48. Вопросы выбора и формирования сигналов в ртс связи.
Принципы передачи дискретных сообщений.
При передаче речевых сообщений помехоустойчивость связи зависит в основном от мощности принимаемого сигнала и выбранного вида модуляции. Использование дискретных сигналов обеспечивает более высокую помехоустойчивость благодаря более рациональному использованию мощности передатчиков и кодирования сообщений.
При передаче дискретных сообщений
предполагается, что имеется М
элементов алфавита
,
где i имеет значение
от 1 до М в передаваемых сообщениях.
Если каждому элементу
соответствует сигнал
и число таких сигналов n,
то имеет место М-кодирование (
–
семеричное). Если все сигналы пронумерованы
0 и 1 в двоичной системе, тогда существует
всего два сигнала: 0 и 1. В этом случае
говорят, что осуществлено двоичное
(бинарное) кодирование. Здесь число 2 –
основание кода.
Могут использоваться коды и с большим основанием – многоосновательные коды, но бинарные коды реализуются проще других. Указанные виды кодирования называют натуральным кодированием.
Существует также понятие эффективного
кодирования. В этом случае основное
требование сводится к наиболее
экономичному по длительности элементов
при двоичном кодировании. Эффективное
кодирование основано на том, что элементы
появляются в сообщениях с разной
вероятностью
.
Разрядность двоичных кодовых колебаний выбирается обратно пропорциональной вероятности , то есть более вероятный колебания имеют меньшую длительность.
Приближением к эффективному коду служит код Морзе, в котором при его разработке учтены вероятности появления букв английского алфавита. В практике связи эффективные коды используют редко из-за плохой реализации кодирующей и декодирующей аппаратуры.
При помехоустойчивом кодировании
основными являются требования обеспечения
возможности исправления и обнаружения
искаженных кодовых комбинаций. В первом
случае код называется исправлением
ошибки, а во втором – обнаружением
ошибки. Таким образом, перед разработчиками
системы связи среди других задач в
первую очередь встает задача выбора
наилучшего сигнала
,
обеспечивающего наиболее высокую
помехоустойчивость.
Вопросы создания сигналов в системах связи.
При отсутствии помех в идеальной аппаратуре можно использовать любые, как угодно мало отличающиеся, сигналы. При наличии помех встает задача оптимального выбора сигнала. Для решения этой задачи вводят меру различимости сигналов и критерий оптимального набора сигнала. В качестве критерия часто используют вероятность ошибок различения (разрешения) сигналов в точке приема.
Общий подход к созданию наборов сигналов
состоит в следующем: для создания
М-сигналов выбирают систему
ортонормированных
колебаний
,
для которых известно:
.
(1)
Каждому элементу сообщения
ставят в соответствие набор из n
чисел
,
которые в совокупности с функциями
образуют сигнал, соответствующий
элементу
.
.
(2)
Весовые коэффициенты
могут рассматриваться как координаты
вектора сигнала
:
.
Допустим, необходимо получить четыре
(
)
сигнала. Выберем для этого
ортонормированных колебания, каждое
из которых задано на интервале
и аналитически может быть записано в
следующем виде:
.
(3)
Пока без обоснования выберем 4 набора
чисел, соответствующих 4 векторам
.
Получим:
(4)
Используя эти значения компонент векторов сигналов можем записать сами сигналы:
(5)
Э
нергия
этих сигналов:
,
то есть коэффициенты
имеют смысл амплитуд сигналов, а концы
векторов
максимально разнесены (смотри рисунок).
Дальнейшее увеличение разноса может
быть получено только за счет увеличения
энергии сигнала, то есть методом грубой
силы.