2.3. Кодирование, декодирование. Модуляция и демодуляция
Это основные преобразования сигналов в системах связи при передаче сообщений от источника к получателю.
Кодирование используется при передаче дискретных сообщений, а также при передаче непрерывных сообщений цифровым методом (ИКМ). Кодирование – это представление элементов дискретного общения в виде кодовых комбинаций по определенному правилу соответствия.
Кодовая комбинация – совокупность элементов.
Пример: телеграфный код № 2 (две комбинации):
– число элементов
в кодовой комбинации,
код
двоичный (
,
где
– основание кода).
В вычислительной технике используется 32-х и более элементный код.
Декодирование – обратное преобразование для восстановления сообщения из принятого сигнала.
Модуляция – преобразование первичного сигнала сообщения в другой сигнал наиболее пригодный для передачи по каналам связи, т.е. наилучшим образом согласованный по своим характеристикам линии связи с характеристикой линии связи. Для модуляции используется (по существу это перенос спектра сигнала) гармонический переносчик более высокой частоты (несущей).
– амплитудная
модуляция,
– частотная
модуляция,
– фазовая модуляция.
– высокие частоты
(ВЧ),
– низкие частоты
(НЧ),
– модулирующий
сигнал.
Демодуляция – преобразование ВЧ модулированного сигнала в НЧ немодулированный. Сигнал на выходе демодулятора примерно соответствует сигналу на входе модулятора.
2.4. Детерминированные (регулярные) сигналы и их классификация
Детерминированные (регулярные) сигналы описываются известными функциями времени. Реальные сигналы и помехи – случайные функции времени.
Детерминированные сигналы применяются:
При возможных измерениях и испытаниях систем связи.
В технике связи случайные сигналы обычно являются отрезками (отдельными реализациями) регулярных сигналов.
Детерминированные сигналы делятся на:
Периодические.
Непериодические.
Почти периодические.
Периодический сигнал
Рисунок 2.10. Периодическая последовательность импульсов сложной формы
Разложим
сигнал
в ряд Фурье:
где:
– основная частота
сигнала (первая гармоника),
Непериодические сигналы (описываются непериодическими функциями времени) имеют сплошной спектр. Для его разложения используется преобразование Фурье.
Прямое преобразование Фурье:
Обратное преобразование Фурье:
Почти периодические сигналы
– непрерывный по времени сигнал,
– дискретный
спектр сигнала.
Это модулированные сигналы.
2.5. Разложение сигналов в ряд по ортогональным функциям
Для исследования различных свойств сообщений, сигналов и помех удобно использовать разложение этих процессов в ряды.
Любой процесс (с некоторыми математическими ограничениями) можно представить в виде ряда:
– ортогональные
простейшие функции, неслучайные.
Например:
– случайный
коэффициент:
– энергия
ортогональных функций.
Если
то ряд (2.1) Фурье:
