Кодирование и модуляция.

Балтийский федеральный институт имени И. Канта

Физико-технический факультет

Утверждаю
Заведующий кафедры
к.т.н., доцент
А. Шпилевой
«___»_________ 200__ г.

Л Е К Ц И Я № 3

Тема:«Преобразование дискретных и непрерывных сообщений в сигналы»

Текст лекции по дисциплине:«Теория электронной связи»

Оговорена и одобрена на заседании кафедры
протокол №___ от «___»___________200__г.

Г. Калининград 2012 г Кодирование и модуляция..

Текст лекции № 3

по дисциплине:«Теория электронной связи»

«Основные понятия теории электронной связи»

по дисциплине:«Теория электронной связи»

«Преобразование дискретных и непрерывных сообщений в сигналы»

Введение

Во всех современных системах связи употребляется стандартный набор операций, которые проводятся над сообщениями для передачи их по каналам. Более важными из их являются кодирование и модуляция.

Кодированию Кодирование и модуляция. подвергается источник сообщений. Приобретенный код является первичным. Потом кодовые композиции этого кода подвергаются вторичному кодированию сложным помехоустойчивым кодом.

Для согласования, приобретенного в итоге кодировки сигнала с линией связи, используют модуляцию.

Для современных систем связи характерен переход на цифровые способы передачи непрерывных сообщений. Потому нужно разглядеть главные операции, которые создают Кодирование и модуляция. над сигналом при преобразовании его в цифровую форму.

Данный материал нужен для предстоящего исследования всех особых дисциплин. Познания обозначенных вопросов посодействуют вам сформировать современное техническое миропонимание.

Кодирование и модуляция.

Преобразование дискретного сообщения в сигнал обычно осуществляется при помощи 2-ух операций – кодирование и модуляция.

Кодирование представляет собой преобразование сообщения в последовательность Кодирование и модуляция. кодовых знаков, а модуляция – преобразование этих знаков в сигналы, применимые для передачи по каналу. При помощи кодировки и модуляции источник согласуется с каналом.

Для передачи букв российского алфавита нужно передать числа от 0 до 31. Для передачи хоть какого числа, записанного в десятичной форме, требуется передача 10 цифр – от 0 до 9. На практике Кодирование и модуляция. для этого необходимы 10 сигналов, которые соответствуют разным цифрам. Систему передачи дискретных сообщений можно упростить, если пользоваться при кодировке двоичной системой счисления. Понятно, что в качестве основания счисления можно принять хоть какое целое число . Потому хоть какое число N можно представить в последующем виде:

(1.1)
где коэффициенты, принимающие значения Кодирование и модуляция. от 0 до (m-1).

Задаваясь величиной можно выстроить всякую систему счисления.

При выходит двоичная система, в какой числа записываются при помощи 2-ух цифр «1» и «0». К примеру, число 12 в двоичной системе записывается 1100, что соответствует выражению Сложение в двоичной системе осуществляется оковём поразрядного сложения без переноса в старший разряд («сложение по модулю два Кодирование и модуляция.»). Правила этого сложения последующие: 0+0=0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=0.

Если конвертировать последовательность частей сообщения в последовательность двоичных чисел, то для передачи последних по каналу связи довольно передать всего только два различимых сигнала. К примеру, знаки «0» и «1» могут передаваться колебаниями с разными частотами либо импульсами тока разной полярности. Благодаря собственной простоте двоичная система счисления Кодирование и модуляция. обширно используется при кодировке дискретных сообщений.

Процесс кодировки заключается в преобразовании частей сообщения в надлежащие имчисла(кодовые знаки). В итоге этой операции каждому элементу сообщения присваивается определённая совокупа кодовых знаков, которая именуется кодовой композицией. Совокупа кодовых композиций, отображающих дискретные сообщения, образует код. Огромное количество вероятных кодовых знаков именуется кодовым алфавитом, а их Кодирование и модуляция. количество m – основанием кода. Число разрядов n, образующих кодовую комбинацию, именуется разрядностью кода либо длиной кодовой композиции. Зависимо от системы счисления, применяемой при кодировке, различают двоичные и m-ичныекоды.

Коды, у каких все композиции имеют схожую длину, именуют равномерными. Для равномерного кода число вероятных композиций равно . Примером такового кода Кодирование и модуляция. является код Бодо, который содержит 5 двоичных частей (m=2, n=5). Число вероятных композиций равно 25=32, что довольно для кодировки всех букв российского алфавита. Но этого недостаточно для передачи сообщений, содержащих буковкы, числа, разные условные знаки. Потому в текущее время обширно употребляется «Международный код №2» (МТК-2). В этом коде применён регистровый принцип, согласно Кодирование и модуляция. которому одна и та же пятиэлементная кодовая композиция может употребляться до трёх раз зависимо от положения регистра: российский, латинский, цифровой. Общее число разных символов при всем этом равно 84, что полностью довольно для кодировки телеграммы.

Для передачи данных рекомендован семиэлементный код МТК-5. Коды МТК-2 и МТК-5 являются первичными (ординарными). Данные коды Кодирование и модуляция. не позволяют обнаруживать и исправлять ошибки, которые могут появиться в канале связи под воздействием помех. Главным признаком, по которому можно отнести код к обычному является отсутствие проверочных знаков в кодовых композициях. Основными параметрами кодов являются: основание кода m, длина кодовой композиции n, расстояние меж кодовыми комбинациямиd, вес кодовой композиции. Расстояние охарактеризовывает различие Кодирование и модуляция. меж 2-мя кодовыми комбинациями и определяется в пространстве Хэмминга. Число ненулевых частей в кодовой композиции определяет её вес. В текущее время равномерные коды находят обширное применение, так упрощают построение автоматических буквопечатающих устройств и не требуют передачи разделительных знаков меж кодовыми комбинациями.

Неравномерные коды характеризуются тем, что у их кодовые композиции отличаются друг Кодирование и модуляция. от друга не только лишь обоюдным расположением знаков, но их количеством. Это приводит к тому, что разные композиции имеют различную продолжительность. Неравномерные коды требуют или особых разделительных символов, указывающих конец одной и начало другой кодовой композиции, или должны строиться так, чтоб никакая кодовая композиция не являлась началом другой Кодирование и модуляция.. Коды, удовлетворяющие этому условию, именуют неприводимыми либопрефиксными. Обычным примером неравномерных кодов является код Морзе, в каком знаки 0 и 1 употребляются в 2-ух сочетаниях – как одиночные (1 и 0) либо как тройные (111 и 000). Сигнал, соответственный одной единице, именуется точкой, трём единицам – тире. Знак 0 употребляется как символ, отделяющий точку от тире, точку от точки и Кодирование и модуляция. тире от тире. Совокупа 000 употребляется как разделительный символ меж кодовыми комбинациями.

По корректирующей возможности коды делятся на примитивные (первичные) и корректирующие. Коды, у каких все вероятные кодовые композиции употребляются для передачи инфы, именуют ординарными либо кодами без избыточности (простыми).В обычных равномерных кодах перевоплощение 1-го знака композиции в другой (0→1 либо Кодирование и модуляция. 1→0), приводит возникновению новейшей разрешённой кодовой композиции, т. е. к возникновению ошибки. Корректирующие коды строятся так, что для передачи сообщения употребляются не все кодовые композиции, а только некая их часть (разрешённые кодовые композиции). При помощи этой операции создаётся возможность обнаружения и исправления ошибки при неверном проигрывании некого числа знаков. Корректирующие Кодирование и модуляция. характеристики кодов достигаются введением в кодовые композиции избыточности.

Декодирование состоит в восстановлении сообщения по принятым символам. Устройства, осуществляющие кодирование и декодирование именуются соответственно кодером и декодером. Обычно, это логические устройства.

В системах передачи дискретных сообщений принято различать две группы самостоятельных устройств: кодеки и модемы.

Кодеком именуют устройства, модифицирующие сообщение в код (кодер Кодирование и модуляция.) и код в сообщение (декодер), а модемом – устройство, модифицирующее код в сигнал (модулятор) и сигнал в код (демодулятор).

Модуляция

Одним из шагов преобразования сообщения в сигнал для его передачи в канал связи является модуляция.

Модуляция – изменение какого-нибудь параметра переносчика сигнала в согласовании с функцией отображающей сообщение.

Несущим сигналом может быть: неизменный Кодирование и модуляция. ток – проводная телеграфия; переменный ток низкой либо высочайшей частоты – телефония, тональная телеграфия, фототелеграф, телемеханика; высокочастотные импульсы - радиорелейная связь.

Модулируемые характеристики именуются информативными, и в качестве их могут употребляться: амплитуда; фаза; частота и др.

Употребляются последующие типы модуляции: гармоническая; импульсная; дискретная и их разновидности.

Демодуляция – отделение полезного (модулирующего Кодирование и модуляция.) сигнала от несущей. Модуляция и демодуляция осуществляется при помощи устройств, именуемых модулятором и демодулятором.

Модем– устройство, модифицирующее код в сигнал (модулятор) и сигнал в код (демодулятор), применяемое для передачи данных по каналам связи.

Манипуляция – модуляция, при которой модулируемый параметр может принимать фиксированное число – m дискретных значений.

Гармоническая модуляция

При гармонической модуляции в Кодирование и модуляция. качестве несущей употребляется сигнал:

(1.3)
где амплитуда колебаний;
частота колебаний;
фаза колебаний.

Она в большинстве случаев применяется при передаче двоичных кодов и именуется манипуляцией. Употребляются разные виды гармонической модуляции (набросок 1).

Амплитудная модуляция (АМ) – при всем этом посылка передается при «1» и отсутствует при «0».

(1.4)
где частота несущей.

Частотная модуляция (ЧМ) – при всем этом частота Кодирование и модуляция. посылки при «1» и при «0» (к примеру: 100 Гц и 1кГц).

(1.5)
где частота манипуляций.

Фазовая модуляция (ФМ) – при всем этом фаза изменяется на 180 градусов при изменении с «0» на «1» и с «1» на «0».

(1.6)

Набросок 2 – Виды гармонической модуляции

Сопоставление видов модуляции. Разные типы модуляции отличаются: по требуемой мощности для организации передачи; по требуемой полосе частот Кодирование и модуляция. либо ширине диапазона; по помехозащищенности; по экономичности и простоте реализации.

Не считая перечисленных видов гармонической манипуляции существует много разновидностей либо производных способов. К примеру, способ относительной фазовой модуляции (ОФМ), который отличается высочайшей помехозащищенностью. Этот вид модуляции обширно употребляется в модемах.

Импульсная модуляция

При импульсной модуляции в качестве несущей употребляется сигнал Кодирование и модуляция.:

(1.7)
где функция, описывающая одиночный импульс последовательности;
период повторения импульсов;
продолжительность 1-го импульса.
амплитуда импульсов.

Употребляются разные виды импульсной модуляции (см. рис.2).

Сообщение при использовании импульсной модуляции может быть представлено в виде двоичного кода.

Переносчик– последовательность импульсов определенной амплитуды, продолжительности , частоты следования и фазы

Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) – зависимо от посылки Кодирование и модуляция. «0» либо «1» изменяется амплитуда передаваемых импульсов.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, ДИМ) – зависимо от посылки «0» либо «1» изменяется продолжительность передаваемых импульсов.

Фазоимпульсная модуляция (ФИМ) – зависимо от посылки «0» либо «1» изменяется фаза передаваемых импульсов.

Частотно импульсная модуляция (ЧИМ) – зависимо от посылки «0» либо «1» изменяется период следования импульсов.


kogda-delat-uprazhneniya.html
kogda-dopoet-poslednij-kit.html
kogda-eshe-mozhno-hodit-v-cerkov.html