Система - цифровая связь
Cтраница 3
Следовательно, различие в требуемых значениях ОСТТТ составляет около 18 3 дБ, Это означает, что для получения одной и той же величины вероятности ошибки при переходе от регенеративных ( Ь) к аналоговым ( а) повторителям примерно в 70 раз должна возрастать мощность передатчика системы цифровой связи. [31]
Надеюсь, что публикация в России перевода 3-го издания книги Джона Прокиса будет встречена с пониманием в широких кругах специалистов, занятых развитием и эксплуатацией цифровых систем связи, которые по достоинству оценят ее как энциклопедию по вопросам общей теории передачи дискретных сообщений по каналам связи, а также приложений этой теории для синтеза систем цифровой связи в каналах различной физической природы. Книга будет полезна в качестве учебного пособия при изучении основ цифровой связи на различном уровне и как справочный материал для широкого круга специалистов. [32]
Функциональную схему и основные элементы цифровой системы связи поясняет рис. 1.1.1. Выход источника может быть либо аналоговым сигналом, как звуковой или видеосигнал, либо цифровым сигналом, как выход печатающей машины, - он дискретен во времени и имеет конечное число выходных значений. В системе цифровой связи сообщения, выданные источником, преобразуются в последовательность двоичных символов. Другими словами, мы ищем эффективное представление выхода источника, которое приводит к источнику с наименьшей избыточностью или с полным ее отсутствием. Процесс эффективного преобразования выхода источника - как аналогового, так и цифрового - в последовательность двоичных символов называют кодированием источника или сжатием данных. [33]
Прокиса охватывает базовые вопросы синтеза и анализа систем цифровой связи в каналах различной физической природы. Это прежде всего: проводные каналы телефонии для передачи дискретных сообщений ( данных), широкополосные проводные каналы передачи данных, радиоканалы различных диапазонов волн для передачи дискретных сообщений, каналы, образуемые в различных системах записи, хранения и считывания информации. [34]
Квантизатор, или аналого-цифровой преобразователь, - это устройство для превращения отвратительных чисел в милые числа. Квантизаторы применяются в цифровых измерительных приборах, в записывающих устройствах, в системах цифровой связи ( включая большинство телефонных сетей средней и большой дальности, например те, которые используют пульсирующую кодовую модуляцию, см. разд. Мы должны, однако, добавить, что большинство существующих квантизаторов одномерны; описываемые здесь n - мерные квантизаторы пока еще широко не используются. [35]
 |
Иллюстрация распространения поверхностной волной.| Иллюстрация распространения пространственной волной. [36] |
Часто возникающая проблема при ионосферном распространении электромагнитной волны в частотном диапазоне ВЧ-это многопутев ость. Многопутевость образуется потому, что передаваемый сигнал достигает приемника по многим путям с различными задержками. Это обычно приводит к межсимвольной интерференции в системе цифровой связи. Более того, сигнальные компоненты, прибывающие по различным путям распространения, могут суммироваться таким образом, что это приводит к явлению, названному замираниями. Это большинство людей испытало при слушании отдаленной радиостанции ночью, когда ионосферная волна является доминирующим способом распространения. [37]
Правда, в данном случае мы видим один вектор, соответствующий максимальной амплитуде с точкой в начале координат, и второй, соответствующий нулевой амплитуде. В настоящее время простая схема ASK в системах цифровой связи уже не используется, поэтому в данной книге мы не будем рассматривать ее подробно. [38]
В 1950 - 60 - е годы впервые были смоделированы механизмы, приводящие к замиранию в каналах связи; они преимущественно применялись к тропосферной связи, охватывающей широкий диапазон частот. Примерами каналов, в которых наблюдаются явления замирания, могут служить диапазон высоких частот ( high-frequency - HF) ( 3 - 30 МГц), используемый для передач через ионосферу, и диапазон ультравысоких частот ( ultra-high - frequency - UHF, УВЧ) ( 300 МГц-3 ГГц) с диапазоном сверхвысоких частот ( super-high - frequency - SHF, СВЧ) ( 3 - 30 ГГц), используемые при передаче сигналов через тропосферу. Несмотря на то что эффекты замирания в каналах радиосвязи с подвижными объектами несколько отличаются от встречающихся в ионосферных и тропосферных каналах, ранние модели все же вполне приемлемы для описания эффектов замирания в системах мобильной цифровой связи. Кроме того, особое внимание уделяется основным проявлениям замирания, типам ухудшения характеристик и методам борьбы с ухудшением характеристик. [39]
Вместо подобного сравнения, можно просто отобразить рассматриваемые случаи k 1 и k - 10 графиками, изображенными на рис. 4.34, б и представляющими зависимости РЕ от ЕЬ / NQ. Случай & 1 соответствует представленному на рис. 4.34, а. Но для случая k 10 наблюдаем разительные отличия. Видим, что при k 10 передача 10-битового символа требует всего 2 единиц ( 3 дБ) отношения E N0 по сравнению с 10 единицами ( 10 дБ) для бинарного символа. В системах цифровой связи достоверность передачи ( или вероятность ошибки) всегда выражается через E N0, поскольку такой подход позволяет выполнять сравнение производительности различных систем. Графики, приведенные на рис. 4.33 и 4.34, а, на практике встречаются крайне редко. [40]
В этой главе объединены некоторые вопросы модуляции и кодирования, рассмотренные в предыдущих главах. Здесь пересмотрены основные задачи разработки системы: получение максимальной скорости передачи информации при одновременном снижении вероятности возникновения ошибки и значения EtlNQ, сужении полосы пропускания и уменьшении сложности. Компромиссы были изучены эвристически в двух плоскостях: вероятность появления ошибки и эффективность использования полосы частот. Первая явно иллюстрирует компромисс между Eb / N0 и РВ, плюс неявно отображает расход полосы пропускания. На второй показан компромисс между R / W и EI / NO при неявном изображении поведения Рв - Кроме того, в этой главе описаны типичные шаги, которые предпринимаются при удовлетворении требований к полосе пропускания, мощности и вероятности появления ошибок в системе цифровой связи. Здесь также рассматриваются некоторые ограничения, которые делают невозможным неограниченное повышение производительности. Согласно критерию Найквиста, полосу пропускания нельзя сужать бесконечно. Существует теоретический предел; для передачи Rs символов / с без межсимвольной интерференции нужно задействовать, как минимум, RJ2 Гц полосы пропускания. [41]
В данной книге все эти технологии рассматриваются в контексте единой структуры. Эта структура, в виде функциональной схемы, демонстрируется в начале каждой главы. При необходимости блоки на схеме выделяются, чтобы указать на соответствующие цели главы. Сигналы и ключевые этапы их обработки прослеживаются, начиная от источника информации через передатчик, канал, приемник и заканчивая, в конечном итоге, ее адресатом. Преобразования сигналов сгруппированы согласно девяти функциональным классам: форматирование и кодирование источника, передача видеосигнала, передача полосового сигнала, выравнивание, канальное кодирование, уплотнение и множественный доступ, расширение спектра, шифрование, синхронизация, В этой книге основное внимание уделяется задачам системы цифровой связи и необходимости альтернатив между основными параметрами системы, такими как отношение сигнал / шум, вероятность ошибки и эффективность использования полосы пропускания. [42]
Страницы: 1 2 3