3. Двійкове кодування

У системах ДЕЗ кодування інформації здійснюється за допомогою двійкового алфавіту. Перевагами двійкового кодування є простота реалізації, стабільність роботи і мінімальні витрати при апаратній реалізації.

У загальному випадку інформація може бути подана у вигляді деякої кодової комбінації. Кодова комбінація (КК) - це сукупність цифр, що утворюють число. Загальна кількість кодових комбінацій у коді з основою m і розрядністю n визначається за формулою

. (1)

Основою коду називається кількість різних кодових комбінацій, розрядністю коду називається кількість елементів кодової комбінації.

Якщо всі кодові комбінації алфавіту мають однакову розрядність, то такий алфавіт називається рівномірним. Наприклад, міжнародний телеграфний код МТК-2 - це рівномірний код. Якщо розрядність кодових комбінацій може відрізнятися одна від одної, то такий код називається нерівномірним. Прикладом нерівномірного коду може бути код Морзе.

Кодові комбінації можуть бути простими й перешкодостійкими. У простих кодах усі кодові комбінації називаються дозволеними (наприклад код МТК- 2). У перешкодостійких кодах частина кодових комбінацій є забороненою. Прикладом перешкодостійкого коду може служити код Хеммінга, або міжнародний телеграфний код МТК- 5, в якому з восьми розрядів сім інформаційних і один перевірочний.

Кількість інформації, що міститься в кодовій комбінації, визначається за формулою

. (2)

Якщо використовується двійковий код, то , a , тому . Тобто кількість інформації, що міститься у двійковому коді, чисельно дорівнює розрядності кодової комбінації.

Кількість інформації вимірюється в бітах. Кількість інформації в однорозрядній двійковій кодовій комбінації дорівнює одному біту. Якщо розрядність кодової комбінації дорівнює восьми, то кількість інформації складає один байт. Для позначення великих кількостей інформації використовують похідні біта й байта з приставками кіло-, мега-, гіга- і тера-, які відповідають 10, 20, 30 і 40 степеням двійки.

Одиницю вимірювання "біт" використовують при розгляді послідовних систем передавання, обробки або зберігання даних. У цьому випадку всі розряди кодової комбінації передаються послідовно в порядку черги. Одиницю вимірювання "байт" використовують при розгляді паралельних систем передавання, обробки або зберігання даних. У таких системах розрядність кодової комбінації, як правило, кратна 8, і всі розряди передаються одночасно.

Максимальна кількість інформації, яка може бути передана через канал зв'язку за одиницю часу, визначає його пропускну здатність. Згідно з теоремою Шенона :

(3)

де - потужність сигналу; - потужність перешкоди; - смуга пропускання КЗ.

У випадку відсутності перешкод

(4)

Для характеристики каналу зв'язку також використовують питому пропускну здатність, яка обчислюється за формулою

(5)

Швидкість передавання інформації визначається кількістю інформації, переданої за деякий проміжок часу:

(6)

Швидкість передавання інформації вимірюється в біт/с для послідовного передавання інформації або в байт/с для паралельного передавання інформації.

Через канал зв'язку інформація передається за допомогою елементарних посилань. Елементарне посилання є одним із можливих станів сигналу. Кількість можливих станів сигналу може бути в загальному випадку більше двох. Кількість елементарних посилань , переданих за проміжок часу t, називається швидкістю модуляції:

(7)

Швидкість модуляції вимірюється в бодах. Один бод відповідає передаванню одного посилання за одну секунду. Кратність кількості можливих станів сигналу числу два називається кратністю модуляції. Кратність модуляції показує, скільки розрядів двійкової кодової комбінації передається в одному елементарному посиланні. Якщо кратність модуляції n, то швидкість передавання інформації

(8)

тобто в загальному випадку швидкість модуляції не дорівнює швидкості передавання інформації.

Якщо п=1, то швидкість передавання інформації чисельно збігається зі швидкістю модуляції. У каналі зв'язку без перешкод максимальна швидкість модуляції при кратності п=1

. (9)

Контрольні запитання та завдання до розділу 3

1. Який алфавіт переважно використовується в системах документального електрозв’язку?

2. Розкрийте поняття кодової комбінації.

3. Розкрийте поняття основи коду.

4. Дайте визначення розрядності коду.

5. Розкрийте поняття швидкості модуляції.

6. Дайте визначення елементарного посилання.

7. Розкрийте поняття перешкодостійких кодів.