Функциональная схема цифровой связи

Рассмотрим модель передачи данных с применением помехоустойчивого кодирования.

Рис. 1.1 функциональная схема цифровой связи

Источник выдает сообщение, представляющее в общем случае некоторый электрический сигнал. Этот сигнал преобразуется в цифровую форму, которая является удобной для дальнейшей обработки. В системе цифровой связи сообщения, выданные источником, преобразуются в последовательность двоичных символов. Другими словами, мы ищем эффективное представление выхода источника, которое приводит к источнику с наименьшей избыточностью или с полным ее отсутствием. Процесс эффективного преобразования выхода источника - как аналогового, так и цифрового - в последовательность двоичных символов называют кодированием источника или сжатием данных. Кодер источника последовательно выдает информационные слова фиксировано длины.

Последовательность двоичных символов от кодера источника поступает на кодер канала. Цель кодера канала состоит в том, чтобы ввести управляемым способом некоторую избыточность в информационную двоичную последовательность, которая может использоваться в приемнике, чтобы преодолеть влияние шума и интерференции, с которой сталкиваются при передачи сигнала через канал. Таким образом, добавленная избыточность служит для увеличения надежности принятых данных и улучшает верность воспроизведения принятого сигнала. Фактически избыточность в информационной последовательности помогает приемнику в декодировании переданной информационной последовательности. Например, тривиальной формой кодирования исходной двоичной последовательности является простое повторение каждого двоичного символа т раз, где т - некоторое целое положительное число. Более сложное ( нетривиальное) кодирование сводится к преобразованию блока из k информационных символ в уникальную последовательность из п символов, называемую кодовым словом. Обратная величина этого отношения, а именно k / n, названа скоростью кода.

Кодер канала заменяет каждое информационное слово u кодовым словом v. Двоичная последовательность с выхода кодера канала поступает на передатчик, цифровой модулятор преобразует кодовые слова v в соответствующие сигналы и посылает их в канал. Цифровой модулятор служит интерфейсом к каналу связи.

Канал связи - это физическая среда, которая используется для передачи сигнала от передатчика к приемнику. При беспроводной связи каналом может быть эфир (свободное пространство). С другой стороны, телефонные каналы обычно используют ряд физических сред, включая линии. Для любой физической среды, используемой для передачи информации, существенно, что передаваемый сигнал подвержен случайным искажениям из-за воздействия аддитивных тепловых шумов, генерируемых электронными устройствами; воздействия промышленных помех; воздействия атмосферных помех и т. п.

На приемной стороне цифровой связи демодулятор обрабатывает искаженный каналом принятый сигнал, в результате этой обработки-преобразования на канальный кодер поступает двоичное принятое слово r. Декодер сравнивает принятое слово r со всеми возможными кодовыми словами используемого кода. Если слово r совпадает с одним из кодовых слов, то соответствующее информационное слово и выдается потребителю. Если r отличается от всех кодовых слов, то в канале произошла обнаруживаемая ошибка. Целью применения кодирования канала является достижение совпадения переданного информационного слова u и принятого информационного слова u′.

Оценка качества работы демодулятора и декодера - это частота, с которой возникают ошибки декодируемой последовательности. Более того, средняя вероятность ошибки на бит для выходных символов декодера является характеристикой качества демодулятора-декодера. Вероятность ошибки является функцией от характеристик кода, форм сигналов, используемых для передачи информации по каналу, мощности передатчика, характеристик канала, а именно уровня шума, природы интерференции и т.д., методов демодуляции и декодирования.

Другие стьтьи в тему

Разработка устройства кодирования двухкаскадным способом
Эффективная организация обмена информацией приобретает все большее значение, прежде всего как условие успешной практической деятельности людей. Объем информации, необходимой для нормального функционирования современного общества, растет в соответствии с развитием производстве ...

Разработка комплекта конструкторских документов на стабилизатор напряжения
При проектировании, ремонте, производстве, эксплуатации, испытаниях электронных и электротехнических узлов электротехнического оборудования используется техническая документация, которая называется конструкторской. Для облегчения проектирования и разработки конструкторской документаци ...