1.4. Кодирование сигналов

Остановимся теперь кратко на кодировании дискретных сообще­ний.

Операция кодирования состоит в преобразовании сообщения в код. Основным требованием к коду является его полная обрати­мость. Это достигается за счет обеспечения однозначного соответствия между элементами сообщения и символами кода.

В качестве элементов дискретного сообщения могут выступать буквы или цифры, образующие алфавит сообщения. При кодировании каждому элементу приписывается конкретная комбинация кодовых символов, состоящих либо из точек и тире, либо из нулей и единиц и т.д. Например, в коде Морзе букве "а" соответствует комбинация - "точна" и "тире".

Совокупность кодовых символов образует кодовые комбинации, а последние в свою очередь образуют код. Ко­личество кодовых комбинаций соответствует алфавиту кодируемых сообщений. Количество кодовых символов m называется основанием кода. Число разрядов n, которое образует кодовую комбинацию, называется значностью кода. Длина ко­довой комбинации определяется значностью кода. Количество кодовых комбинаций находится из выражения N = mⁿ .

На практике могут применяться двоичные (m=2) и недвоичные коды (m>2). В настоящее время наибольшее применение получил двоичный код, при котором амплиту­да кодовых импульсов имеет лишь два значения (1 или 0, токовая или бестоковая посылка).

Применительно к русскому алфавиту, состоящему из 32 букв, целесообразно применить пятизначный двоичный код (n=5, m=2). В этом случае количество кодовых комбинаций будет равно N = mⁿ = 2⁵ = 32, т.е. количеству букв.

У неравномерных кодов комбинации содержат неодинаковое количество символов, а значит, имеют неодинаковую длину.

Для повышения помехоустойчивости связи могут применяться так называемые корректирующие коды. Они позволяют обнаружить, а при определенных условиях и исправить искаженные символы сигнала.

Устройство, которое осуществляет кодирование сообщения и преобразует его в электрический сигнал или видеосигнал (рис.1.11.) называется кодером, а устройство, выполняющее обратное действие - декодирование, называется декодером. В систе­мах связи кодер и декодер часто объединяется в одно устройство, которое называется кодеком. Первичные сигналы (видеосигналы) непосредственно в канал связи не передаются.

рис.1.11

Ранее уже отмечалось, что передача сообщений по каналу свя­зи осуществляется с помощью какого-либо физического процесса, ко­торый является материальным переносчиком информации.

При этом сигналом является не сам переносчик, а изменения его отдельных параметров в соответствии с передаваемым сообщени­ем, преобразованным в видеосигнал.

Для того чтобы сформировать сигнал, который должен переда­ваться по каналу связи, необходимо осуществить операцию, называ­емую модуляцией.

1.5. Модулированные сигналы

В системах связи в качестве переносчика могут использовать­ся синусоидальные колебания высокой частоты, периодические после­довательности импульсов и даже некоторые случайные процессы.

Модуляция гармонического высокочастотного сигнала.

Независимо от вида сообщения, любой сигнал, поступающий в канал связи, получается путем модуляции. Для пояснения процесса модуляции

выберем в качестве переносчика колебание высокой ча­стоты вида

(1.1)

где - амплитуда;

- несущая частота;

- начальная фаза,

Для немодулированного колебания амплитуда, частота и фаза постоянны. Они известны заранее, поэтому немодулированный пере­носчик не несет информации.

Модуляция заключается в том, что один из параметров переносчика – амплитуда , частота или фаза изменяется под действием первичного сигнала , однозначно отображающего сообщение. Каждый из этих параметров можно промодулировать и получить соот­ветственно амплитудную модуляцию (AM), частотную модуляцию (ЧМ) и фазовую модуляцию (ФМ). При этом модулируемый параметр будет иметь приращение, пропорциональное величине первичного сигнала :

при AM ; (1.2)

при ЧМ ; (1.3)

при ФМ . (1.4)

Независимо от вида модуляции процесс модуляции можно пред­ставить в виде произведения несущего колебания f(t) на модулирующую функцию, представляющую собой первичный сигнал u(t), т.е. .