Лекции по Теоретическим основам цифровой связи   

1. Сигналы и спектры

1.1.3. Основная терминология области цифровой связи

Ниже приведены некоторые основные термины, часто используемые в области цифровой связи.

Источник информации (information source). Устройство, передающее информацию посредством системы DCS. Источник информации может быть аналоговым или дискретным. Выход аналогового источника может принимать любое значение из непрерывного диапазона амплитуд, тогда как выход дискретного источника информации - значения из конечного множества амплитуд. Аналоговые источники информации преобразуются в цифровые посредством дискретизации или квантования. Методы дискретизации и квантования, называемые форматированием и кодированием источника (рис. 1.3), описаны в главах 2 и 13.

Текстовое сообщение (textual message). Последовательность символов (рис. 1.4, а). При цифровой передаче данных сообщение представляет собой последовательность цифр или символов, принадлежащих конечному набору символов или алфавиту.

Знак (Character). Элемент алфавита или набора символов (рис. 1.4, б). Знаки могут отображаться в последовательность двоичных цифр. Существует несколько стандартизованных кодов, используемых для знакового кодирования, в том числе код ASCII (American Standard Code for Information Interchange - Американский стандартный код для обмена информацией), код EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code - расширенный двоичный код обмена информацией), код Холлерита (Hollerith code), код Бодо (Baudot code), код Муррея (Murray code) и код (азбука) Морзе (Morse code).

Рис.1.4. Иллюстрация терминов: а) текстовые сообщения; б) символы;

 в) поток битов( 7-битовый код ASCII); г) символы , ;

д) полосовой цифровой сигнал

Двоичная цифра (binary digit) (бит) (bit). Фундаментальная единица информации для всех цифровых систем. Термин «бит» также используется как единица объема информации, что описывается в главе 9.

Поток битов (bit stream). Последовательность двоичных цифр (нулей и единиц). Поток битов часто называют узкополосным (baseband) сигналом; это подразумевает, что его спектральные составляющие размещены от (или около) постоянной составляющей до некоторого конечного значения, обычно не превышающего несколько мегагерц. На рис. 1.4, в сообщение «HOW» представлено с использованием семибитового кода ASCII, а поток битов показан в форме двухуровневых импульсов. Последовательность импульсов изображена посредством крайне стилизованных (идеально прямоугольных) сигналов с промежутками между соседними импульсами. В реальной системе импульсы никогда не будут выглядеть так, поскольку подобные промежутки абсолютно бесполезны. При данной скорости передачи данных промежутки увеличат ширину полосы, необходимую для передачи; или, при данной ширине полосы, они увеличат временную задержку, необходимую для получения сообщения.

Символ (symbol) (цифровое сообщение) (digital message). Символ - это группа из k бит, рассматриваемых как единое целое. Далее мы будем называть этот блок символом сообщения (message symbol)  () из конечного набора символов или алфавита (рис. 1.4, г.) Размер алфавита М равен , где k - число битов в символе. При узкополосной передаче каждый из символов  будет представлен одним из набора узкополосных импульсных сигналов . Иногда при передаче последовательности таких импульсов для выражения скорости передачи импульсов (скорости передачи символов) используется единица бод (baud). Для типичной полосовой (bandpass) передачи каждый импульс  будет представляться одним из набора полосовых импульсных сигналов . Таким образом, для беспроводных систем символ  посылается путем передачи цифрового сигнала  в течение Т секунд. Следующий символ посылается в течение следующего временного интервала, Т. То, что набор символов, передаваемых системой DCS, является конечным, и есть главное отличие этих систем от систем аналоговой связи. Приемник DCS должен всего лишь определить, какой из М возможных сигналов был передан; тогда как аналоговый приемник должен точно определять значение, принадлежащее непрерывному диапазону сигналов.

Цифровой сигнал (digital waveform). Описываемый уровнем напряжения или тока, сигнал (импульс - для узкополосной передачи или синусоида - для полосовой передачи), представляющий цифровой символ. Характеристики сигнала (для импульсов - амплитуда, длительность и расположение или для синусоиды - амплитуда, частота и фаза) позволяют его идентифицировать как один из символов конечного алфавита. На рис. 1.4, д приведен пример полосового цифрового сигнала. Хотя сигнал является синусоидальным и, следовательно, имеет аналоговый вид, все же он именуется цифровым, поскольку кодирует цифровую информацию. На данном рисунке цифровое значение указывается посредством передачи в течение каждого интервала времени Т сигнала определенной частоты.

Скорость передачи данных (data rate). Эта величина в битах в секунду (бит/с) дается формулой  (бит/с), где k бит определяют символ из  - символьного алфавита, а Т - это длительность к-битового символа.



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.