Конспект лекций по курсу: «Основы построения Земных станций и бортовых ретрансляторов». Часть 2: "Модуляция, кодирование и декодирование", страница 3

Телетайп	50 – 75 бит/с
Оцифрованная речь, импульсно-кодовая модуляция (РСМ) 8000 отсчетов/с: 7-разрядные отсчеты 8- разрядные отсчеты	56 К 64 К
Оцифрованная речь, дельта-модуляция: высокое качество хорошее качество низкое качество	40 К 32 К 16 К
Вокодер (синтезированная речь): кодер с линейным предсказанием БПФ (FFT) кодирование кепстральное кодирование	1,2 К 2,4 К 4,8 К
Высококачественная музыка, 35 К отсчетов/с, 8 разрядов	450 К
Многоканальные системы с мультиплексированием Т1 (24 речевых канала) Т1с Т2 Т3 (600 речевых каналов) Т4	1,544 М 3,152 М 6,312 М 44,736 М 274,1176 М
Цифровое телевидение: высококачественное с пониженным разрешением достаточно хорошего качества с преобразованием кода	92,608 М 32 М 1,5 – 4,8 М 6 – 11 М
Видео телефон	6,3 М
Передача цифровых изображений	1 – 6 М

Системы цифровой модуляции

Процесс цифрового кодирования включает два основных этапа:

1) информационные биты преобразуют в модулирующие сигналы с определенной полосой частот модулирующих сигналов;

2) модулируют несущую частоту для передачи.

Обычно используют ЧМ или ФМ.

Различают двоичный (binaryencoding) и блочный (blockencoding) типы кодирования. Для этих обоих типов кодирования разработаны методы коррекции ошибок с предсказанием на основе сверточного кодирования (convolutionalencoding – кодирование, основанное на процедуре свертки функций) и кодирования фиксированными блоками (fixed-blockencoding).

В случае двоичного кодирования каждый бит информации из всей последовательности данных закодирован в модулирующем сигнале. Преимущественное использование при кодировании находят противофазные сигналы, в которых «1» закодирована в определенной форме сигнала, а «–1» закодирована в противофазе этого сигнала.

Если p(t) - это двоичный сигнал, то каждый бит закодирован в функции ±p(t) . Последовательность информационных битов (d₁, d₂,…), где d_i = ±1 будет закодирована в модулирующем сигнале вида

,                                                                     (2. 3. 1)

где T_b – время прохождения бита (интервал времени, отведенный для передачи одного бита).

Каждый бит кодируют в течение T_b секунд, поэтому скорость передачи данных равна

 бит/с.                                                                                    (2. 3. 2)

Форму сигнала p(t) выбирают, исходя из следующих соображений:

- простота генерирования сигнала;

- требуемая форма спектра и рабочая полоса частот;

- обеспечение требуемой производительности декодирования и синхронизации.

Наиболее часто в спутниковой связи используют однополярные  (NRZ waveforms) импульсы прямоугольной формы длительностью, равной

p(t) = 1, 0≤ t ≤T_b

      = 0, в других случаях,                                                                 (2. 3. 3)

или двух полярные (Manchester waveforms) импульсы прямоугольной формы длительностью, равной

p(t) = 1, 0 ≤ t ≤T_b/2

     = - 1 , T_b/2 ≤ t ≤T_b.                                                                                 (2. 3. 4)

а)

б)

Рис. 2. 6. Модулирующие импульсы и их спектры: а) NRZ, b) Manchester

С учетом того, что длительность сигналов, представленных на рис. 2. 6, равна T_b, модулирующий сигнал (2.3.1) соответствует последовательности не перекрывающихся, положительных и отрицательных импульсов единичной амплитуды. Основное отличие между двумя выше отмеченными типами сигналов заключается в различии их спектров.

Полагая закон распределения информационных битов {d_i} равновероятным и биты взаимно независимыми, амплитудный спектр модулирующего сигнала m(t) может быть представлен в виде

,                                                                           (2.3.5)

где P(ω) - преобразование Фурье временной функции p(t).

Двухпозиционная фазовая манипуляция (binaryphaseshiftkeying - BPSK).