Количество используемых состояний сигнала

Кажется, что увеличивая количество используемых состояний сигнала, можно получить сколь угодно большую пропускную способность. Но на практике возможное количество состояний ограничено влиянием шума в канале, поскольку, если амплитуда шума станет превышать разность между соседними уровнями, то приемник не сможет устойчиво распознавать передаваемые данные. Следовательно, чем более информативен метод модуляции, тем сильнее он подвержен влиянию помех в канале.
Хотя в расчетной формуле наличие шума не учитывается явно, его влияние отражается в выборе количества состояний сигнала, и данная формула по своему физическому смыслу соответствует формуле Шеннона. Чтобы уменьшить количество неправильно декодированных бит, используют различные варианты помехозащитного кодирования, которые основаны на добавлении в передаваемый цифровой сигнал избыточных бит. Пропускная способность канала при этом остается той же, поэтому скорость передачи полезной информации уменьшается.
Из формулы видно, что пропускная способность (битовая скорость) может быть больше символьной скорости, меньше ее и равна ей. Эти ситуации иллюстрирует рис. 20.1. Например, при модуляции единичного значения бита импульсом положительной полярности, а нулевого значения – импульсом отрицательной полярности, каждый бит передается одним состоянием сигнала. В этом случае символ тождественен биту, несущий сигнал имеет два различных эффективных состояния (М = 2), а пропускная способность канала будет равна его символьной скорости. Так реализован код NRZ (потенциальный код без возвращения к нулю).
Но возможна и такая ситуация, когда сигнал дважды изменяет свое состояние при передаче каждого бита. Так построен биполярный импульсный код, в котором используется три различных состояния сигнала (положительный уровень, отрицательный уровень и нулевой), но каждый символ передается двумя состояниями. Следовательно, эффективное число состояний в этом случае равно 1,5 (М = 3/2) и пропускная способность канала будет почти в два раза ниже его символьной скорости. Однако на практике такие низкоскоростные методы модуляции обычно не применяются. Количество состояний сигнала, как правило, более двух и каждое состояние используется для передачи одного символа.

Кабельное телевидение

© 2009-2010