Материал: Телекоммуникационные системы и сети - КНИГА

Дискретные сигналы дискретного времени (сокращенно дискретные) (рис. 9.6) в дискретные моменты времени могут принимать только разрешенные (дискретные) значения.

Рис. 9.7. Цифровой сигнал данных

Сигналы, формируемые на выходе преобразователя дискретного сообщения в сигнал, как правило, являются по информационному параметру дискретными, т. е. описываются функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений.

В технике передачи данных такие сигналы называют цифровыми сигналами данных (ЦСД). Рассмотрим далее основные определения, относящиеся к ЦСД.

Параметр сигнала данных, изменение которого отображает изменение сообщения, называется представляющим (информационным) параметром сигнала данных [5].

На рис. 9.7 изображен ЦСД, представляющим параметром которо-го является амплитуда, а множество возможных значений представляющего параметра равно двум (и = U-\ и и = 0).

Часть цифрового сигнала данных, отличающаяся от остальных частей значением одного из своих представляющих параметров, называется элементом ЦСД.

Фиксируемое значение состояния представляющего параметра сигнала называется значащей позицией. Момент, в который происходит смена значащей позиции сигнала, называется значащим моментом (ЗМ). Интервал времени между двумя соседними значащими моментами сигнала называется значащим интервалом времени (ЗИ).

Минимальный интервал времени, которому равны значащие интервалы времени сигнала, называется единичным интервалом (см. рис. 9.7 интервалы а-б, б-в и др.).

Элемент сигнала, имеющий длительность, равную единичному интервалу времени, называется единичным элементом (е.э.).

Термин «единичный элемент» - один из основных в технике передачи данных. В телеграфии ему соответствует термин элементарная

посылка (ГОСТ 22515-77).

Различают изохронные и анизохронные сигналы данных. Для изохронного сигнала любой значащий интервал времени равен единичному интервалу или их целому числу. Анизохронными называются сигналы, элементы которых могут иметь любую длительность, но не менее чем . Другой особенностью анизохронных сигналов является то, что анизохронные сигналы могут отстоять друг от друга на произвольном расстоянии.

9.2. Системы и сети электросвязи

Системы передачи дискретных сообщений. Структурная схема системы ПДС изображена на рис. 9.8. Источник и получатель сообщений вместе с преобразователем сообщения в сигнал в состав системы ПДС не входят.

Символы от источника дискретных сообщений поступают в виде кодовых комбинаций, которые состоят из единичных элементов (посылок). Кодовая комбинация характеризуется основанием кода т и числом единичных элементов, составляющих кодовую комбинацию (длиной кода n), которая отображает передаваемый символ а_i. Основание кода характеризует возможное число различимых значащих позиций поступающего от ИС-сигнала.

В технике ПДС наибольшее распространение получили коды с основанием 2. Такие коды часто называют двоичными, или бинарными.

Основная причина широкого применения двоичных кодов - простота реализации, надежность элементов двоичной логики, малая чувствительность к действию внешних помех и т.д. Поэтому в дальнейшем во всех случаях (если это не будет оговорено особо) рассматриваются только двоичные коды.

Сообщение, поступающее от источника сообщений, в ряде случаев содержит избыточность. Это обусловлено тем, что символы , входящие в сообщение, могут быть статистически связаны. Это позволяет часть сообщения не передавать, восстанавливая его на приеме по известной статистической связи. Так, кстати, поступают при передаче телеграмм, исключая из текста союзы, предлоги, знаки препинания, поскольку они легко восстанавливаются при чтении телеграммы на основании известных правил построения фраз и слов. Конечно, избыточность в принимаемой телеграмме позволяет легко исправить часть искаженных слов (правильно их прочитать). Однако избыточность приводит к тому, что за заданный промежуток времени будет передано меньше сообщений, и, следовательно, менее эффективно будет использоваться канал передачи дискретных сообщений. Задачу устранения избыточности на передаче в СПДС выполняет кодер источника.

Рис. 9.8. Структурная схема источника ПДС

Рассмотрим основные идеи «сжатия» сообщений или, точнее, сокращения избыточности, содержащейся в сообщении. Пусть в течении времени T передается некоторое сообщение, состоящее из N букв. Каждая буква представлена равномерным n-элементным кодом. Идея эффективного кодирования, направленного на снижение избыточности, основывается на использовании неравномерных кодов -кодов, для которых длина кодовой комбинации будет обратно пропорциональна вероятности появления буквы, которую она отображает. При этом средняя длина комбинации

где n* - длина k-й кодовой комбинации; p_k - вероятность появления в тексте k-й кодовой комбинации; К - алфавит источника или число разновидностей кодовых комбинаций.

Так как n* должно быть меньше n, то время передачи сообщения

а коэффициент сжатия

Каковы потенциальные возможности сжимающих устройств? Ответ на этот вопрос дал К. Шеннон. Он показал, что , где Н(А) -онтропия сообщения, определяемая выражением

Таким образом, нельзя закодировать сообщение так, чтобы сред-няя длина кодовой комбинации была меньше энтропии сообщения. С другой стороны, n* < Н(А) + 1. Среднее число элементов на сообщение (букву) можно уменьшить, если кодировать не каждую букву в отдельности, а блоки из букв алфавита А. В этом случае можно получить среднее число элементов на букву сколь угодно мало отличаю-щееся от энтропии, но при этом увеличивается сложность реализации процедуры сжатия.

Существует множество различных процедур сжатия, отличающих-i и эффективностью и сложностью реализации. Одна из таких процедур задается протоколом V.42bis, широко используемым в современных модемах. Описание этой процедуры можно найти в [6].

С целью повышения верности передачи используется избыточное кодирование, позволяющее на приеме обнаруживать или даже исправлять ошибки.

В процессе кодирования осуществляется преобразование исходной кодовой комбинации V, в результате чего получаем кодовую комбинацию V^* = φ(V). В процессе кодирования, которое осуществляется в кодере канала, в кодовую комбинацию вносится избыточность. На приемном конце декодер канала осуществляет обратное преобразование (декодирование), в результате которого получаем комбинацию исходного кода V. Часто кодер и декодер канала называют устройствами защиты от ошибок (УЗО).

С целью согласования кодера и декодера канала с непрерывным каналом связи (средой, в которой осуществляется, как правило, передача непрерывных сигналов) используются на передаче и приеме устройства преобразования сигналов (УПС). В частном случае это -модулятор и демодулятор. Совместно с каналом связи УПС образуют дискретный канал, т.е. канал, предназначенный для передачи только дискретных сигналов (цифровых сигналов данных).

Различают синхронные и асинхронные дискретные каналы. В синхронных дискретных каналах ввод каждого единичного элемента производится в строго определенные моменты времени и они предназначены для передачи только изохронных сигналов. По асинхронному каналу можно передавать любые сигналы - изохронные, анизохронные, поэтому такие каналы получили название «прозрачных» или «кодонезависимых». Синхронные каналы «непрозрачные» или «кодозависимые».

Дискретный канал в совокупности с кодером и декодером канала (УЗО) называется расширенным дискретным каналом (РДК). Если применительно к дискретному каналу рассматривается передача единичных элементов, принимающих значение 0 или 1, и алфавит «источника», работающего на дискретный канал, можно считать равным 2, то применительно к расширенному дискретному каналу рассматривается передача кодовых комбинаций длиной п элементов и при использовании двоичного кода число возможных комбинаций равно 2". Следовательно алфавит «источника», работающего на расширенный дискретный канал, можно считать равным 2ⁿ - отсюда и название «расширенный» (В соответствии с [5] элемент алфавита называется символом. Таким образом, символами являются 0 и 1 для двоичного дискретного канала и кодовые комбинации применительно к РДК. В современной литературе по теории кодирования чаще всего под термином символ принято понимать элемент кодовой комбинации.). В технике передачи данных РДК называют каналом передачи данных.

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/161622

Смотрите также:







Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал
_10_Эмиль Золя для эл версии