Кодеры и декодеры

Раздел библиотеки Source Coding содержит модели кодирующих и декодирующих устройств для источников сигнала и включает в себя следующие подразделы:

Encoders and Decoders (кодеры и декодеры)

Companders (компандеры - устройства (последовательного) сжатия и расширения динамического диапазона сигнала)

Quantizers Library Link (библиотека квантователей)

Encoders and Decoders содержит в себе следующие блоки: Differential Encoder (кодер дифференциальный)

Differential Decoder (декодер дифференциальный)

Quantizing Encoder (кодер квантования)

Quantizing Decoder (декодер квантования)

Companders содержит в себе следующие блоки: Mu-Law Compressor (уплотнитель с мю-характеристикой)

Mu-Law Expander (расширитель с мю-характеристикой) A-Law Compressor (уплотнитель с а-характеристикой)

A-Law Expander (расширитель с а-характеристикой)

Quantizers Library Link содержит в себе следующие блоки: Uniform Encoder (стандартный кодер)

Uniform Decoder (стандартный декодер)

Quantizer (квантователь)

G.711 Codec (кодек G.711)

Scalar Quantizer Encoder (скалярный кодер квантователь) Scalar Quantizer Decoder (скалярный декодер квантователь)

Vector Quantizer Encoder (векторный кодер квантователь) Vector Quantizer Decoder (векторный декодер квантователь)

Vector Quantizer Design (векторная модель квантователя)

Модуляторы и демодуляторы

Модуляторы – одни из самых распространенных устройств в технике связи, поскольку именно модуляция (процесс наложения информации на несущее колебание) обеспечивает возможность осуществления беспроводной связи. Поэтому раздел библиотеки Modulation представлен очень широко и включает в себя следующие подразделы:

Digital Baseband (цифровая модуляция)

Analog Passband (аналоговая модуляция)

Для понимания названий блоков входящих в эти подразделы, на рисунке 1.6 представлена классификация видов модуляции сигналов,

принятая в пакете Communication Blockset.

Наиболее распространенные виды импульсной модуляции:

• PWM (Pulse Wide Modulation) – широтно-импульсная модуляция;

• PTM (Pulse Time Modulation) – время-импульсная модуляция;

• CPM (Code Pulse Modulation) – кодо-импульсная модуляция.

Рисунок 1.6 - Виды аналоговой (сверху) и цифровой (в середине)

модуляций, а также относящиеся к ним методы (снизу)

Каналы

Каналы включаются между передатчиком и приемником сообщений.

Окно библиотеки каналов Channels содержит всего четыре блока:

AWGN Channel (канал с аддитивным белым гауссовым шумом)

Binary Symmetric Channel (симметричный канал для передачи двоичных данных)

Multipath Rayleigh Fading Channel (канал с многолучевым замиранием распределенным по Релею)

Multipath Rician Fading Channel (канал с замиранием распределенным по Райсу)

Блоки детектирования ошибок и коррекции

При обработке, передаче и приеме цифровой информации большое значение имеют определение (детектирование) ошибок и их коррекция.

Необходимые для этого средства сосредоточены в разделе библиотеки

Error Detection and Correction состоиящей из трех подразделов:

Convolutional (Свертка);

Block (Блок);

CRC (контроль циклическим избыточным кодом).

В состав подраздела Convolutional входят следующие блоки:

кодер Convolutional Encoder, основанный на операции свертки

два декодера: декодер Витерби – Viterby Decoder и APP Decoder (APP

происходит от слов «a posteriori probability»).

Самый большой по набору блоков подраздел библиотеки Block Coding содержит пары кодеров и декодеров для разного типа кодов:

Linear – линейных;

Cyclic – циклических;

Hamming – Хаминга;

BCH – специальный вид циклических кодов;

Reed_Solomon – Рида Соломона.

Cyclic Redundancy Check Coding (CRC) включает в себя: General CRC Generator (обычный генератор CRC)

General CRC Detector (обычный детектор CRC)

CRC-N Generator (генератор CRC с выбором степени полинома N)

CRC-N Syndrome Detector (детектор синдрома CRC-N)

Глазковая диаграмма

Глазковая диаграмма — это изображение, полученное в результате измерения отклика системы на заданные узкополосные сигналы. На вертикальные пластины осциллографа подается отклик приемника на случайную последовательность импульса, а на горизонтальные — пилообразный сигнал сигнальной частоты. Другими словами,

горизонтальная временная развертка осциллографа устанавливается равной длительности символа (импульса). В течение каждого сигнального промежутка очередной сигнал накладывается на семейство кривых в интервале (0. Т). На рис. 1.7 приведена глазковая диаграмма, получаемая при двоичной антиподной (биполярные импульсы) передаче сигналов.

Поскольку символы поступают из случайного источника, они могут быть как положительными, так и отрицательными, и отображение послесвечения электронного луча позволяет видеть изображение,

имеющее форму глаза. Ширина открытия глаза указывает время, в течение которого должна быть произведена выборка сигнала. Разумеется,

оптимальное время взятия выборки соответствует максимально распахнутому глазу, что даст максимальную защиту от воздействия помех.

Если в системе не используется фильтрация, т.е. если передаваемым информационным импульсам соответствует бесконечная полоса, то отклик системы даст импульсы идеальной прямоугольной формы. В этом случае диаграмма будет выглядеть уже не как глаз, а как прямоугольник.

Диапазон разностей амплитуд, обозначенный через D_A, является мерой искажения, вызванного межсимвольной интерференцией, а диапазон разностей времен перехода через нуль, обозначенный через J_T, есть мерой неустойчивой синхронизации. На рисунке также показана мера запаса помехоустойчивости M_N и чувствительность к ошибкам синхронизации

S_T. Чаще всего глазковая диаграмма используется для качественной оценки степени межсимвольной интерференции. По мере закрытия глаза