2.14. Геометрическая интерпретация сигналов и помех. Идеальный приемник Котельникова и другие варианты построение приёмников двоичных сигналов

2.14. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ. ИДЕАЛЬНЫЙ ПРИЁМНИК КОТЕЛЬНИКОВА и ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИЁМНИКОВ ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ.

Любую реализацию сигнала можно подать как 2FT отсчётов, где F – ширина спектра, T – продолжительность (теорема Котельникова). Отсчёты можно считать компонентами многомерного вектора. Это взаимооднозначное отображение порождает множесто полезных аналогов и составляет основу раздела математики – функционального анализа.

Многомерное геометрическое пространство	Пространство электрических сигналов с шириной спектра F и продолжительностью T
Вектор	Сигнал
Длина вектора  (модуль вектора)	P – мощность, Uэф – эффективное значение. Длина вектора пропорциональна эффективному значению сигнала.
Умножение вектора на скаляр	Умножение вектора на скаляр
Сложение векторов	Сложение сигналов
Скалярное произведение двух векторов	Ковариация сигналов
Косинус угла между векторами	Коэффициент корреляции сигналов

         Идеальный приёмник Котельникова – это идея постройки приёмника двоичных сигналов при наличии помех, которая базируется на геометрической интерпретации сигналов и помех. Пусть имеется двухмерное пространство ( для упрощения пояснений) Если конец суммарного вектора находится над плоскостью разделения – сигнал интерпретируется как «1», если в плоскости или под ней – интерпретируем как «0». Таким образом, геометрическая интерпретация сигналов и помех является плодотворной для создания алгоритмов постройки и действия приёмников двоичных сигналов в аппаратуре передачи данных. Существует 2 метода распознавания двоичных сигналов:

• Распознавание нулей и единиц по признаку расстояния от эталонных точек

• Распознавание нулей и единиц корреляционным методом

2.15. Синхронизация в аппаратуре передачи данных и в устройствах считывания магнитных записей, способы кодирования, который повышают надежности синхронизации битов

2.15. СИНХРОНИЗАЦИЯ В АППАРАТУРЕ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ И В УСТРОЙСТВАХ СЧИТЫВАНИЯ МАГНИТНЫХ ЗАПИСЕЙ, СПОСОБЫ КОДИРОВАНИЯ, КОТОРЫЕ ПОВЫШАЮТ НАДЁЖНОСТЬ СИНХРОНИЗАЦИИ БИТОВ.

1. Параллельный метод

В параллельном методе информация передаётся одновременно по n проводов, также выделяют дополнительный провод для синхронизации. Этот метод не широко распространён, потому что он необходим только для быстрой передачи информации на большие расстояния. Для параллельного метода передачи информации используются оптоволоконные кабели. Преимущества параллельного метода:

• Уменьшение уровня помех, а соответственно и количества ошибок

• Высокая скорость

• Действие на большие расстояния

IBM использует для реализации параллельного метода оптоволоконные линии связи (144 провода и 72 провода). Этот метод используется IBM для передачи информации в хранилища данных.

 

2. Последовательный метод

Он бывает 3 типов:

• Битовая синхронизация (отвечает за передачу отдельных бит).

• Байтовая синхронизация (отвечает за способ разделения байтов на биты).

• Синхронизация сообщений (нумерация сообщения мешает пропаже сообщений).

Битовая и байтовая синхронизации реализованы на аппаратном уровне, а синхронизация сообщений – на символьном (кодовом) уровне. Битовая и байтовая синхронизации делятся на 2 типа:

• Последовательная асинхронная – не означает, что в методе нет синхронизации. В этом методе есть только один асинхронный параметр – момент начала сообщения.

• Последовательная синхронная.

Основная разница между последовательными синхронным и асинхронным методами в том, что первый передаёт информацию большими блоками (несколько сот бит), а второй передаёт информацию короткими блоками.