Принципы передачи дискретных сообщений.

При передаче речевых сообщений помехоустойчивость связи зависит в основном от мощности принимаемого сигнала и выбранного вида модуляции. Использование дискретных сигналов обеспечивает более высокую помехоустойчивость благодаря более рациональному использованию мощности передатчиков и кодирования сообщений.

При передаче дискретных сообщений предполагается, что имеется М элементов алфавита , где i имеет значение от 1 до М в передаваемых сообщениях.

Если каждому элементу соответствует сигнал и число таких сигналов n, то имеет место М -кодирование ( – семеричное). Если все сигналы пронумерованы 0 и 1 в двоичной системе, тогда существует всего два сигнала: 0 и 1. В этом случае говорят, что осуществлено двоичное (бинарное) кодирование. Здесь число 2 – основание кода.

Могут использоваться коды и с большим основанием – многоосновательные коды, но бинарные коды реализуются проще других. Указанные виды кодирования называют натуральным кодированием.

Существует также понятие эффективного кодирования. В этом случае основное требование сводится к наиболее экономичному по длительности элементов при двоичном кодировании. Эффективное кодирование основано на том, что элементы появляются в сообщениях с разной вероятностью .

Разрядность двоичных кодовых колебаний выбирается обратно пропорциональной вероятности , то есть более вероятный колебания имеют меньшую длительность.

Приближением к эффективному коду служит код Морзе, в котором при его разработке учтены вероятности появления букв английского алфавита. В практике связи эффективные коды используют редко из-за плохой реализации кодирующей и декодирующей аппаратуры.

При помехоустойчивом кодировании основными являются требования обеспечения возможности исправления и обнаружения искаженных кодовых комбинаций. В первом случае код называется исправлением ошибки, а во втором – обнаружением ошибки. Таким образом, перед разработчиками системы связи среди других задач в первую очередь встает задача выбора наилучшего сигнала , обеспечивающего наиболее высокую помехоустойчивость.

Вопросы создания сигналов в системах связи.

При отсутствии помех в идеальной аппаратуре можно использовать любые, как угодно мало отличающиеся, сигналы. При наличии помех встает задача оптимального выбора сигнала. Для решения этой задачи вводят меру различимости сигналов и критерий оптимального набора сигнала. В качестве критерия часто используют вероятность ошибок различения (разрешения) сигналов в точке приема.

Общий подход к созданию наборов сигналов состоит в следующем: для создания М -сигналов выбирают систему ортонормированных колебаний , для которых известно:

. (1)

Каждому элементу сообщения ставят в соответствие набор из n чисел , которые в совокупности с функциями образуют сигнал, соответствующий элементу .

. (2)

Весовые коэффициенты могут рассматриваться как координаты вектора сигнала : .

Допустим, необходимо получить четыре () сигнала. Выберем для этого ортонормированных колебания, каждое из которых задано на интервале и аналитически может быть записано в следующем виде:

. (3)

Пока без обоснования выберем 4 набора чисел, соответствующих 4 векторам . Получим:

(4)

Используя эти значения компонент векторов сигналов можем записать сами сигналы:

(5)

Энергия этих сигналов: , то есть коэффициенты имеют смысл амплитуд сигналов, а концы векторов максимально разнесены (смотри рисунок). Дальнейшее увеличение разноса может быть получено только за счет увеличения энергии сигнала, то есть методом грубой силы.