Требования, предъявляемые к методам кодирования

Хороший метод, как цифрового кодирования, так и аналоговой модуляции, должен обеспечивать:

1) при одной и той же битовой скорости передачи наименьшую ширину спектра результирующего сигнала;

2) синхронизацию между передатчиком и приемником;

3) хорошую распознаваемость ошибок передачи данных (помехоустойчивость);

4) отсутствие постоянной составляющей в спектре результирующей сигнала;

5) низкую стоимость реализации.

Рассмотрим подробнее, как эти принципы обеспечиваются в методах цифрового кодирования.

1.Узкий спектр результирующего сигнала позволяет обеспечить необходимую скорость передачи данных на более дешевых линиях связи, имеющих более узкую полосу пропускания.

Кроме того, нужно учесть, что реально спектр сигнала постоянно меняется в зависимости от того, какие данные передаются по линии связи. Например, передача длинной последовательности нулей или единиц в потенциальных методах кодирования сдвигает спектр в сторону низких частот, а в крайнем случае, когда передаваемые данные состоят только из единиц (или только из нулей), спектр состоит из гармоники нулевой, частоты.

Например, при передаче произвольной последовательности сигналов спектр рассматриваемого нами ранее потенциального кода (рис.2.2.) будет иметь вид:

а)

б)

Рис. 2.10. Спектр (б) потенциального кода с t_n = T/ 2 (а)

В спектрах ряда кодов дискретные составляющие могут отсутствовать (их амплитуда равна 0).

2. Синхронизация передатчика и приемника нужна для того, чтобы приемник точно знал, в какой момент времени необходимо считывать новую информацию с линии связи.

Принципиально вопрос синхронизации в компьютерных системах решается следующим образом:

· Отдельная линия, по которой передаются периодические синхросигналы. Это способ достаточно дорог, т.к. в кабеле необходимо выделять дополнительную отдельную линию, по которой данные не передаются и, кроме этого, на больших расстояниях синхросигналы могут, как опережать, так и отставать от данных. Поэтому данный способ применяется на небольшом расстоянии, например, между блоками компьютера или между компьютером и принтером.

· С помощью периодической синхронизации заранее известными кодами иди импульсами характерной формы, которые отличаются от основных данных. Применяется, в основном, в протоколах канального уровня (перед данными), но, если передается длинная последовательность данных, все равно со временем может произойти сдвиг

· Применение самосинхронизирующихся кодов, сигналы которых несут для передатчика указания о том, в какой момент времени нужно осуществлять распознавание очередного бита (пли нескольких битов, если код ориентирован более чем на два состояния сигнала). Любой резкий перепад сигнала — так называемый фронт — может служить хорошим указанием для синхронизации приемника с передатчиком. При использовании синусоидального несущего сигнала результирующий код обладает свойством самосинхронизации, так как изменение амплитуды несущей частоты дает возможность приемнику определить момент появления входного кода.

3. Таким свойством могут обладать коды, которые используют резко отличающиеся значения параметров изменяемого несущего сигнала. Например, большую разницу амплитуд сигналов при потенциальном кодировании. Такой сигнал будет лучше различим при воздействии искажений и помех.

4. Если в линии связи используются согласующие трансформаторы, то они будут препятствовать протеканию постоянного тока между передатчиком и приемником (постоянной составляющей) и сильно подавлять НЧ – составляющие спектра сигнала.

Для борьбы с 0-вой составляющей используется переход от одноуровневого двух полярного кода (рис.2.2., 2.8.а, 2.10.а.), где «0» кодируется нулевым, «1» – высоким уровнем напряжения, к многоуровневому двух полярному, где к примеру, «0» кодируется положительным, «1» – отрицательным уровнем напряжения, а U = 0 вообще не используется. Это дает отсутствие постоянной составляющей при передаче чередующихся нулей и единиц.