Процесс кодирования первичного сигнала.

8 – сегментная характеристика компрессии.

- знак, m = 7, = 64

№ сегмента Этап кодирования Код сегмента Нижняя граница сегмента Эталонные значения шагов квантования
Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
8 512δ
7 256 δ
6 128 δ
5 64 δ
4 32 δ
3 16 δ
2 8 δ
0 δ

Например, = 651 Þ = 1(знак)

1. 651> (= 64) Þ = 1

2. 651> (= 256) Þ = 1 номер сегмента

3. 651> (= 512) Þ = 1

4. = - = 651-512 = 139 Квантованная разность

Сравниваем с наибольшим эталонным сигналом:

5. 139 < 256 Þ = 0

6. 139 > 128 Þ = 1, следовательно = 139 – 128 =11.

7. 11 < 64 Þ =0

Получаем код: 1 1 1 1 0 1 0

Основной эталонный сигнал – 512. Шаг квантования внутри сегмента одинаков. Для каждого сегмента величина шума квантования своя и равна половине ширины интервала, на которые разбит сегмент. Для седьмого сегмента ширина шага квантования .

. 512+128 = 640.

Отличаются от уровня 651 по абсолютному значению на 11 единиц.

, следовательно разность не превышает половины шага квантования.

10. Выбор типа линейного кода ЦСП

Линейный цифровой сигнал (ЛЦС) формируется на основе линейного кода и должен отвечать следующим требованиям:

· энергетический спектр сигнала должен быть сосредоточен в узкой полосе частот, не содержать постоянную составляющую, высокочастотные и низкочастотные составляющие должны быть значительно ослаблены. Выполнение этих условий позволяет уменьшить межсимвольные искажения, обусловленные ограничением полосы частот линейного тракта как в области верхних частот так и области нижних частот;

· структура ЛЦС должна обеспечивать выделение тактовой частоты в каждом линейном регенераторе;

· должна быть обеспечена возможность постоянного и простого контроля коэффициента ошибок в линейном тракте;

· обеспечивать возможность использования тактовой частоты передаваемого сигнала по сравнению с исходной двоичной последовательностью;

· ЛКС должен быть достаточно простым и не приводить к размножению ошибок.

Для симметрических и коаксиальных кабелей используют след. ЛЦС:

Рис.17. Типы линейных кодов ЦСП.


АБС – абсолютный биимпульсовый сигнал. “1” двоичного сигнала соответствует , «0» соответствует длительностью 2 , т.е. передаются двухполярные посылки.



АБС имеет высокую помехозащищенность, простоту преобразования двоичного сигнала в АБС, возможность выделения тактовой частоты вне зависимости от статистических свойств (т.е. независимо от нулевых символов между ними) исходного двоичного сигнала, пороговое напряжение линейного регенератора =0. Но, частота следования импульсов АБС приводит к удвоению тактовой частоты.

Алфавитные коды типа nBkM, где n-число символов в группе линейного М-уровневого кода; В - означает, что в исходной последовательности используется двоичное основание счисления; М – кодовое основание счисления (Т- третичная; Q- четверичная).

Наиболее простым является код вида 1В1Т (n=1, k=1, М=3), т.е. один символ двоичного кода преобразуется в один символ троичного кода. Такой код называется кодом чередования полярности импульсов ЧПИ (англ. AMI ):

«1»- передается изменением полярности сигнала на каждой единице,

«0» - передается отсутствием сигнала (формируется двухполярный трехуровневый код).

В данном случае любая ошибка, появившаяся при передаче (например, + или – вместо нуля, пробел кодового импульса) вызывает нарушение закона чередования полярности и легко обнаруживается.

Достоинства:простота формирования и декодирования. Энергетический спектр не содержит постоянной составляющей. Основная энергия сигнала концентрируется в области (полу тактовой частоты исходной двоичной последовательности).

Избыточность- характеристика алфавит кодов:

Для нашего примера r=1-1/1*log23=0,37=37 %. Следовательно, код 1В1Т имеет высокую степень избыточности.

Недостаток:трудность выделения тактовой частоты (которая необходима для устойчивой работы регенераторов), т.к. длинные серии нулей в исходной двоичной последовательности приводят к длинной серии пробелов в ЛЦС, а это недопустимо.



От этих недостатков в некоторой степени свободны модифицированные коды ЧПИ, т.н. биполярные коды с высокой плотностью единиц порядка N –HDB-N. В кодах HDB-N, N- допустимое число следующих подряд нулей. Каждая группа из N+1 последовательных нулей заменяется группой символов той же длины вида B…V или D…V, где В- импульс, сохраняющий правило кодирования ЧПИ, а V- импульс, нарушающий это правило.

Полярность импульса В, ­¯ предыдущему импульсу, а полярность V повторяет предыдущий. Когда на приеме происходит восстановление исходного сигнала, замещающая комбинация обнаруживается при анализе структуры линейного сигнала и заменятся соответствующим числом пробелов. Наибольшее распространение получил код HDB-3.

Разновидностью кодов HDB являются коды B3ZS (Bipolar with 3 Zero Substitution)- биполярный код с подстановкой альтернативных блоков “OOV” или “BOV” (аналог HDB-2). Выбор одной из указанных комбинаций (“OOV” или “BOV”) выполняется с таким расчетом, чтобы число импульсов вида В между соседними импульсами вида V было нечетным.

Код вида CMI (Coding Mark Inversion):

1 ® +1+1 или -1-1 и происходит их чередование;

0 ® +1-1

Рис.18

Существует парно-избирательный троичный код (ПИТ), в котором символы двоичной последовательности группируются попарно и преобразуются в троичный сигнал в соответствии с таблицей кодирования:

таблица 7

Двоичный сигнал
ПИТ- код +10 0-1 +1-1 -1+1

Смена кодовых групп при замещении двоичных пар 01 и 10 исходной последовательности производится попеременно так, чтобы было обеспечено равенство числа + и – импульсов третичной последовательности.

Широкое распространение получили алфавитные коды типа nBkT, где n-символов исходной двоичной последовательности замещаются k-символами троичного кода.

4В3Т

Рис.19

Для формирования таких кодов используется несколько вариантов алфавитов, т.е. одна и та же группа двоичных символов может быть представлена различными группами 4В3Т.

Задание:Обосновать целесообразность применения в ЦСП квазитроичных кодов. Изобразить заданную двоичную последовательность символов в кодах с ЧПИ и КВП-3. Указать основной недостаток кода с ЧПИ. Рассчитать и построить временную диаграмму сигнала на выходе корректирующего усилителя регенератора (в ТРР), соответствующую заданной последовательности символов в коде КВП-3. На этой диаграмме указать пороги решения и моменты времени, в которые они выносятся. Доказать, что при отсутствии помех регенерация происходит без ошибок.

Цифровой сигнал в кабельной линии связи должен удовлетворять следующим основным требованиям:

1) энергетический спектр сигнала должен быть как можно уже, в нём должна отсутствовать постоянная составляющая и ослаблены низкочастотная и высокочастотная составляющие.

2) должна быть обеспечена высокая и почти постоянная плотность токовых импульсов.

3) должна быть обеспечена возможность контроля достоверности передачи в процессе эксплуатации без прерывания связи.

4) уменьшение при необходимости тактовой частоты передаваемого сигнала по сравнению с исходным двоичным сигналом.

Перечисленные требования могут быть удовлетворены введением кодирования с основанием больше двух. В современных ЦСП применяются линейные сигналы с символами +1,0,–1, которые называются квазитроичными. Простейшим квазитроичным кодом является код с чередованием полярности импульсов ЧПИ, в котором полярности ненулевых импульсов чередуются. Недостатком кода с ЧПИ является возможность появления длинной последовательности нулевых символов в групповом сигнале, что приводит к уменьшению содержания основной гармоники тактовой частоты и может вызвать сбой выделителя тактовой частоты.

В связи с этим в ЦСП с числом каналов более 30 применяется коды с высокой плотностью единиц КВП-n, где n – максимальная длина последовательности нулей в групповом сигнале. Для кода КВП-3 каждая последовательность из четырех нулей замещается одной из комбинаций, приведенных в таблице 8, в зависимости от числа импульсов, принятых после предыдущей замены.

таблица 8

Полярность последнего импульса перед заменой Вид замещающей комбинации для числа импульсов после последней замены
нечетного четного, включая ноль
000– +00+
+ 000+ –00–

Изобразим заданную последовательность в кодах с ЧПИ и КВП-3 (рис.20).

Рис.20. Временная диаграмма заданной последовательности в кодах ЧПИ и КВП-3

Рис.21. Временная диаграмма регенерации искаженного сигнала

Поскольку символы, предшествующие заданной последовательности не определены, возможны два варианта образования кода КВП-3, в зависимости от того, четное (1) или нечетное (2) количество импульсов принято после предыдущей замены.

Для построения временной диаграммы сигнала на выходе КУ, определяем значения отклика в фиксированные моменты времени. В курсовом проекте, согласно рекомендациям, используем отклик, описываемый выражением:

Его эффективная длительность (по основанию) равна . Значения отклика рассчитаны в таблице 9.

таблица 9

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
0,9 0,65 0,35 0,12 -0,03 -0,01 0,006 0,007

По рассчитанным значениям строим временную диаграмму сигнала на выходе КУ в ТРР (рис.21). Диаграмма построена для заданной кодовой комбинации в коде КВП-3. Отклики на каждый элемент изображены пунктирной линией, сумма всех откликов изображена голубым цветом. Из временной диаграммы очевидно, что при отсутствии помех, несмотря на наличие межсимвольных искажений, в моменты тактовых импульсов с выделителя тактовой частоты мгновенные уровни сигнала отличаются от порогового уровня на величину, достаточную для принятия однозначного и правильного решения.


process-obsluzhivaniya-potrebitelej.html
process-obucheniya-kak-faktor-stanovleniya-kulturosoobraznoj-lichnosti-etapi-processa-obucheniya-individualizaciya-i-differenciaciya-v-sovremennoj-teorii-i-shkolnoj-praktike.html
    PR.RU™