На практиці застосовуються ЧФІМ: f = var; = const; = var ; A = const. Серед цих методів застосовують імпульсну та диференційно-імпульсно кодові модуляції

Таблиця 2.5 - Методи двовимірної імпульсної маніпуляції.

Порівняльний аналіз методів ефективності (переваг та недоліків) різних методів двовимірної імпульсної маніпуляції сигналів поданий у табл..2.6.

Таблиця 2.6 – Порівняння різних методів двомірної маніпуляції.

Метод маніпуляції | Переваги | Недоліки

АЧМ (RZ) | простий закон маніпуляції, сигнали однополярні | низька енергія сигналу, відсутня самосинхронізація.

АЧМ (RB) |

Вдвічі більша енергія сигналу, по відношенню до методу RZ ; | сигнал знакозмінний;

загальний недолік для RZ і RB дрейф

нуля в лінії зв'язку, що призводить до зниження завадозахищеності віддалених приймачів сигналу.

АЧМ (NZ) |

Більш високий рівень серії бітової синхронізації | сигнал знакозмінний

АЧМ (RZB) |

синхронізація кожного біту, що передається |

Загальним недоліком методів RZB, RZ-F, RB-FM, RB-M2FM є використання малої кількості енергії сигнального простору

АЧМ

(RZ-F) |

самосинхронізація кожного біту даних

АФМ

(RB-FM) |

самосинхронізація і завадозахищеність

ЧІМ (RB-M2FM) |

захист від пропадання імпульсів в лінії зв'язку.

Загальним недоліком всіх представлених двовимірних методів маніпуляції є широкий спектр сигналів, внаслідок зниження швидкості передавання інформації і високий рівень завад між каналами. Тому на практиці використовують методи маніпуляції сигналів покращеної форми з вузьким спектром.

Широкого застосування в сучасних комп’ютерних системах набули також потенційні методи маніпуляції сигналу. Дані методи характеризуються підвищеною енергією сигналів, що передаються. Вони бувають двох типів: без самосинхронізації (потребують додаткового каналу синхронізації) і з самосинхронізацією (табл. 2.7).

Таблиця 2.7 - Потенціальні методи маніпуляції.

Серед перелічених методів, метод КТ-1 є найбільш ефективним, оскільки володіє максимальною швидкодією передавання сигналу.

Таблиця 2.8 – Порівняння різних методів потенційних методів маніпуляції.

Метод маніпуляції | Переваги | Недоліки

NRZ – 1 | забезпечує максимальну енергію сигналів, але відсутня бітова синхронізація | дрейф нуля в лінії зв’язку

NRZ – M | забезпечує синхронізацію сигналів “1”

MFM | забезпечує фронтом наростанням або наростання нулів і передачу потенціалу | синхронізація бітів фронтами наростання та спаду сигналу з фазовою маніпуляцією

РЕ | нуль передається фронтом спаду, а одиничка фронтом наростання |

ефективна бітова синхронізація

FT | висока завадозахищеність і самосинхронізація | зміна швидкості передавання даних, дрейф нуля

HP – IL | характеризується самосинхронізацією, відсутністю дрейфу нуля | низька швидкість передачі даних при заданій смузі частот каналу зв’язку

КТ – 1 | максимальна швидкість передачі сигналів і самосинхронізація | дрейф нуля. Для ліквідації дрейфу сигнали "0", "1" і сигнал "повторення" передаються трьома частотами.

В табл.. 2.9. показані приклади маніпуляції сигналів модифікованими методам квазітрійкової маніпуляції, які характеризують відсутність дрейфу нуля.

Таблиця 2.9 - Формування імпульсної послідовності методом КТ-1.

Загальний недолік проаналізованих методів маніпуляції є широкий спектр сигналів, як наслідок цього, відбувається зниження швидкості передавання інформації і високий рівень завад між каналом зв’язку. Тому доцільно використовувати методи квазітрійкової маніпуляції сигналів покращеної форми з вузьким спектром.

Рис.2.4 Метод кодування КТ-1.

Де С – синхронізація, f0 – частота передавання нулів, f1– одиниць, fс– синхронізації.

В той же час всі відомі методи маніпуляції в принципі не дозволяють виявити помилки в каналах зв'язку без введення надлишкової інформації.

2.2 Огляд теоретико-числових базисів.

Теоретико-числові базиси – є фундаментальними теоретичними основами систем числення та методів кодування даних. Базис – породжується системами ортогональних функцій.

Тип сигналу визначається базисом.

Базис Радемахера.

Рис. 2.5 Представлення базису Радемахера.

Базисні функції Радемахера є основою для модуляції прямокутних сигналів.

Сигнальний простір:

Рис. 2.6. Представлення сигнального простору в базисі Радемахера.

Базис Радемахера породжує двійкову систему числення і двійкові коди.

Перевага базису – максимальна потужність в сигнальному вікні.

Недолік – широка смуга частот сигнальної характеристики.

Базис Хаара.

Базис Хаара породжує розрядно-позиційні коди і відповідні системи числення. Використовується при фазовій модуляції сигналу. Використовує прямокутні сигнали, але вони є зміщені в часі.

Рис. 2.7 Представлення базису Хаара.

В даному базисі використовуються розрядно-позиційні коди.

Рис. 2.8 Застосування фазової модуляції в базисі Хаара.

Базис Крейга.

Даний базис породжує тривалісні та фазові методи модуляції сигналу.

Рис. 2.9 Представлення базису Крейга.

Рис. 2.10 Представлення тривалісних методів модуляції сигналу в базисі Крейга.

Базис Уолша.

Базис Уолша в середині містить базис Радемахера.

Рис. 2.11 Представлення базису Уолша.

Рис. 2.12 Формування кодів Грея в базисі Уолша.

Базис Уолша породжує також шумоподібні сигнали (ШПС).

Базис Галуа.

Це є вибірка окремих функцій. Базис Галуа породжує коди поля Галуа і систему числення Галуа. Модуляція йде, як фазова так і частотна.

Спектр сигналу більший ніж в базисі Уолша

Рис. 2.13 Представлення базису Галуа.

Базис Крестенсона.

Даний базис представлений трикутними функціями.

Рис. 2.14 Представлення базису Крестенсона.

Даний базис породжує систему числення залишкових класів і кодів залишкових класів, породжує амплітудно-частотні методи модуляції.

Рис. 2.15 Модуляція сигналу в базисі Крестенсона.

Спектр сигналів такого базису є експоненціальний:

В оптичних каналах зв'язку доцільно використовувати імпульсні методи маніпуляції. Це обумовлено використанням лазерних та світлодіодних випромінювачів оптичних сигналів, які працюють в імпульсному режимі. їх потенційні можливості функції способу передавання дискретної інформації та взаємозв'язок між потужністю сигналів на вході ліній зв'язку, характеристики затухання сигналів при різних атмосферних станах (дощ, сни, туман), максимальна віддаль передавання даних і а способи цифрового прийому інформації забезпечують якісний, надійний цифровий оптичний зв'язок.

Відкриті оптичні канали зв'язку найчастіше реалізуються на основі лазерних систем в інфрачервоному діапазоні. Незважаючи на фізичні успіхи в галузі розробки теорії програмних та апаратних засобів маніпуляції сигналів, подальше вдосконалення каналів зв'язку в телекомунікаційних системах визначає актуальність розробки нових методів маніпуляції на основі різних теоретико-числових базисів. При цьому головною метою є адаптація до умов передавання сигналів в оптичних каналах зв'язку, максимальне