LOGO Лекция 2 Способы представления и преобразования сообщений, сигналов и помех
LOGO v Сигнал является переносчиком информации. Электрический сигнал служит переносчиком сообщения в системах электросвязи. Выбор электрических сигналов для переноса сообщения на расстояние объясняется тем, что скорость их распространения соизмерима со скоростью света. v Электрические сигналы могут быть непрерывными и дискретными. v Непрерывный сигнал с течением времени может принимать любые, в заданных пределах, мгновенные значения. Непрерывный сигнал называют аналоговым. v Дискретный сигнал характеризуется конечным числом значений информационного параметра.
LOGO v Рисунок 1 – Виды сигналов
LOGO v На практике дискретные сообщения преобразуется в цифровой сигнал, когда последовательность отдельных значений (отсчетов) заменяется последовательностью символов 0 и 1 (двоичный код). Такой сигнал получил название цифрового. v Процесс превращения непрерывного сигнала в дискретный называется амплитудно-импульсной модуляцией АИМ. В качестве переносчика сообщений используется импульсная последовательность. Ее амплитуда изменяется по закону изменения исходного сигнала. Частота следования импульсов называется частотой дискретизации и рассчитывается по формуле: Fд 2 Fв
LOGO v При амплитудно-импульсной модуляции АИМ по закону модулирующего сигнала изменяется амплитуда импульсов, а длительность и частота следования остаются постоянными. Рисунок 2 – Процесс амплитудно-импульсной модуляции
LOGO v Сформированный групповой АИМ – сигнал подвергают операции квантования и кодирования. v Амплитудное квантование заключается в том, что множество значений амплитуд отсчетов заменяется ограниченным рядом ближайших к ним нормированных значений. Эти значения называются разрешенными уровнями. v Разность между двумя соседними разрешенными уровнями называется шагом квантования ∆. v Разность между значением АИМ-отсчета и уровнем квантования называется ошибкой квантования: ξкв=|Uаим|- |Uкв|.
LOGO v Чем больше разрешенных уровней, т. е. чем меньше шаг квантования, тем меньше ошибка квантования. Ошибка, возникшая в процессе квантования, воспринимается в канале как помеха и называется помехой квантования. v Произведя «нумерацию» уровней квантования в двоичном коде, можно передавать не сами уровни, а их квантованные значения. Полученная в результате этого преобразования импульсная последовательность является групповым ИКМ сигналом.
Линейное кодирование LOGO v При линейном кодировании квантование выполняется по равномерной шкале квантования, когда шаг квантования является постоянным. v Максимальное число уровней квантования при равномерном квантовании: M= 2 m- 1. v Нумерация уровней квантования осуществляется преобразованием десятичного числа в двоичное по следующему правилу: v 1) десятичное число условных шагов квантования представляется суммой чисел, например: 105 = 64+32+8+1; v 2) в ряду чисел единицы ставятся там, где есть числа, и нули там, где их нет: v 64+32+8+1=105; v 1 26 + 1 25 + 0 24 + 1 23 + 0 22 + 0 21 +1 20. v Совокупность коэффициентов, состоящая из нулей и единиц, называется кодовой группой. Числу 105 в десятичной системе исчисления, соответствует кодовая группа 1101001 в двоичной системе исчисления
LOGO Число единиц и нулей в кодовой группе определяет её разрядность. Если кодовая группа содержит m разрядов, то с помощью такого кода можно закодировать M = 2 m уровней. Так, при m = 3 M = 8, а при m = 7 M = 128. Т. к. телефонные сигналы являются двухполярными, при их дискретизации получают последовательность разнополярных импульсов. Для кодирования используют симметричный двоичный код, в котором для кодирования полярности импульса к ИКМ сигналу (кодовой группе) добавляется ещё один разряд слева. Положительным отсчётам присваивается единица, а отрицательным – 0. На приеме при декодировании осуществляется обратное преобразование. Входным сигналом декодера является 8 – разрядная кодовая группа. Первый разряд определяет полярность отсчета и в соответствии с принятой кодовой комбинацией включаются эталонные токи, суммарный ток которых определяет величину декодируемого АИМ – сигнала. Групповой сигнал (цикл передачи) объединяет 32 канальных интервала.
LOGO v 30 - для передачи полезной информации и 2 - для передачи служебных сигналов. Служебные сигналы (ЦС, СУВ и т. д. ) передаются в нулевом и 16 -том канальном интервалах. Каждые 16 циклов объединяются в сверхцикл с целью организации служебных каналов, в которых передаются сигналы управления и взаимодействия между приборами АТС. Эти сигналы не нуждаются в процедуре дискретизации, т. к. представляют собой токовые и безтоковые посылки. В каждом цикле можно передать сигналы СУВ для двух каналов тональной частоты, поэтому для передачи СУВ 30 каналов необходимо в сверхцикл объединить 15 циклов. 16 -тый цикл добавляется для передачи сигнала сверхцикловой синхронизации. Структура сверхцикла приведена на рисунке 3.
LOGO Рисунок 3 - Формирование группового сигнала
LOGO v Т. к. каждый символ цифрового потока занимает половину тактового интервала, то нужна последовательность импульсов с частотой следования fт и скважностью q = 2. Тактовая частота определяется: v Основным мешающим действием при передачи сигналов являются помехи. Помехами называют посторонние электрические колебания, проникающие в каналы систем передачи и мешающие нормальному приему передаваемых сигналов. Различают помехи внутренние (шумы) и внешние. v К помехам внутреннего происхождения относятся те помехи, которые обусловлены свойствами самих каналов, т. е. линейным трактом и каналообразующей аппаратурой: это - тепловые шумы линии и шумы, создаваемые усилителями, преобразователями и другими копмонентами аппаратуры. v К внешним помехам относятся помехи, возникающие вследствие переходных влияний между параллельными цепями, радиопомехи, атмосферные помехи, помехи от ЛЭП, источников питания и т. д.
LOGO v Шумы канала цифровой кабельной системы передачи обусловлены действием большого количества факторов: шумы оконечных станций, шумы линейного тракта. v Шумы ЛТ возникают за счет ошибок в линейном тракте, которые приводят к ошибкам декодирования, а значит, неправильному восстановлению передаваемого сигнала. v Шумы оконечного оборудования в основном определяются шумами квантования. Мощность шумов квантования значительно уменьшается с увеличением количества разрядов двоичного кода. v Влияние шумов оценивается величиной помехозащищенности. v Помехозащищенность – это разница между минимальным уровнем сигнала и уровнем помехи:
LOGO C l i c k t o e d i t c o m p a n y s l o g a n .
Скачать презентацию LOGO Лекция 2 Способы представления и преобразования сообщений
LEKTsIYa_7_OSNOVY_TKS.pptx