книги из ГПНТБ / Шляпоберский В.И. Элементы дискретных систем связи

( м

ШЛЯПОБЕРСКИЙ

Э Л Е М Е Н Т Ы Д И С КР Е Т Н Ы Х СИСТЕМ СВЯЗИ

ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СССР

М О С К В А - 1962

Телеграфная связь. Сообщением является любой текст, напи­ санный при помощи определенного алфавита.

Телефонная связь. Сообщением могут быть любые звуки (речь, музыка), занимающие определенную полосу частот.

Фототелеграфная связь. Сообщением могут служить любой текст, чертеж, фотография или рисунок, изображенные на обыч­ ной или специальной бумаге определенного формата.

Телевизионная связь. Сообщением может являться любое не­ подвижное или движущееся изображение, спроектированное на

и в настоящее время получил широкое распространение. Речь идет о передаче данных.

Передача данных как вид связи появилась вследствие широ­ кого использования механизации и автоматизации в управлении производством, распределении и учете товарной продукции, в бух­ галтерско-финансовых и коммерческих операциях и т. п.

Внедрение автоматизации в различные области управления, учета и контроля пошло по пути создания и использования раз­ нообразных вычислительных машин.

Информация, вводимая в машины для расчетов, и резуль­ таты работы вычислительных машин, которые необходимо транс­ портировать на расстояния, составляют сообщения, называемые «данными».

Таким образом, в передаче данных сообщением является инфор­ мация, обрабатываемая при помощи вычислительных машин или создаваемая' ими.

По своей структуре сообщения делятся на дискретные и непре­ рывные.

Дискретными называются такие сообщения, которые характе­ ризуются конечным числом символов, подлежащих передаче за определенный промежуток времени. Наиболее характерным при­ мером дискретного сообщения является передача текста, так как

ных.

Сообщения, которые могут характеризоваться непрерывной функцией времени, называются непрерывными. При передаче зву­ ков (телефонная связь) эта функция воспроизводит изменение

в том, что функция, выражающая непрерывное сообщение, опре­ деляется бессчетным множеством своих значений на протяжении

4

растеризующая непрерывное сообщение в ограниченном спектре F и длительности Т, определяется конечным числом значений

m — 2 FT,

где m — мгновенные значения функции, отсчитанные через A t в интервале Т.

Таким образом, передача непрерывного сообщения, характери­ зующегося непрерывной функцией с ограниченным спектром F в интервале Т, может быть сведена к дискретной передаче m=-2FT символов за время Т.

Рассмотрим теперь особенности превращения сообщения в сигнал.

При превращении непрерывных сообщений в сигнал основной операцией является преобразование.

Под преобразованием понимается перевод неэлектрических ве­ личин, определяющих первоначальное сообщение, в электриче­ ские. Так, например, в телефонии переменное звуковое давление, определяющее звук речи, преобразуется посредством микрофона в изменяющийся электрический ток.

При дискретной передаче сообщение в сигнал преобразуется, как правило, посредством двух операций — кодирования и мани­ пуляции.

Под кодированием понимается построение сигнала по опреде­ ленному закону, имеющему, как будет показано в гл. 2, простое математическое выражение.

Под манипуляцией понимается воздействие на некоторый па­ раметр постоянного или переменного тока по закону, принятому при кодировании, в результате которого в изменениях этого пара­ метра будет заложена передаваемая информация.

Способ преобразования сообщения в сигнал характеризуем си­ стему связи.

Таким образом, под системой связи будем понимать совокуп­ ность технических средств (передатчик, среда, приемник), предна­ значенных для передачи и приема сообщений и характеризующихся определенным способом преобразования сообщения в сигнал и об­ ратно.

Если совокупность передающих и приемных устройств пред­ назначена для передачи и приема дискретных сообщений посред­ ством кодирования и декодирования информации, то такую аппа­ ратуру будем называть дискретной (кодовой) системой связи.

Система связи, блок-схема которой показана на рис. 1, яв­ ляется одноканальной. В таких системах передается и прини­ мается информация, поступающая только от одного источника со­ общений. Когда необходимо увеличить пропускную способность или расширить сеть связи, используют многоканальные системы, в которых одновременно передаются сообщения от нескольких корреспондентов (рис. 2). В этом случае каждое сообщение сле­ дует по своему каналу связи. На передающем конце сигналы всех

5

ГЛАВА 2

КО Д И Р О В А Н И Е

§1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ КОДОВ

Выше указывалось, что отличительной особенностью дискрет­ ных сообщений является то, что независимо от величины они всегда будут состоять из конечного числа необходимых для пере­ дачи символов. Простейшим примером дискретного сообщения является текст.

Известно, что любой текст всегда состоит из конечного числа

и ряда восточных языков оно может исчисляться несколькими ты­ сячами.

К дискретному сообщению относятся также результаты вычис­ ления современных вычислительных машин. Возможное число та­ ких сообщений определяется в основном разрядностью машины.

Так как число этих символов конечно, то их можно пронумеро­

т. е. свести передачу символов к передаче последовательности чи­

алфавите 32, то необходимо передавать числа от 1 до 32.

Чтобы передать 32 числа или вообще любое число, если оно записано в общепринятой десятичной системе счисления, необхо­ димо уметь передавать десять цифр от 0 до 9. Для этого между корреспондирующими станциями надо иметь десять проводов (каналов), по каждому из которых передается определенная цифра. Но такой метод передачи слишком дорог и неэкономичен.

7

Возникает вопрос: обязательно ли при преобразовании После­ довательности символов в последовательности чисел использовать десятичную систему счисления.

Чтобы ответить на него, рассмотрим различные системы счис­ ления.

Системы счисления

Привычная для нас десятичная система счисления основана на том, что, располагая десятью цифрами от 0 до 9, можно записать одной цифрой любое число первого десятка, двумя цифрами числа от 10 до 99 и т. д.

Например, выражение 1001 обычно читается: тысяча один, так как предполагается, что запись сделана в десятичной системе

R - 1.

Задаваясь величиной R, можно построить любую систему счи­ сления.

Очевидно, что наименьшее основание, при котором система счисления имеет смысл, равно двум (R —2).

При такой системе счисления, называемой двоичной, числа за­ писываются при помощи всего лишь двух цифр — 0 и 1. Так число 1001 в двоичной системе является сокращенной записью выражения 1 • 23 + 0 • 22 + 0 • 21+.1 • 2°, где показатели степени запи­ саны в десятичной системе счисления. Следовательно, 1001 есть

Рассуждая аналогичным образом, можно построить любую си­

8

только двоичная (R —2), восьмеричная (/? = 8)*' и десятичная

(R= Ю).

Как же переходят из одной системы счисления в другую? Предположим, что число N, заданное в системе счисления

с основанием R, необходимо перевести в систему счисления с ос­ нованием Q:

ная дробь.

Таким образом, если выполнить деление, как показано выше, получим целое число А, которое представляет собой первые т членов и остаток Do, равный первой цифре Ь0 требуемого числа.

образуют новое целое число А\ и новый остаток Db равный второй цифре bi требуемого числа. Остальные цифры от Ь2 до Ьт нахо­ дятся в процессе деления частных до тех пор, пока А{ не станет меньше R.

Поясним сказанное на примере. Пусть необходимо число 125, записанное в десятичной системе, перевести в двоичную. Произ­

но-вычислительных машинах и е настоящей книге не рассматривается.

9