Перекодирование первичных сигналов с введением избыточности.

Р

ассмотренные выше перекодирующие устройства, используемые с ОФМ, осуществляют перекодирование исходного сигнала без введения в него избыточности. В настоящем разделе будут рассмотрены перекодирующие устройства (преобразователи кодов), осуществляющие введение избыточности. Эти преобразователи кодов и являются в нашем случае устройствами преобразования сигналов. Такие преобразователи решают следующие основные задачи:

изменяют спектр исходной последовательности таким образом, что он смещается в область верхних частот, т. е. уменьшают постоянную составляющую;

локализуют основные гармонические составляющие спектра в более узкой полосе частот, что позволяет использовать для передачи сигналов линейный участок фазовой характеристики канала;

обнаруживают, а в некоторых случаях и исправляют ненадежно принятые единичные элементы.

Рассмотрим в качестве примера построение УПС передачи и приема для случая передачи биимпульсных сигналов. Бинмпульс-ные сигналы по аналогии с ФМ сигналами подразделяются на абсолютные, рассмотренные в § 6.2, и относительные. Относительный биимпульсный сигнал (ОБС) отличается тем, что при передаче «1» последовательность чередования полярностей импульсов на очередном единичном интервале не изменяется по сравнению с предыдущим и изменяется при передаче «0» (рис. 6.44).

При необходимости реализации предельной (потенциальной) помехоустойчивости приема на фоне аддитивного гауссовского белого шума можно использовать фильтр, импульсная реакция которого согласована с биимпульсным сигналом [1.1]. Однако такой метод приема биимпульсного сигнала целесообразно применять только при передаче сигналов на большое расстояние (затухание более 40 дБ).

Для приема биимпульсных сигналов при меньших затуханиях О. Н. Пороховым [6.4] разработан более простой метод, основанный на следующем свойстве ОБС. При передаче «1» в сигнале со храняется последовательность чередования полярностей импульсов предыдущего единичного интервала (рис. 6 44), и поэтому на границах единичных интервалов формируется переход (фронт) произвольной полярности. Передача «0» характеризуется отсутствием переходов на границах единичных интервалов. Обнаружение этих переходов и их отсутствие позволяют судигь о передаваемых единичных элементах.

Схема формирователя биимпульсных сигналов приведена на рис. 6.45. На входы схемы подаются тактовые импульсы (ТИ) и перекодируемый сигнал (рис. 6.46, а).

Рис. 6.44. Относительный биимпульсный сигнал

Рис. 6.45. Формирователь относительных биимпульсов сигналов

Рис. 6 46. Временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования относительных биимпульсных сигналов а — перекодируемый сигнал, б — тактовые последовательности, в — сигнал на выходе схемы И. д — сигнал на выходе схемы ИЛИ, е — относительный биимпульсный сигнал

Формирователь импульсов выдает на своих выходах две последовательности, сдвинутые друг относительно друга на половину тактового интервала, импульсы одной из них (рис. 6.46,б) поступают на второй вход схемы совпадения и при появлении «1» проходят на вход схемы ИЛИ (рис. 6.46, в). Вторая периодическая последовательность подается на второй вход схемы ИЛИ (рис. 6.46, г). Снимаемая с выхода схемы ИЛИ последовательность (рис. 6.46, д) управляет работой счетного триггера, с выхода которого снимается относительный биимпульсный сигнал (рис. 6.46, е).

Упрощенная структурная схема приемника биимпульсных сигналов приведена на рис. 6.47, а временные диаграммы, поясняющие принцип работы схемы, — на рис. 6.48.

Анализ биимпульсной последовательности показывает, что на единичном интервале не может быть сигналов вида 00 или 11. Следовательно, появление таких сигналов на приеме говорит об ошибках, которые легко выявляются дешифраторами биимпульсных сигналов.

Рис. 6.47. Приемник биимпульсных сигналов

Рис. 6.48 Временные диаграммы, иллюстрирующие процесс приема относительных биимпульсных сигналов а — принятый биимпульсный сигнал, б - последовательность импульсов на выходе формирователя переходов ФП, в — тактовая последовательность. г — сигнал на выходе схемы совпадения д — принятый сигнал

Как отмечалось выше, преобразование кодов с введением избыточности может осуществляться перед модуляцией. Поскольку такого рода преобразование позволяет существенно уменьшить низкочастотные составляющие спектра, упрощается выделение одной боковой полосы спектра после модулятора.

Локализация основных гармонических составляющих спектра в более узкой полосе частот в сочетании с использованием комбинированных методов модуляции (чаще всего амплитудной и фазовой) позволяет повысить удельную скорость передачи (см. разд. 6.7).