Частотно–компактні коди

У цифрових системах передачі цифровий сигнал з виходу АЦП надходить у канал зв'язку, на вході якого використовується пристрій сполучення сигналу з каналом.

Сигнал, отриманий у результаті квантування і двійкового кодування непридатний для передачі каналом зв'язку з обмеженою смугою пропускання за такими причинами:

1) отриманий цифровий сигнал має широкий спектр;

2) спектр сигналу має значну частку (частину) низькочастотних складових;

3) спектр має постійну складову.

Для оптимізації спектра сигналу, який передається лінією зв'язку, використовується частотно–компактнекодування.

Частотно–компактне кодування повинне забезпечувати:

- мінімальне значення спектральної щільності потужності на нульовій частоті і її обмеження на нижніх частотах;

- мати дискретну складову на тактовій частоті, яка легко виділяється на фоні неперервної частини спектра;

- спектр сигналу повинний бути досить вузькосмуговим для передачі каналом зв'язку без спотворень;

- малу надлишковість, для зниження відносної швидкості передачі в каналі зв'язку;

- мінімально можливі довжини блоків повторюваних символів (“1” і “0”);

- диспаритетність – нерівність кількості “0” і “1” у кодових комбінаціях.

Для одержання необхідної статистичної структури лінійного сигналу застосовують перетворення коду, тобто перетворення символів, групи символів, кодових комбінацій або групи кодових комбінацій початкового коду у відповідні символи, групи символів, кодові чи комбінації групи кодових комбінацій іншого коду.

У залежності від методу перекодування всі лінійні коди можна розділити на неперервні і блокові.

У випадку використання неперервного частотно–компактного коду перекодування і перетворення вхідної імпульсної послідовності здійснюється посимвольно.

При блоковому перекодуванні символи вхідної послідовності спочатку надходять у проміжний накопичувач, потім паралельно перекодуються і знову передаються послідовно. При цьому довжина блоку може бути постійною (рівномірні блокові коди) і змінною (нерівномірні блокові коди).

За величиною основи частотно–компактні коди поділяються на двійкові і m –ичні.

Для двійкового кодування кількість рівнів вхідного сигналу m = 2, а кількість рівнів вихідного сигналу m може дорівнювати 2 (дворівневе кодування) або 3 (трирівневе кодування). Дворівневе кодування може бути однополярним (+1,0) і двополярним, чи симетричним (+1, (1). Трирівневе кодування може бути однополярним (+2, +1, 0) і двополярним (+1,0,–1). Однополярні методи кодування застосовуються в оптичних лініях зв'язку. В електричних лініях зв'язку можуть використовуватися як однополярні, так і двополярні методи кодування.

На рис. 1 для ілюстрації наведені деякі частотно–компактні коди.

Рис. 1, а - початкова двійкова послідовність, яка складається з чотирирозрядних кодових комбінацій.

Рис. 1, б - код RZ -ReturntoZerocode-трирівневий код з поверненням до нуля.

Рис. 1, в - код ADI -AlternateDigitInversioncode- двійковий код з інверсією полярності сигналу на кожнім другому двійковому розряді, у результаті чого формується двухполярный дворівневий код.

Рис. 1, г - код AMI -AlternateMarkInversioncode (інша назва ЧПІ - код з чергуванням полярності імпульсів) - двійковий код RZ з інверсією на кожній «1». Може бути отриманий з коду ADI шляхом інверсії кожної парної «1», у результаті чого формується двополярнийтрирівневий код.

Рис. 1, д - код - HDB3 - High–Density Bipolarcodeoforder 3 -двополярний код високої щільності порядку 3. Є модифікацією коду AMI, скорочуючи кількість нулів у нульовій послідовності до трьох.

У сучасних цифрових системах передачі перед перетворенням коду звичайно застосовують скрембліровання початкової двійкової послідовності.

Висновки

1. За своїм призначенням кодування поділяється на просте, економне і завадостійке. Просте (примітивне) кодування застосовується для узгодження джерела повідомлень з каналом зв'язку. Метою економного кодування є мінімізація середньої довжини кодової комбінації на елемент повідомлення. Завадостійке кодування дозволяє виявляти і (або) виправляти помилки, які виникають при передачі сигналів каналом зв'язку.

2. При економному кодуванні код повинний задовольняти статистиці повідомлення: більш короткі комбінації повинні відповідати більш імовірним символам, а більш довгі менш імовірним.

3. Для поліпшення статистичних і спектральних характеристик систем передачі дискретних повідомлень застосовують скрембліровання дискретних сигналів.

4. При передачі цифрових сигналів каналами зв'язку з обмеженою смугою пропускання застосовують частотно–компактне кодування початкової двійкової послідовності.

Дата добавления: 2014-01-04