Линейные коды и способы модуляции

Краткие итоги

• Скорость, которая необходима для передачи сигналов импульсно­кодовой модуляции — ИКМ, — требует специальных мер для передачи сигналов даже на небольшие расстояния. Поэтому для передачи цифровых сигналов по линии применяются специальные коды (линейные коды).
• Для устранения постоянной составляющей применяются биполярные коды. Они используют три уровня сигнала — нулевой, положительный и отрицательный.
• При длительной последовательности нулей в исходном сигнале (допускается не более 14 нулей) отсутствие передних фронтов на приеме может привести к расхождению генераторов, что в свою очередь приведет к появлению ошибок в информации. Поэтому для биполярного кода применяется алгоритм, позволяющий увеличить плотность единиц.
• При абсолютном биимпульсном коде для передачи логической единицы применяется направление изменения фронта в средней части тактового импульса. При передаче сигнала "1" используется падение фронта, а для передачи "0" применяется возрастание фронта в средней части тактового импульса.
• Преобразование к троичным кодам позволяет повысить информационность каждой передаваемой единицы. Одна из процедур состоит в сведении двоичных к троичным кодам, что позволяет кодировать комбинации меньшим числом разрядов и тем самым повысить скорость передачи. Последовательность чисел от 0 до 15 можно закодировать и передать с помощью четырех битов. При троичных кодах для этого потребуется только три разряда. Таким образом, требуемая скорость (в битах) в канале уменьшается и составляет только часть от скорости.
• Многоуровневые коды применяются для повышения скорости передачи двоичных символов. В этом случае можно говорить не о повышении скорости передачи по каналу, а об увеличении информационного содержания каждого символа.
• Модуляция — это процесс изменения параметров несущей частоты (амплитуды, частоты или фазы) по заданному закону. Она осуществляется с более низкой скоростью по сравнению с периодом высокочастотного колебания.
• Манипуляция — процесс воздействия на несущую частоту с помощью входного цифрового сигнала с целью изменения ее параметров (амплитуды, частоты, фазы).
• Фазовая манипуляция передает информацию путем воздействия цифрового сигнала на фазу частотного сигнала.
• Представление синусоидального колебания как линейной комбинации синусоидального и косинусоидального колебаний с нулевой начальной фазой называется квадратурным представлением.
• Квадратурно-амплитудная модуляция (КАМ) представляет собой дальнейшее развитие фазовой модуляции. Фазовая модуляция может быть представлена как сумма двух амплитудно-модулированных сигналов (I-канал и Q-канал), которые при сложении в канале дают фазово-модулированный сигнал. Таким образом, применяются две координаты — фаза и амплитуда.
• Амплитудно­фазовая модуляция с подавлением несущей представляет особую форму КАМ. При этом не используется генератор несущей частоты, и ее значение не передается на исходящий конец (она "вырезается" фильтром).
• Модуляция с несколькими несущими относится к методам перехода от последовательной передачи к параллельной. Принцип организации такой модуляции заключатся в том, что последовательный поток информации из символов разбивается на подблоков. Частотная полоса, занимаемая системой передачи данных, разбивается на поддиапазоны, и образуются узкие каналы.

Задачи и упражнения

1. Определить код передачи HDB-3 для следующей последовательности: 1100000010001110001. Использовать "+" для обозначения положительного импульса, "–" отрицательного.
2. Нарисовать график абсолютного биимпульсного (манчестерского) кода для последовательности п. 10.
3. Используя табл. 9.3, написать коды следующих последовательностей:
   • 00000001
   • 0010 0011 0100

   Объяснить выбор кода с учетом необходимости баланса.
4. Используя рис. 9.2, записать двоичную последовательность в троичном коде
   • 000000010100
   • 0010 0011 0100

   Нарисовать график этой последовательности.
5. Используя рис. 9.2, записать троичную последовательность в двоичном коде
   • +1, +3, –1, –3, +1;
   • –1, +3, –3, +1, –3
6. Используя формулу

   Определить для манипуляции 8-ФМ.

   Количество сдвигов фаз для передачи сигналов:

   Амплитуды сигналов каждого уровня.

   Начертить фазовую диаграмму.

   Нарисовать диаграмму передачи двоичной последовательности 000111.
7. Какую двоичную последовательность отображает следующая смена фаз.

   
8. Какая смена фаз отображает следующую двоичную последовательность:
   • 0011 1010
   • 1111 1101