- •Основы теории передачи данных
- •Лекция 1 История развития техники передачи дискретных сообщений
- •Особенности систем дискретной связи
- •Структурная схема системы передачи дискретной информации
- •Виды систем передачи дискретной информации
- •Понятие кодирования
- •Основные понятия в области кодирования
- •Параметры кодов
- •Классификация кодов
- •Стандартные первичные коды
- •1. Стандартный пятиэлементный код
- •2. Стандартный семиэлементный код
- •Лекция 2 Понятие о дискретной модуляции
- •Основные понятия дискретной модуляции
- •Виды дискретной модуляции
- •1. Виды параметрической модуляции. Несущий сигнал - постоянный ток
- •Несущий сигнал - переменный ток
- •2. Относительная модуляция
- •Способы увеличение пропускной способности канала с использованием свойств дискретной модуляции
- •Прохождение дискретного канала по каналу связи Общие сведения о линиях и каналах связи
- •Проводные и кабельные каналы
- •Радиолинии и радиоканалы
- •Перспективные типы линий и каналов
- •Способы передачи сигнала по каналу связи
- •Сочетание последовательного и параллельного методов передачи сигнала по каналу связи
- •Распределители. Основные характеристики
- •Лекция 3 Общие сведения о каналах связи для передачи дискретных данных
- •Способы повышения пропускной способности канала связи
- •Скорость передачи дискретной информации
- •Виды помех в канале связи
- •Механизм появления искажений импульсов
- •Классификация искажений
- •Характеристика искажений преобладания
- •Характеристика характеристических искажений
- •Характеристика случайных краевых помех
- •Закон распределения вероятностей искажений
- •Лекция 4 Прием элементов дискретных сигналов Понятие регистрации сигнала
- •Метод стробирования
- •Интегральный метод регистрации
- •Понятие об ошибках. Поток ошибок
- •Классификация ошибок
- •Коэффициенты ошибок
- •Расчет вероятности ошибок
- •Математические модели ошибок
- •Общие сведения об измерении искажений и ошибок
- •Методика измерения искажений
- •Методика измерения ошибок
- •Лекция 5 Методы повышения верности передачи дискретных данных
- •Избыточность сигналов дискретной информации
- •Методы повышения верности передачи дискретных данных в системах без обратной связи
- •Методы повышения верности передачи дискретных данных в системах с обратной связью
- •Принципы помехоустойчивого кодирования
- •Доля ошибок, обнаруживаемых корректирующим кодом
- •Доля ошибок, исправляемых корректирующим кодом
- •Кодовое расстояние
- •Связь расстояния Хэмминга и корректирующих свойств кода
- •Определение требуемого числа проверочных разрядов
- •Классификация помехоустойчивых кодов
- •Лекция 6 Коды Хэмминга Общие сведения
- •Понятие синдрома
- •Построение кода Хэмминга
- •Понятие проверочной матрицы
- •Обнаружение ошибок кодом Хэмминга (9,5)
- •Понятие порождающей матрицы
- •Связь порождающей и проверочной матриц кода Хэмминга
- •Матричное построение систематических кодов с поэлементным формированием проверочной группы
- •Дуальные коды
- •Лекция 7 Циклические коды Общие сведения
- •Построение разрешенных комбинаций циклического кода
- •Обнаружение ошибок при циклическом кодировании
- •Определение места ошибки. Выбор образующего полинома
- •Матричное представление циклических кодов
- •Общие сведения об итеративном коде
- •Метод исправления ошибок. Порождающая матрица итеративного кода
- •Лекция 8 Принципы построения кодирующих устройств Код с поэлементным формированием проверочной группы
- •Кодирующее устройство циклического кода
- •Принципы использования детекторов качества сигналов
- •Понятие о непрерывных и сверточных кодах
- •Содержание
Виды систем передачи дискретной информации
Система, схема которой приведена выше, является одноканальной (имеет один канал связи) и однонаправленной (имеет передатчик на стороне источника сигнала и приемник – на стороне получателя). Такая система позволяет вести между пользователями только односторонний монолог.
Реально система ПДИ может быть многоканальной, обеспечивающей передачу сообщений между многими источниками и получателями. Кроме того, от каждой системы связи требуется свойство двусторонней передачи для осуществления обмена сообщениями.
Чтобы обеспечить данные требования с обеих сторон системы ПДИ должны быть передатчик и приемник, а обмен сообщениями надо осуществлять либо по двум разнонаправленным каналам, либо по одному каналу поочередно в противоположных направлениях, либо вести одновременную встречную передачу.
Схема, в которой обмен сообщениями осуществляется по двум разнонаправленным каналам, называется симплексом. Передача по каналам может вестись одновременно и поочередно:
Симплекс
Схема, в которой обмен сообщениями осуществляется по одному каналу поочередно, в противоположных направлениях, называется полудуплексом (диалоговый режим работы):
Полудуплекс
Схема, в которой обмен сообщениями осуществляется по одному каналу одновременно, т.е. ведется одновременная встречная передача, называется дуплексом (двухсторонний диалог):
Дуплекс
Понятие кодирования
Первая операция выполняемая передатчиком – это операция кодирования, при этом каждый элемент сообщения X превращается в кодовую комбинацию f.
В общем случае под термином кодирование понимают замену символов одной графической системы символами другой графической системы. Графические системы могут быть знаковые и числовые. Знаковые системы в качестве элементов используют буквы или условные символы. Знаковые системы характеризуются определенным конечным количеством символов, которое определяется азбукой.
Числовые системы более разнообразны, так как числа могут иметь различные основания. Наиболее часто встречаются десятичная, двоичная, шестнадцатеричная системы. Но, не зависимо от основания, все числовые системы строятся единообразно: в любой числовой системе, независимо от ее основания, любое число равно сумме произведений значащих цифр системы счисления на основание в степени от 0 до (n- 1), т.е.:
где: n – количество разрядов числа,
А – значащие цифры системы счисления,
а – основание системы счисления.
Условные обозначения, основание и значащие цифры двоичной, десятичной и шестнадцатеричной систем счисления приведены в таблице:
Система счисления |
Основание а |
Значащие цифры (символы) А |
Двоичная |
2 |
0,1 |
Десятичная |
10 |
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 |
Шестнадцатеричная |
16 |
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F |
Пример
Требуется записать число 363 в различных системах счисления.
В двоичной системе:
363=1·28+0·27+1·26+1·25+0·24+1·23+0·22+1·21+1·20. Следовательно, в двоичной системе имеем: 101101011.
Для перевода числа в двоичный код можно использовать и другой прием – последовательное деление заданного числа на 2. Получаем:
(Деление продолжается до тех пор, пока целая часть частного станет равна нулю, в выражении этот нуль подчеркнут). Запишем числители остатков, начиная с последнего (т.е. последний остаток является старшим разрядом искомого двоичного числа): 101101011.
В шестнадцатеричной системе:
363=1·162+6·161+11·160. Следовательно, в шестнадцатеричной системе имеем: 16B.
Из таблицы видно, что количество значащих цифр конечно, но их разнообразие зависит от основания выбранной системы счисления. Если основание равно 10, то и значащих цифр 10, если основание равно 2, то значащих цифр две. Количество значений информационного параметра сигнала определяется основанием числовой системы выбранной при кодировании. В свою очередь помехоустойчивость и техническая реализация оконечных устройств определяется количеством значений информационного параметра сигнала (чем меньше это количество, тем лучше).
С этих позиций в системах передачи дискретных сообщений при кодировании предпочтение отдают двоичной системе счисления. Поэтому в дальнейшем под кодированием будем понимать замену графических и функциональных символов сообщения двоичными числами.
Графические символы - это буквы той или иной азбуки, арифметические знаки, десятичные цифры, грамматические и коммерческие знаки.
Функциональные символы - это команды управления органами печати аппарата, разделители и указатели информации, символы расширения алфавита, символы-заполнители, синхросигналы и пр.