4.1.5. МЕТОДЫ ПАРЦИАЛЬНЫХ ОТСЧЕТОВ

С помощью импульсов, удовлетворяющих первому условию Найквиста, лишь в пределе можно достичь удельной скорости передачи Для реализации этого максимального значения скорости при передаче двоичных сигналов разработан ряд методов — двойной двоичный (дуобинарный), полидвоичный, двойной троичный (битернарный), а также метод парциальных отсчетов Их можно объединить под общим названием методы парциальных отсчетов [4.15] или парциального кодирования.

Характерно, что рассматриваемые импульсы при скорости передачи 1/71 занимают два или более тактовых интервалов длительностью (начальное и конечное колебания во внимание не принимаются). Ряд основных форм импульсов показан на рис. 4.11. Подразделение на классы 1—5 предложено Кречмером [4.15], форма импульсов класса 6 задана в [4.16]. Для реализации удельной скорости передачи необходимо ограничить спектр полосой Найквиста. Тогда по теореме отсчетов импульсы однозначно определены своими отсчетами. Как ясно из рис. 4.11, каждый класс импульсов характеризуется совокупностью коэффициентов через которые пропорционально несущему информацию характеристическому значению выражаются соответствующие отсчеты импульсов. Например, импульс класса 4 определяется своими отсчетами При передаче двоичных символов характеристическими значениями в приведенном примере логическим состоянием 1 и 2 ставятся в соответствие импульсы

(кликните для просмотра скана)

При значениях отсчетов, указанных ниже:

из (4.5) и (4.6) получаем для парциально кодированного импульса класса 4 выражение

и для его спектра

Импульсы, следующие один за другим с интервалом накладываются друг на друга уже на передающей стороне, так как каждый из них занимает Несколько тактовых интервалов . В результате наложения появляются иовые значения отсчетов, и если импульсы принадлежат к классу, характеризующемуся коэффициентами то отсчет включает в себя слагаемых от отдельных импульсов. Восстановление информации в приемнике из-за этого затрудняется. Характеристическое значение отдельного импульса только тогда может быть правильно определено по отсчету, когда безошибочно установлены характеристических значений предыдущих импульсов. Поэтому ошибки передачи могут неограниченно возрастать. Чтобы избежать этого, передаваемый сигнал предварительно кодируют так, чтобы характеристическое значение его можно было получить по каждому отсчету принятого сигнала без знания предшествующих характеристических значений [4.17]. Например, для парциального кодированного импульса класса 4 сначала из входного сигнала для в соответствии с правилом кодирования

образуется двоичный сигнал Этот сигнал согласно коэффициентам класса 4 (см. рис. 4.11) имеет отсчеты

Так как могут иметь два значения: и 0 (в соответствии с логическими состояниями 1 и 0), наложение согласно (4.14) дает для три возможных значения: Учитывая (4.13) и (4.14), следует различать два случая:

Следовательно,

т. е. каждое характеристическое значение входного сигнала можно определить по принятому сигналу без участия других характеристических значений. Это наглядно изображено на рис. 4.12.

Таким образом, при передаче сигналов двоичного кода в приемнике необходимо обрабатывать три несущих информацию

Рис. 4.12. (см. скан) Сигналы с использованием двоичных парциально кодированных импульсов класса 4: а)элемент сигнала; б) сигнал без предварительного кодирования; в) сигнал с предварительным кодированием

состояния сигнала Это число возрастает в случае использования многопозиционных сигналов (см. разд. 4.1.6), поэтому для передачи данных до сих пор получили применение лишь системы с четырехпозиционным кодированием.

Прежде чем переходить к вопросам предварительного кодирования, необходимо сказать несколько слов о передаче многопозиционных кодов, которая подробнее будет обсуждаться в разд. 4.1.6, с применением метода парциальных отсчетов.

При четырехпозиционном кодировании из первичной двоичной последовательности после ее подразделения на пары битов (дибиты) образуется четырехпозиционный сигнал со значениями (0, 1, 2, 3), который затем подвергается предварительному перекодированию по правилу

В результате наложения получается семипозиционный сигнал из которого по правилу декодирования

определяется первоначальная двоичная последовательность. Для пояснения на рис. 4.13 показаны соответствующие сигналы.

Рис. 4.13. Четырехпозиционные парциально кодированные импульсы класса 4 с предварительным кодированием. Индекс обозначает рассматриваемое отсчетное значение; отсчетное значение на два интервала ранее (образование двойных битов).

В общем случае при использовании импульсов класса значащих позиций сигнала на передаче приводят к -позиционному сигналу на приеме. Метод парциальных отсчетов с позиционными сигналами предъявляет высокие требования к точности синхронизации. Это видно из глазковых диаграмм на рис» 4.14 и 4.15 для и 4, т. е. для трехпозиционного и семипозиционного сигналов класса 4.

Рис. 4.14 Глазковая диаграмма для трехпозиционного принимаемого сигнала при использовании парциально кодированных импульсов класса 4

Рис. 4.15. Глазковая диаграмма для семипозиционного принимаемого сигнала при использовании парциально кодированных импульсов класса 4

Наряду с импульсами класса 4, для передачи информации представляют интерес импульсы класса 1. На их использовании основан, в частности, введенный Лендером [4.9] двойной двоичный (дуобинарный) метод передачи, при котором предварительное кодирование двоичного сигнала осуществляется по правилу

Методы парциальных отсчетов, наряду с возможностью реализации особенно высокой удельной скорости передачи, имеют также то преимущество, что обеспечивают получение сигналов, амплитудные спектры которых имеют нули в важных для техники связи точках частотной оси. В частности, нуль на нулевой частоте (например, у импульсов класса 4) необходим при передаче с одной боковой полосой (см. разд. 4.3.1.2): при его наличии можно простым способом отделить боковую полосу.

При передаче данных по каналам первичных групп (от для использования группового пилот-сигнала предложено [4.16] формировать спектр так, чтобы его нули располагались в середине отведенной для передачи полосы частот, если только пилот-сигнал не сдвинут за ее пределы (см. разд. 3.2.3). Этому требованию удовлетворяют импульсы класса 6.