Коды Хемминга применяют, когда ошибки в передаваемых словах могут возникать вследствие независимых искажений. Для случаев, когда ошибки возникают вследствие искажений группы рядом стоящих разрядов, разработаны коды, исправляющие одиночные пачки ошибок, и коды, исправляющие более одной пачки ошибок.
Для обнаружения ошибок в процессе вычислений на ЭВМ раз- СибАДИработаны так называемые арифметические коды.
2.4. Методы модуляции
Одн м з этапов преобразования сообщения в сигнал для его передачи в канал связи является модуляция [5].
Модуляц я – зменение какого-либо параметра переносчика сигнала в соответств с функцией, отображающей сообщение. Несущим с гналом может ыть постоянный ток (проводная телеграфия); переменный ток н зкой или высокой частоты (телефония, тональная телеграф я, фототелеграф, телемеханика); высокочастотные импульсы (рад орелейная связь). Модулируемые параметры называются информативными. В качестве них могут использоваться: амплитуда, фаза, частота и др. Используются следующие типы модуляции: гармоническая, импульсная, дискретная и их разновидности.
Демодуляция – отделение полезного (модулирующего) сигнала от сигнала несущей частоты. Модуляция и демодуляция осуществляются с помощью устройств, называемых модулятором и демодулятором.
Модем – устройство, преобразующее код в сигнал (модулятор) сигнал в код (демодулятор), используемое для передачи данных по каналам связи.
Манипуляция – модуляция, при которой модулируемый параметр может принимать фиксированное число дискретных значений.
Гармоническая модуляция. Гармоническая модуляция является непрерывной. При гармонической модуляции в качестве несущей используется сигнал
f (t) U0 cos( 0t ). |
(2.4.1) |
Она чаще всего используется при передаче двоичных кодов и называется манипуляцией. Используются различные виды гармонической модуляции (рис. 2.4.1): амплитудная модуляция (АМ), фазовая модуляция (ФМ), частотная модуляция (ЧМ).
65
Код |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЧМ
ФМ
Р с. 2.4.1. Виды гармонической модуляции
При АМ (см. р с. 2.4.1) посылка передается при информационном сигнале 1 отсутствует при информационном сигнале 0:
U |
|
|
(t) U |
|
cos t; |
(2.4.2) |
|
|
1 |
|
|
0 |
0 |
||
U2(t) 0, |
|
|
|||||
где ω0 – несущая частота. |
|
|
|
|
|
|
|
При ЧМ (см. рис. 2.4.1) частота посылки ω1 |
при информацион- |
||||||
ном сигнале 1 и ω0 при информационном сигнале 0 (например, 100 Гц |
|||||||
и 1 кГц) |
|
|
|
|
|
|
|
U |
(t) U |
|
|
cos t; |
(2.4.3) |
||
1 |
|
|
0 |
0 |
|||
U2(t) U0 cos 1t, |
|
||||||
где ω1 – частота манипуляции.
При ФМ (см. рис. 2.4.1) фаза посылки меняется на 180° при из-
менении с 0 на 1 с 1 на 0: |
|
|
|
СибАДИU (t) U cos t; |
|||
1 |
0 |
0 |
(2.4.4) |
U2(t) U0 cos 0t. |
|
||
Различные типы модуляции отличаются по требуемой мощности для организации передачи, по требуемой полосе частот или ширине спектра, по помехозащищенности, по экономичности и простоте реализации.
66
Кроме перечисленных видов гармонической манипуляции существует много разновидностей или производных методов. Например, метод относительной фазовой модуляции (ОФМ), который отличается высокой помехозащищенностью. Этот вид модуляции широко используется в модемах.
Импульсная модуляция. При импульсной модуляции модули- |
|
СибАДИмогут являться, например, амплитуда импульсов их фаза. |
|
рующий сигнал представляет собой последовательность импульсов |
|
(рис. 2.4.2). |
|
Используются различные виды импульсной модуляции (см. |
|
рис. 2.4.2): переносч к, код, |
амплитудно-импульсная модуляция |
(АИМ), ш ротномпульсная |
модуляция (ШИМ), фазоимпульсная |
(время мпульсная) модуляция (ФИМ, ВИМ), частотно-импульсная модуляц я (ЧИМ), кодоимпульсная модуляция (КИМ), дельтамодуляц я (ДМ).
Сообщен е при спользовании импульсной модуляции может быть представлено в в де двоичного кода.
Переносч к – последовательность импульсов определенной амплитуды, дл тельности, частоты следования, фазы.
АИМ – в зависимости от посылки 0 или 1 меняется амплитуда передаваемых импульсов.
ШИМ – в зависимости от посылки 0 или 1 меняется длительность передаваемых импульсов. Помехоустойчивость ШИМ значительно выше АИМ.
ФИМ – в зависимости от посылки 0 или 1 меняется фаза передаваемых импульсов.
ЧИМ – в зависимости от посылки 0 или 1 меняется период следования импульсов.
КИМ – сообщение квантуется по уровню и времени, затем каждый дискретный уровень передается с помощью кода в дискретные моменты времени. Для более эффективного использования канала связи модуляция импульсов может производиться одновременно по нескольким параметрам. Параметрами кодоимпульсной модуляции
67
СибАДИРис. 2.4.2. Виды импульсной модуляции
Дельта-модуляция (Δ-модуляция) – в каждый момент времени передается или отрицательный или положительный импульс, соответствующий тому или иному знаку приращения. Таким образом, при любом числе уровней осуществляется квантование лишь двух дискретных сигналов, которыми передается только знак приращения функции. Это достоинство дельта-модуляции. Ее недостаток заключается в накоплении ошибок с течением времени. Так, если на приеме вместо положительного импульса в данный момент принят отрицательный, то это сместит значение функции на два уровня вниз. В дальнейшем, несмотря на правильность последующей передачи, эта ошибка будет существовать до тех пор, пока она не будет скомпенси-
68