Классификация сообщений и сигналов

По своему характеру сообщения могут быть дискретно-значными (или дискретными) и непрерывнозначными (или непрерывными).

Дискретно-значными называются сообщения, принимающие конечное или счетное число значений [6, 10]. Типичным примером таких сообщений является буквенно-цифровой текст, состоящий из букв, цифр и знаков препинания.

Если множество сообщений является континуальным, то такие сообщения называются непрерывными. К подобным сообщениям относятся речь, подвижное изображение и т. д.

Для передачи различных по физической природе сообщений (речь, изображение, цифровые данные) по радиоканалам необходимо их преобразовать в электрические колебания, называемые первичными сигналами. Между сообщением и сигналом должно быть однозначное соответствие, что обеспечивает возможность получить в пункте приема

переданное сообщение. Например, звуковое давление при передаче речевых сообщений преобразуется микрофоном в электрическое напряжение.

Электрические сигналы, являющиеся аналогами непрерывнозначных сообщений называются аналоговыми. Первичные электрические сигналы, соответствующие дискретно-значным сообщениям, называют цифровыми. Процесс преобразования дискретно-значных сообщений в цифровые сигналы называется кодированием. При кодировании каждому сообщению из ансамбля ставится в однозначное соответствие кодовая комбинация единичных элементов цифрового сигнала, которую называют первичным кодом [6, 10]. В качестве единичных элементов кодовых комбинаций обычно используются электрические импульсы, которые имеют вполне определенные значения амплитуды - представляющего (информационного) параметра цифрового сигнала. Число различных значений представляющего параметра, используемого для построения кодовых комбинаций, определяет основание кода. В зависимости от значения основания кода т различают двоичные т = 2, троичные т = 3 и, в общем случае, m -ичные коды [6]. В системах передачи цифровых сообщений обычно используют двоичные коды, в которых значения амплитуды единичных импульсов принято отождествлять с символами 1 и 0. Символы элементов кодовых комбинаций 1 и 0 называют битами. Применение двоичных кодов позволяет использовать

в аппаратуре связи стандартные элементы цифровой техники. Аналоговые сигналы можно преобразовать в импульсные и цифровые сигналы. Преобразование аналогового сигнала в импульсный достигается его дискретизацией по времени в соответствии с теоремой отсчетов. Преобразование аналогового сигнала в цифровой достигается его дискретизацией по времени и квантованием по уровню. Уровни квантованных отсчетов могут быть преобразованы в кодовые комбинации цифрового сигнала.

Для передачи сообщения в тракте передачи первичный сигнал с помощью модуляции или манипуляции преобразуется в радиосигнал.

Модуляцией называется процесс изменения параметров радиочастотного колебания в соответствии с изменением информационного параметра первичного сигнала (сообщения).

Немодулированный гармонический сигнал называется несущей. Энергия первичных сигналов сосредоточена, в основном, в низкочастотной области, поэтому спектры первичных сигналов переносятся в область высоких частот путем модуляции в передатчике высокочастотной несущей (переносчика) первичным сигналом. Средняя частота несущей значительно превышает ширину спектра сообщения.

В системах радиосвязи передаваемым сообщением модулируется один или совокупность параметров высокочастотного переносчика. Изменяемые при модуляции параметры несущей называют информативными параметрами. Информативный параметр высокочастотной несущей определяет название вида модуляции. Число возможных видов модуляции при заданном виде переносчика определяется числом его параметров.

В качестве переносчика используются гармонические колебания высокой частоты, последовательности импульсов, сложные составные последовательности и т. д.

В одноканальных системах радиосвязи чаще всего осуществляется непосредственная модуляция гармонической несущей передаваемым сообщением [10]. Сигнал в таких системах имеет одну ступень модуляции. При этом возможны три основных вида модуляции гармонической несущей: амплитудная (АМ), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ). Разновидностями амплитудной модуляции являются двухполосная модуляция с подавленной несущей (ДМ) и однополосная модуляция (ОМ).

Частотную и фазовую модуляции обычно рассматривают как две разновидности угловой модуляции.

Модуляцию радиочастотного сигнала первичным импульсным сигналом (последовательностью импульсов) называют импульсной модуляцией. При использовании в качестве переносчика периодической последовательности импульсов определенной формы выделяют четыре основных вида импульсной модуляции: амплитудно-импульсную, широтно-импульсную, фазоимпульсную и частотно-импульсную. При импульсной модуляции в передатчиках систем радиосвязи необходима вторая ступень, в которой осуществляется модуляция высокочастотного колебания последовательностью импульсов. В результате получается целый ряд двухступенчатых видов модуляции: амплитудно-импульсная-амплитудная модуляция, фазоимпульсная-амплитудная модуляция и т. д.

В многоканальных системах передаваемым сообщением модулируется промежуточный переносчик - поднесущая, которой в свою очередь модулируется несущая. В этом случае сигнал формируется с использованием двух ступеней модуляции: первая определяется способом модуляции поднесущей, а вторая - способом модуляции несущей. В системах с частотным и фазовым разделением каналов в качестве поднесущей используется гармоническое колебание, в системах с временным разделением - последовательность импульсов, в системах с кодовым разделением каналов - кодированная последовательность импульсов.

Если первичные сигналы непрерывных сообщений представлены в

аналоговом виде, то они непосредственно подаются на модулятор. При цифровом представлении непрерывных сообщений совокупность операций кодирования и модуляции, аналогичных таким же операциям при передаче дискретных сообщений, называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).

В процессе модуляции спектр первичного сигнала переносится в заданную частотную область, что позволяет в каждом диапазоне частот, выделенных для радиосвязи, упорядочение разместить спектры сигналов различных систем радиосвязи.

Модуляцию радиочастотного колебания первичным цифровым сигналом называют манипуляцией.

Таким образом, на вход канала связи передаваемое сообщение может поступать в виде аналогового, импульсного или цифрового первичного сигнала. В передающем устройстве с помощью модуляции или манипуляции первичный сигнал преобразуется в радиосигнал, используемый для передачи сообщения по линии связи. Классификация сообщений и сигналов [6] приведена на рис. 2.2.

По виду радиосигналов все системы радиосвязи делятся на три группы: системы передачи аналоговых сигналов (аналоговые системы радиосвязи); системы передачи цифровых сигналов (цифровые системы радиосвязи); системы передачи импульсных сигналов (импульсные системы радиосвязи). Авиационные радиостанции обеспечивают возможность передачи и приема нескольких видов сообщений: речевых, телеграфных и различных данных.