот элементарный импульс содержит 2 бита информации и называется дибит. Если один элементарный импульс содержит информацию о трех парах значений значащей позиции несущего сигнала, то этот импульс содержит 3 бита информации и называется трибит.
Двух- и трехкратные виды модуляции сравнительно легко реализуются для ФМ и ОФМ. Для ОПМ, ДПМ, AM и ЧМ применение многократной модуляции усложнено из-за ограничений в динамическом или частотном диапазоне.
Рассмотрим векторное представление применения двукратной фазовой модуляции (см. рисунок ниже). Если в первом подканале в качестве значащей позиции 0 взять сигнал с начальном фазой 0°, а значащая позиция 1 будет иметь начальную фазу 180°, то во втором подканале для значащей позиции 0 можно выбрать сигнал с начальной фазой 90°, а для значащей позиции 1- сигнал с начальной фазой 270°. Тогда получим четыре значащие позиции для двухкратной фазовой модуляции: дибит 00 (кодовые элементы равны нулю в первом и втором подканалах) – сигнал с фазой 45°; дибит 10 (кодовый элемент первого подканала равен единице, а кодовый элемент второго подканала равен нулю) – сигнал с фазой 135°; дибит 11 (кодовые элементы равны единице в первом и втором подканалах)- сигнал с фазой 225°; дибит 01(кодовый элемент первого подканала равен нулю, а кодовый элемент второго подканала равен единице) – сигнал с фазой 315° (на рисунке указанные дибиты изображены соответствующими векторами):
На таком же принципе может быть построена система с трехкратной фазовой модуляцией (ТФМ). Помехозащищенность трехкратной модуляции ниже, чем двукратной, кроме того сильно усложняется оборудование.