Кодирование источника сигнала

Процесс перехода от первичного сигнала к кодовому отображению называется кодированием. Набор элементов и правило, в соответствии с которым осуществляется переход от первичного сигнала ко вторичному отображению называется кодом.

Основными задачами кодирования являются повышение помехоустойчивости передаваемых сообщений, удаление избыточности и защита информации от несанкционированного доступа.

Автоматическое кодирование осуществляется в устройстве называемом кодером, а обратный процесс декодирование происходит в декодере. Устройство, объединяющее кодер и декодер называется кодек.

Обобщенная система передачи сообщений с кодированием

ИС - источник сообщения;

ПСС1(2) - преобразователь сообщения в сигнал;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь, предназначен для преобразования аналогового сигнала в цифровой;

Кодер источника – из закодированного сообщения удаляет избыточность, что позволяет увеличить скорость передачи информации в канале;

Аi, Аi’ – кодовые последовательности без и с ошибкой;

Bip, Bip’ – линейные кодовые последовательности без и с помехой;

Кодер канала – осуществляется кодирование с целью повышения помехоустойчивости сигнала;

N(t) – случайный сигнал (помеха);

Декодер канала – осуществляется декодирование и исправление (коррекцию) ошибок.

Декодер источника – восстанавливает (имитирует) избыточность закодированного сообщения;

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь, предназначен для восстановления аналогового сигнала из цифровой последовательности.

ПС – приёмник сообщения.

Параметры кодов

Основание кода (m) — соответствует количеству элементов, из которых состоит вторичный алфавит, соответствует системе счисления. Например в двоичном коде символы могут принимать два значения «0» и «1».

Разрядность кодовой комбинации (n) — соответствует количеству элементов, из которых состоит кодовая комбинация. Например, для кодовой комбинации 10011010 разрядность составляет 8 (в основном применяется в ТК).

Емкость кода (N₀) — соответствует количеству возможных кодовых комбинаций при заданном основании и разрядности:

N₀=mⁿ.

Данный показатель применяют к равномерным кодам.

Количество сообщений, которые необходимо закодироватьN_а — соответствует количеству символов первичного алфавита. Например для русского алфавита N_а = 33.

Относительная скорость кода (Rк) — показывает относительное число разрешенных комбинаций кода.

Rк =log₂N_a/log₂N₀.

Избыточность кода (c_к) — показывает относительное число запрещенных комбинации кода.

c_к= 1 –Rк.

Корректирующая способность кода — определяется кратностями обнаруживаемых (q_{о ош}) и исправляемых (q_{и ош}) ошибок, под которыми понимают гарантированное число обнаруживаемых и исправляемых ошибок в кодовых комбинациях кодом. Например, если q_{о ош} = 1, то код способен обнаружить ошибку в любом разряде принятой комбинации, при условии, что она одна, а если q_{и ош} = 1 то код способен исправить одну ошибку в любом разряде принятой комбинации, при условии, что она одна.