Демодуляция и декодирование

Переданное сообщение в приёмнике обычно восстанавливается в такой по­следовательности. Сначала сигнал демодулируется. В системах передачи непре­рывных сообщений в результате демодуляции восстанавливается первичный сигнал, отображающий переданное сообщение. Этот сигнал затем поступает на воспроизводящее или записывающее устройство. В радиовещании таким уст­ройством может быть громкоговоритель или магнитофон. В системах передачи дискретных сообщений обычно в результате демодуляции последовательность элементов сигнала превращается в последовательность кодовых символов. Затем по ним восстанавливаются сообщения, выдаваемые получателю. Последнее преобразование называется декодированием.

Не следует думать, что демодуляция и декодирование — это просто опера­ции, обратные модуляции и кодированию, выполняемые над пришедшим из канала сигналом. В результате различных искажений и воздействия помех пришедший сигнал может существенно отличаться от переданного. Поэтому всегда можно высказать ряд предположений (гипотез) о том, какое сообщение передавалось. Задачей приёмного устройства является принятие решения о том, какое из возможных сообщений действительно передавалось источником. Для этого принятый сигнал подвергается анализу с учётом всех сведений об источ­нике (например, о вероятностях, с которыми источник посылает то или иное сообщение), о применяемом коде и методе модуляции, а также о свойствах ка­нала, В результате анализа обычно можно определить условные (апостериорные) вероятности возможных гипотез и на основании этих вероятностей принять решение, которое и поступает к получателю. Та часть приёмного устройства, которая осуществляет анализ приходящего сигнала и принимает решение о переданном сообщении, называется решающей схемой.

В системах передачи непрерывных сообщений при аналоговой модуляции решающая схема определяет по пришедшему искажённому канальному (вторичному) сигналу наиболее вероятный переданный первичный сигнал и восстанавливает его. Здесь решающей схемой является демодулятор. В системах передачи дискретных сообщений решающая схема чаще всего состоит из двух частей; первой решающей схемы — демодулятора и второй решающей схемы — декодера.

Иногда при передаче дискретных сообщений операции демодуляции и де­кодирования выполняет одно устройство, которое приходящую последователь­ность элементов сигнала преобразует сразу в последовательность символов (букв) сообщения. Такой метод приёма называют совместной демодуляцией-декодированием или приёмом в целом, в отличие от поэлементного приёма с двумя решающими схемами. В первом случае анализируется целиком отрезок сигнала, соответствующий кодовой комбинации, и на основании того или ино­го критерия восстанавливается переданный элемент сообщения (буква). Во втором случае сначала анализируются отдельные элементы сигнала, соответст­вующие кодовым символам, а затем восстановленная кодовая комбинация де­кодируется, т.е. преобразуется в элемент (букву) сообщения.

В некоторых случаях роль решающей схемы выполняет полностью или частично человек. Так при приёме телеграфных сигналов на слух оператор решает, какой сигнал ("точка" или "тире") был передан. Он же выполняет и операцию декодирования. В приёмниках дискретных сообщений, предназначенных для записи информации, все указанные операции выполняются автоматически. В простейшем случае первая решающая схема представляет собой пороговое устройство в форме реле, триггера, работающих по принципу "да" или "нет". Еcли принятый элемент сигнала выше порога, выдаётся один символ кода (например, 1), если ниже - другой (0). В некоторых случаях применяют решающие схемы с двумя порогами При попадании уровня сигнала между двумя порогами решение не принимается — вместо сомнительного элемента сигнала выдаётся специальный символ стирания. Введение такого стирающего сим­вола облегчает возможность правильного декодирования принятой кодовой комбинации.

Для принятия решения о том, какое сообщение передавалось, необходимо проанализировать пришедший сигнал. Для этого он подвергается различным преобразованиям, которые называют обработкой сигнала. Одной из задач тео­рии связи является отыскание правил оптимальной обработки сигнала, при ко­торой решение о переданном сообщении оказывается наиболее достоверным. Эти правила зависят от свойств канала и методов передачи (кодирования и модуляции). Иногда оптимальные правила обработки оказываются сложными и для упрощения аппаратуры используют другую, не оптимальную обработку. Наконец, качество приёма и обработки сигналов существенно зависит от точ­ности синхронизации переданных и принятых сигналов. Различают синхрониза­цию тактовую (определение границ единичных элементов сигнала), цикловую синхронизацию (правильное разделение кодовых комбинаций), синхронизацию несущих частот и др. Погрешности синхронизации приводят к снижению дос­товерности приёма сообщений, а в ряде случаев — к неправильному приёму всего сообщения или части его.

Простейшим метолом, позволяющим на приёме отделить одну кодовую комбинацию от другой, является стартстопный режим передачи, когда в начале и конце каждой комбинации передается специальный сигнал ("старт" и "стоп"). Такой метод передами относится к асин-хронным, так как передачу любой кодовой комбинации можно начинать в любой момент вре­мени после окончания предьщущей комбинации. При синхронных способах передачи элемен­ты сигнала передаются непрерывно через одинаковые промежутки времени. Разделение ко­довых комбинаций осуществляется в этом случае с помощью цикловой синхронизации. Во­просы синхронизации не рассматриваются в настоящем учебнике. Они изучаются в специ­альных курсах.