Телемеханика Основные понятия кодирования и передачи кодовых комбинаций
Основные понятия кодирования и передачи кодовых комбинаций

Кодирование - это преобразование сообщения в дискретный сигнал в виде кодовых комбинаций. Обратный процесс (декодирование) должен однозначно восстановить передаваемое сообщение.

Предположим, мы хотим передать большое число сообщений, например, одну тысячу команд телеуправления. Для того, чтобы как-то обменять одну команду от другой, все команды следует пронумеровать в обычной десятичной системе счисления например, команда 5 - это № 5, команда 999 - это сообщение, передаваемое объекту 999. При малом числе команд можно было воспользоваться импульсными признаками для видео - или радиоимпульсов. При большом числе команд этот способ несостоятелен. Можно использовать многопроводную систему. Так, для пронумерованных в десятичной системе счисления сообщений понадобиться десять проводов, по каждому из которых будет передаваться элемент сигнала, соответствующий цифре от 0 до 9. Например, для передачи сообщения 149 надо поочередно послать импульс по проводам 1, 4 и 9.

Число возможных сообщений при таком способе кодирования будет равно N = 10 n, где 10 - основание кодовой комбинации, а n - ее длина или длина слова, или разряда. Например, при n = 3, тогда N = 1000, т.е. используя десятичную систему счисления и длину кодовой комбинации (длину слова), равную 3, можно передать 1000 команд от 0 до 999. при10 проводной системе передать команду 999 - это значит послать поочередно три импульса по проводу № 9. Такое кодирование осуществляется просто, но при этом требуется слишком большое число проводов.

Число проводов можно снизить до двух при использовании двоичной системы счисления N = 2 n.

Однако при этом значительно увеличивается длина слова или число разрядов. Для передачи 1000 сообщений n должна быть не менее 10, тогда N=210=1024. Таким образом, в общем случае число сообщений равно: N = q n

где q - основание кода или число признаков, а n - число разрядов кодовой комбинации или длина слова.

В табл. представлены различные способы записи и передачи двух кодовых комбинаций. Так первая комбинация (двоичного кода) выражена сначала цифрами (комбинация 1), а затем буквами (комбинация 1’). Она же может передаваться или видеоимпульсами или радиоимпульсами по принципу «да - нет» при наличии в кодовой комбинации 1 или буквы а в линию идет или видеоимпульс, или радиоимпульс, а при 0 или букве б в линию ничего не поступает.

Любая кодовая комбинация содержит определенный набор элементов или символов (1 и 0; а и б;) которые называются буквами алфавита. Весь набор букв образует алфавит кода. Количество признаков или количество букв называют основанием кода(q). Кодовая комбинация, составленная из определенного количества n букв или n символов или n элементов называется кодовым словом (кодовым блоком), имеющим длину n или число разрядов n.

Если число признаков q равно двум (0 и 1; а и б), то такие коды называются двоичными (бинарными) или небинарными (троичными, четверичными и т.п.)

В настоящее время в большинстве случаев применяются двоичные коды. Если в двоичных кодах длина всех кодовых комбинаций одинакова, то такие коды называют равномерными (комплектными). Например, код состоящий из слов 001, 011, 101, является комплектным а код состоящий из слов 1, 11, 101 - неравномерным (некомплектным), т.к. слева от единиц нули не приписаны. В телемеханике обычно используются только комплектные коды. В двоичных кодах применяется также термин вес кода, над которым понимается число единиц в кодовой комбинации. Так, вес кода 1101 равен 3, а вес кода 1000 - равен 1.

Передачу кодовых комбинаций можно осуществить последовательно во времени (коды со временным разделением символов) или параллельно, т.е. одновременно во времени. В последнем случае передача должна осуществляться по нескольким проводам, или при передаче необходимо использовать частотные признаки для разделения элементарных сигналов.

Рассмотрим последовательную передачу кодовых комбинаций. Предположим, мы хотим передать две четырехразрядные кодовые комбинации 1011 и 1101. в этом случае каждый разряд передается в отведенном для него интервале времени или импульсами (рис. а) или частотами (рис. б). Последовательно во времени обе комбинации будут переданы в линию с некоторым защитным интервалом tзащ, отделяющим одну комбинацию от другой.

Для передачи кодовых комбинаций параллельно во времени каждому разряду присваивается своя частота: первому разряду частота f1, второму f2, третьему f3 и четвертому f4.

Однако признаки у каждого из разрядов должны быть не частотными, т.е. когда 1 передается одной частотой, а 0 - другой. Эти признаки должны быть амплитудными или по длительности импульса. Если, например, принять признаки амплитудными, то число признаков будет два: «да» - есть импульс, «нет» - нет импульса. Рассмотрим передачу двух комбинаций с различными частотами и амплитудными признаками.

Первая комбинация передается в течение первого интервала времени t1, т.е. частота f1, f2, f4 и т.д.

При математической записи кодовых комбинаций обычно пользуются цифрами или буквами. В телемеханике при передаче информации по каналу связи каждой цифре или букве обычно соответствует элементарный сигнал (импульс), наделенный определенными признаками. Таким импульсным признаком может быть наличие или отсутствие импульса, его амплитуда, продолжительность, полярности, частота заполнения и ее фаза.