 |
2) Характеристика методів «фізичного» кодування дискретних повідомлень.
|
|
|
|
2) Характеристика методів «фізичного» кодування дискретних повідомлень.
Сформовані на етапі канального кодування дискретні (цифрові) повідомлення являють собою упорядковану сукупність логічних «0» і «1». За допомогою апаратури передачі даних (модемів) необхідно здійснити їхнє перетворення (кодування) до виду, зручному для передачі по фізичних лініях зв'язку.
Розрізняють два основних типи фізичного кодування – на основі послідовності прямокутних імпульсів і на основі синусоїдального несучого сигналу, а саме:
1. цифрове кодування (реалізується на етапі імпульсно-кодової модуляції);
2. модуляцію або аналогову модуляцію (реалізується на етапі смугової модуляції);
Ці способи відрізняються розташуванням смуги основних частот сигналів, шириною їхніх спектрів, а також складністю реалізації апаратури передачі.
При фізичному кодуванні методом аналогової модуляції інформація кодується зміною амплітуди, частоти і фази синусоїдального сигналу несучої частоти.
В даний час усі частіше дані, що споконвічно мають аналогову форму — мова, телевізійне зображення, – передаються по каналах зв'язку в дискретному виді, тобто у виді послідовності одиниць і нулів. Процес представлення аналогової інформації в дискретній формі називається дискретною модуляцією.
Вимоги до методів кодування.
При використанні прямокутних імпульсів для передачі дискретної інформації необхідно вибрати такий спосіб кодування, що одночасно досягав би декількох цілей:
- мав при одній і тій же бітовій швидкості найменшу ширину спектра результуючого сигналу;
- забезпечував синхронізацію між передавачем і приймачем;
- мав здатність розпізнавати помилки;
|
|
|
- мав низьку вартість реалізації.
При цифровому кодуванні застосовують потенційні (наприклад, код без повернення до нуля (NRZ) ) і імпульсні (наприклад, біполярний імпульсний, манчестерський) коди. У потенційних кодах використовується тільки значення потенціалу сигналу. Імпульсні коди дозволяють представити дані імпульсами визначеної полярності.
Для поліпшення потенційних кодів використовується так називане логічне кодування. Воно повинне заміняти довгі послідовності біт, що приводять до постійного потенціалу, вкрапленнями одиниць. Для логічного кодування характерні два методи – надлишкові коди і скремблірування. Метод скрембліруванняскладається в побітному обчисленні результуючого коду по битках вихідного і результуючого (у попередніх тактах) кодів.
Білет №18
1. Загальна характеристика безперервних завадостійких кодів
2. Оцінювання потенційної перешкодостійкості дв. каналу зв’язку для різних сигналів
Відповіді
1) Загальна характеристика безперервних кодів. Основні терміни і визначення.
Для захисту від помилок високошвидкісних систем передачі інформації поряд із блоковими кодами, що припускають розбивку потоку даних на незалежні блоки з 
інформаційних символів з наступним їхнім кодуванням 
символами кодового слова, використовуються, так називані, безперервні коди. При такому кодуванні потік даних розбивається на набагато менші блоки довжини 
, що часто називають кадрами інформаційних символів (інформаційним словом). Ці кадри інформаційних символів звичайно включають від одного до кілька символів ( 
), що кодуються кадрами кодового слова (кодовим словом) довжини 
кожний. Істотна відмінність таких кодів від блокових полягає в тому, що кодування кожного чергового кадру інформаційних символів в окремий кадр кодового слова виробляється з урахуванням попередніх 
інформаційних кадрів, тобто процедура кодування зв'язує між собою 
послідовних кадрів кодових слів.
|
|
|
Одержувані в такий спосіб коди часто називають деревоподібними кодами.
Процес формування деревоподібних кодів наочно ілюструється кодером у виді регістра зсуву, представленим на рис. 1.
Рис. 1. Кодер деревоподібного коду у виді регістра зсуву.
|
інформаційних кадрів, що надійшли в нього (усього 
інформаційних символів). Кодер по знов отриманому кадру інформаційних символів і кадрам, що зберігається в ньому, обчислює один кадр кодового слова, що має довжину 
символів. Цей кадр кодового слова виводиться з кодеру при надходженні чергового кадру інформаційних символів (попередній вводиться в нього «виштовхуючи» перший з , що надійшли раніше). Таким чином, кожним інформаційним символам відповідає передача в канал кодових символів.
Нескінченна безліч усіх нескінченно довгих кодових слів, одержуваних при надходженні в цей кодер усіх можливих вхідних послідовностей, називається деревоподібним ( , ) -кодом.
Дамо формальне визначення деревоподібного коду.
Визначення. Деревоподібний ( 
, )- код – це відображення на себе безлічі напівнескінченних послідовностей елементів полю 
, таке, що якщо для будь-якого 
перші 
компонентів двох напівнескінченних послідовностей (точніше інформаційних послідовностей) збігаються, то перші 
компонент відображень цих послідовностей (тобто кодових послідовностей) теж збігаються.
Деревоподібний код характеризується довжиною кодового обмеження 
(більш строге визначення буде дано нижче) і швидкістю (відносною швидкістю) 
.
Кодер рис. 1 має наступні характеристики – 
, 
, 
і отже 
і 
.
У деревоподібному коді використовуються і кілька інших мір довжини. Величина 
, безпосередньо зв'язана з довжиною кодового обмеження, називається інформаційною довжиною слова. Відповідна їй міра кодових послідовностей називається кодовою довжиною блоку і дорівнює 
. Кодова довжина блоку – це довжина кодового слова, на якій поширюється вплив одного кадру інформаційних символів. Кодова довжина блоку кодера на рис. 1 дорівнює 40. З розумінь зручності реалізації на практиці значення і для деревоподібних кодів вибираються рівними невеликим цілим числам, у типовому випадку дорівнює одиниці. Це означає, що вибір швидкості коду обмежений.
|
|
|
Окремі випадки деревоподібних кодів виходять різними комбінаціями наступних чотирьох властивостей. При цьому розрізняють:
а) загальні деревоподібні коди;
б) решітчасті коди;
в) блокові коди, що ковзають;
в) згортальні коди, особливості яких будуть обговорені нижче.
Кінцівка довжини кодового обмеження. Довжина кодового обмеження може бути кінцевою або нескінченною. У теоретичних дослідженнях іноді корисні коди з нескінченною довжиною кодового обмеження. Однак на практиці деревоподібні коди завжди мають кінцеву довжину кодового обмеження. Деревоподібний ( , )- код з кінцевою довжиною кодового обмеження 
, довжиною слова 
і кодовою довжиною блоку 
називається решітчастим ( 
, 
)-кодом.
Сталість у часі. Якщо дві різні вхідні послідовності збігаються у всьому, але з часовим зсувом на ціле число кадрів, то відповідні їм кодові послідовності також збігаються у всьому, але з часовим зсувом на те ж саме ціле число кадрів.
Лінійність. Кодова послідовність будь-якої лінійної комбінації двох інформаційних послідовностей збігається з такою же лінійною комбінацією кодових послідовностей цих двох інформаційних послідовностей. Інакше кажучи, якщо 
і 
є двома інформаційними послідовностями з кодовими послідовностями 
і 
, те 
відповідає кодова послідовність 
.
Систематичність. Систематичним деревоподібним кодом називається код, у якому кожен кадр інформаційних символів складає перші 
символів першого з тих кадрів кодової послідовності, на котрі впливає даний кадр інформаційних символів.
До числа найбільш відомих різновидів деревоподібних кодів є згортальні коди. Згортальними називаються деревоподібні коди, що мають властивості лінійності і сталості в часі.
|
|
|
