Controlul Landmark 2
Secțiunea 5. baseband
Curs №9.Teorema Nyquist. Lățimea minimă a lățimii de bandă Nyquist. armonizarea spectrului. semnal aparat de conversie. Transcodare. algoritmi de codificare digitală: coduri alfabetice, coduri de semnal liniare simple (codare faze, Manchester codare).
Transmiterea informațiilor digitale: Manual pentru Liceele / GA Emelyanov VO Schwartzman - M. Radio și Comunicații, 1982-240 cu.
Cuvinte cheie: Nyquist teorema, lățimea de bandă minimă de coordonare a spectrului, inter-simbol interferențe, filtru Nyquist, transcodare, codurile alfabetice, codificarea de fază, Manchester codificare.
Termenul „semnal / zgomot“
Determinarea filtrului potrivire
Codul 2B1Q Potențial
Aplicarea de codificare logică pentru a îmbunătăți proprietățile potențiale coduri.
Rezumate pentru o prelegere
transmisie de bandă îngustă. Semnal / zgomot
Principalul criteriu pentru calitatea comunicațiilor este - raportul dintre puterea medie a semnalului la puterea de zgomot mediu (S / N sau SNR) mii. În comunicarea digitală ca un criteriu de calitate utilizat versiune normalizată a SNR,
Una dintre cele mai importante valori de calitate în sistemele de comunicații digitale este un grafic de dependență a probabilității de eroare aspect de biți
.
Un filtru de potrivire (filtru de potrivire) - este un dispozitiv liniar, proiectat pentru a produce la ieșire posibil pentru un raport semnal S / N transmis dat.
Filtrele convenționale sunt tăiate componentele spectrale nedorite ale semnalului recepționat menținând în același timp precizia unui semnal de reproducere în regiunea spectrală lărgimea de bandă numită clorhidric selectat (pass-band).
În filtrele convenționale, utilizate semnale aleatoare, iar rezultatul de filtrare este determinată numai de benzi de semnale, în timp ce-WIDE filtre concepute pentru semnalele cunoscute care au parametrii aleatoare-ry (cum ar fi amplitudinea și timp) potrivire.
În receptor digital de comunicare obrabaty-Vaeth a primit semnale utilizând cele două tipuri de filtre. Obiectul unui filtru convențional este izolarea și recuperarea semnalului de aproximare de înaltă precizie cu rezultatul filtrului următor viteze potrivire. Potrivite energie filtru kaplivaet a semnalului primit, iar la momentul eșantionării (t = T) la ieșirea filtrului este o tensiune proporțională cu această energie, urmat de un semnal de detecție suplimentară și de prelucrare.
răspuns puls Im al filtrului cu ridicat cosinus tip caracteristic, numit Nyquist puls-tsya.
Figura 9.1. impuls Nyquist
Lățimea de bandă minimă teoretică a sistemului. necesare pentru simbolurile detector-tirovanie Rs / secundă, este egal cu R / 2 Hz. Acest lucru este posibil în cazul în care pe valoarea peredatoch funcția H (f) al sistemului are o formă dreptunghiulară. Pentru sistemele de joasă frecvență cu H (f). care este unilateral ½T filtru de bandă de lățime (filtru ideală Nyquist), H (f) funcția de răspuns la impuls. calculat folosind transformata inversă Fourier este dată de h (t) = Sinc (t / T). Impuls descris funcția Sinc (t / T). Este numit puls ideal pentru Nyquist; are o infinită ness Durata și este formată din numeroase petale: principale și laterale, numite cozi.
Nyquist a constatat că, dacă fiecare impuls primit secvență are o formă Sinc (t / T). impulsuri pot fi detectate fără interferență inter-simbol-TION. -TION de inter-simbol interferență (ISI și ISI) - efecte parazitare asociate cu „suprapunere“ pe toata durata simbolurilor pilot adiacente într-un canal cu propagarea undelor radio multipath.
Figura 9.2. canale Nyquist pentru zero, inter-inter-simbol venție: funcția de transfer dreptunghiular al sistemului și impulsul primit
Pentru a detecta sistemul de joasă frecvență la 1 impulsuri / T (caractere) pe secundă, lățimea de bandă trebuie să fie egală cu 1 / 2T; cu alte cuvinte, un sistem cu o lățime de bandă de W = 1 / 2T = Rs / 2 Hz poate menține rata de transfer maxim 2W = 1 / T = Rs simboluri / s (restricție Nyquist lățime de bandă) fără ISI. Prin urmare, atunci când filtrarea ideală Nyquist (și interferența inter-simbol zero), posibila rata maximă simbol în banda Hertz, numita rată simbol sigiliu (ambalaj simbol rată), egală cu 2 simboluri / s / Hz.
Filtru Nyquist - o funcție de transfer de filtru poate fi reprezentat printr-o funcție dreptunghiular, ghemuiesc cu orice funcție de frecvență, chiar simetrică.
Nyquist Puls - Această formă de impulsuri, care poate fi descrisă de funcția sinc (t / T), înmulțit cu o altă funcție de timp.
Parametrul principal este comunicații eficiența lățimii de bandă, R / W, măsurată în biți / s / Hz, aceasta este o măsură a ratei de transfer de date pe unitatea de lățime de bandă, și, prin urmare, arată cât de eficient orice metodă de semnalizare utilizează resursa de lățime de bandă.
semnal aparat de conversie
HIPS - asigura coordonarea parametrii sursei de semnal cu debitul canalului de date.
Potrivirea se poate face prin:
potrivire spectrală se poate face în două moduri:
- c folosind unda purtătoare (modulare).
Este cunoscut faptul că spectrul unei secvențe de puls dreptunghiular este de forma (sinx) / x, cu un maxim la frecvența zero. Energia principală este în acest caz sa concentrat semnale în banda de frecvență [0 ÷ 1 / ]. Canalul de comunicare, datorită prezenței transformatoarelor de decuplare, componenta DC nu trece. Din cauza acestui single-ended semnale vor experimenta distorsiuni semnificative.
Când recodificarea semnalele originale sunt înlocuite cu semnale de o altă structură de caracteristici spectrale, care sunt în acord cu mai bine parametrii de canal de comunicare prestabilite.
Pe lângă sarcina principală - se potrivesc Spectre atunci când transcodarea încearcă să găsească un cod care să asigure:
cea mai mică lățime a spectrului la aceeași viteză de transmisie;
sincronizare între emițător și receptor;
costuri reduse de punere în aplicare;
capacitatea de a detecta erorile.
Figura 9.3. Cele mai simple coduri de transcodare
Cea mai simplă soluție este un cod bipolar (Fără revenire la zero NRZ).
Avantaj: lățime de bandă mică; punerea în aplicare simplă; Nu există nici o redundanță.
Dezavantaje: pierderea de sincronizare la lunga serie de elemente de același semn.
De obicei, atunci când transcodarea un semnal este introdus la redundanța.
Există două modalități prin introducerea de redundanță.
1. Creșterea în procesul de re-codificare a bazei de cod (creșterea numărului de poziții semnificative au fost create două poziții semnificative și, prin urmare, 3).
De exemplu, alternanța cod polaritate (ERC aka AMI): 0 este înlocuit cu 0 și 1 ± 1 - alternează
Avantaje: Acest cod elimină componenta de curent continuu; Având în vedere că alternanța este necesar, un astfel de cod poate detecta o eroare.
Dezavantaje: este codul 0,37 redundante; principalul dezavantaj - pierderea frecvenței ceasului când se transmite o lungă serie de zerouri.
2. în a doua abordare, fiecare element din intervalul unitate este înlocuită cu două impulsuri de polarități diferite - cod Manchester.
Avantaje: semnalul este schimbat cel puțin o dată pe interval unitate, adică Ea posedă proprietăți bune de auto-sincronizare; nu are o componentă constantă; în cazul în care diferența nu este în intervalul de unitate, o eroare
Dezavantaje: codul de redundanță 0.5 (mai mare decât ERC).
Codul 2B1Q potențial.
La sistemele de rețele xDSL ISDN și este utilizat pe scară largă de cod 2B1Q.
Figura 9.4. Codul 2B1Q Potențial
4 este utilizat pentru transmiterea pozițiilor semnificative, în care un impuls transportă 2 biți de informație. Pentru acest cod, rata de transfer de informații este dublul ratei de modulare R = 2B.
Avantaje: necesită mai puține frecvențe ale canalului de bandă, cu o rată predeterminată R.
Dezavantaje: să se facă distincția clară între 4 nivele pe fondul de zgomot este nevoie de transmițător de mare putere; atunci când transmite perechi identice de semnal de biți este convertit într-o componentă de curent continuu.
Aplicarea de codificare logică pentru a îmbunătăți proprietățile potențiale coduri.
Potential de cod ERC, cod bipolar, 2B1Q-au o lățime de bandă îngustă, care este avantajul lor, dar suferă o componentă de curent continuu și pierderea de sincronizare în transmiterea de lungă serie de elemente sau grupuri identice. codificare logic (LC) este folosit pentru a combate acest fenomen.
codificare logică - înlocuirea secvențelor lungi de elemente, ceea ce duce la o constantă potențiale alte secvențe elimina acest neajuns.
Pentru metoda de codificare logică caracterizată prin 2:
Codurile în exces bazate pe împărțirea secvenței originale în porțiuni (simboluri) și porțiunea inițială a înlocuirii, noii biți având o cantitate mai mare. Deoarece caracterele conțin biți redundante, numărul total de combinații de cod în ele decât în original.
Cod 4B / 5B. Fiecare element de patru sursă se înlocuiește cu cinci elemente de cod de ieșire. Elementele de ieșire sunt selectate astfel încât să se evite lungi serii de elemente „periculoase“ care duc la apariția „postoyanke“ sau pierdere de sincronizare. Combinațiile de cod de ieșire rămase sunt considerate a fi interzise, ceea ce permite detectarea erorilor.
Bruiere - transformare reversibilă a structurii fluxului digital fără modificarea vitezei de transmisie pentru a obține proprietățile unei secvențe aleatoare.
întrebări de testare cu privire la acest subiect:
Explicați conceptul de „raport semnal / zgomot
Ce naznacheniesoglasovannogo filtru
Care este interferența inter-simbol-TION
Ceea ce se numește pulsul Nyquist
Listă, la ce parametri armonizeaza parametrii de semnal de caracteristicile canalului.
Care necesită aprobarea spectrului.
Ce metode efectuat semnal de spectru de coordonare.
Ce este transcodare.
Enumerați avantajele și dezavantajele codului bipolar.
Enumerați avantajele și dezavantajele codului de aplicație cu polarități alternante.
Enumerați avantajele și dezavantajele codului Manchester.
Ce cod se numește 2B1Q.
Care este codificarea logică și pentru ce se utilizează.
conversie 4B / 5B explica sensul și scopul acesteia.