Основные принципы кодирования сигналов

Раздел 2 Кодирование сигналов

Как правило, сообщение от источника информации представляется в аналоговой форме, т.е. непрерывными сообщениями.

Представление различных сообщений (буквы, звуки, цвета, события и т.д.) в определенной форме, например, в виде последовательности двоичных символов, называется кодированием.

Коды как средство тайнописи появились в глубокой древности. Известно, что еще древнегреческий историк Геродот в V в. до н.э. приводил примеры писем, понятных только адресату. Секретная азбука использовалась Юлием Цезарем. Над созданием различных шифров работали такие известные ученые средневековья как Ф. Бекон, Д. Кардано и др. Появлялись очень хитрые шифры и коды, которые с течением времени расшифровывались и переставали быть секретом.

Задача кодирования сообщений представляется как преобразование числовых данных в заданной системе счисления. Процесс кодирования заключается в представлении различных сообщений условными комбинациями, составленными из небольшого количества элементарных сигналов (например, посылка и пауза в коде Бодо, «точка» и «тире» в коде Морзе).

Число используемых при этом различных элементарных сигналов называют основанием кода, а число элементов, образующих кодовую комбинацию – значностью кода. Если все комбинации имеют одинаковую значность, то код равномерный. Операция кодирования применяется для цифровых сигналов. Для непрерывных сигналов требуется предварительное преобразование аналогового сигнала в цифровой.

Кодирование заключается в представлении передаваемого сигнала последовательностью простых элементов – цифр, знаков, электрических импульсов различной формы, по которым на приемной стороне можно однозначно восстановить сигнал. Устройство, выполняющее кодирование, называется кодером.

Обратное преобразование принятых сигналов в сообщение называется декодированием, а устройство - декодером. Набор отличающихся возможных значений сигнала называется алфавитом. При кодировании используется двоичная система счисления. Двоичным цифрам соответствуют два элементарных сигнала, которые технически легко сформировать. Например, одним элементарным сигналом может быть посылка напряжения (тока), вдвое превышающая помеху, а другим – отсутствие посылки.

Рисунок 2.1 – Двоичное кодирование