Сигнально-кодовые конструкции.

Сигнально-кодовые конструкции появились в результате низкой помехоустойчивости.

Смысл СКК – это внесение избыточности с целью повышения помехоустойчивости кода: повысить количество точек на модуляционном поле, но количество используемых для модуляции оставить постоянным.

CCК несущественно уменьшают скорость передачи за счет уменьшения числа цифровых импульсов и внесения числа избыточности, и существенно увеличивает помехоустойчивость.

Избыточность кода формируется путем использования сверточного кодирования с информационными импульсами. На модуляционном поле часть модуляционных точек КАМА перестает быть разрешенными и используется для обнаружения ошибок в процессе передачи информации.

 

 

Вероятность ошибки при различны видах модуляции

Вероятность ошибки зависит от отношения сигнал-шум

Отношение сигнал-щум – это отношение энергии одного бита к спектральной мощности шума.

,

где – энергия бита

– энергия сигнала

С – скорость передачи

Отношение сигнал-шум можно легко получить из формулы Шенона

Сущ. энергия символов

,

где М – разрядность системы

В большинстве формул используется функция Крампа

Существует 2 варианта реализации функции Крампа:

 

С увеличением х значение функции Крампа возрастает

		MS2
ФМ
ОФМ
ЧМ

 

КАМ

 

 

Кодирование

Процедура кодирования заключается в преобразовании набора сигналов в усовершенствованный набор, который обеспечивает необходимую вероятность битовой ошибки

Основными задачами кодирования являются:

- уменьшение спектра сигнала

- обнаружение и возможность исправление ошибок

- уменьшение мощности сигнала

Для выполнения первой задачи основную частоту кодируемого сигнала пытаются приблизить к 0

2-ая задача – для повышения помехоустойчивости сигнала

3-ья задача – мощность сигнала влияет на динамический диапазон сигнала

Основные коды:

Потенциальный код NRZ

Код NRZ(никогда не попадающий в 0)

Это двухуровневый код. Уровень 1 соответствует положительному потенциалу, 0 – отрицательному. Этот код никогда не приходит в 0 и считается не рабочим.

Достоинства:

-простота реализации

-наличие всего двух уровней, потенциальное расстояние между которыми велико и равно 2U. Это расстояние характеризует напряжение помехи

-небольшой спектр сигнала

частота этой синусоиды будет характеризовать основную частоту этого спектра сигнала. Она равна N/2, где N – скорость передачи сигнала

Недостатки:

1-наличие 2-х потенциалов в выходном сигнале

2-сложность синхронизации. Если будет длительная последовательность 0 или 1, то сигнал будет сбиваться (приведет к рассинхронизации)

Биполярное кодирование AMI

Код AMI (3-хуровневый код)

Этот код устойчив к появлению последовательности 1 и имеет лучшие показатели по самосинхронизации, однако он тоже неустойчив к последовательности 0 и тоже теряет самосинхронизацию. Основная частота чем меньше, тем меньше частота сигнала

F=N/4

Недостаток: наличие 3-х уровней

AMI- модификация NRZ.

Потенциальный код NRZI

При наличии 1 меняем потенциал, при наличии 0 не меняем потенциал. Этот код устойчив к середине единицы и имеет по отношению к NRZ повышенный показатель синхронизации. Он неустойчив к последовательности 0. В отличии от AMI этот код может применяться в оптических системах. Эти коды AMI и NRZI применяются с небольшими модификациями цепи, котор. уступают последовательности 0, для этих целей применяется скремблеры. Эти приборы применяют исходные позиции по заданному алгоритму с целью предотвращ. послед.-ти

Удобный для ВОЛС!

Недостатки: большой спектр сигнала, потеря реализации

Для борьбы с последовательностью нулей:

Биполярный импульсный код

При использовании биполярного кода на каждом такте кодовая комбинация принимает 2а значения уровня на каждые 0.5 такта.

При 1 используются уровни 0 и +1, при 0 используются 0 и -1.

Недостатки:

1-наличие 3-х уровней, которые может принимать кодовая последовательность

2-широкая полоса спектра закодир. сообщ.

При чередовании 1 и 0

 

В настоящее время код не применяется.

импульсные NRZ, AMI, NRZI

Манчестерский код

Манчестерский код – биполярный. Применяется в настоящее время, используется 2 уровня сигнала:

Обладает свойствами синхронизации.

Преимущества:

-имеет 2 уровня, следовательно, облегчает построение аппаратуры, позволяет использовать код в оптических схемах.