Сменно-качественные (СК) коды — это коды, в которых имеет место обязательная смена символов в соседних разрядах, т. е. кодовые комбинации этих кодов не содержат одинаковых символов в соседних разрядах. Благодаря такой структуре каждый последующий элемент кодированного сигнала отделяется от предыдущего, что используется для синхронного переключения приемного устройства (так называемая потактовая синхронизация).
Сменно-качественный код с основанием т>3. Этот код был предложен Б. К. Щукиным и использован в целом ряде систем телеуправления [20]. Основой структуры кода Щукина являются соединения из и элементов с т символами (качествами), на которые наложено одно ограничение — рядом размещенные символы не могут быть одинаковыми. Например, если используются символы 0, 1, 2 (т =3), то разрешенными комбинациями будут 012, 010, 210, 202 и т. д. Комбинации 001, 011, 220, 122 и др. являются запрещенными. Полное число комбинаций СК кода определяется формулой
(3-14)
Из этой формулы, в частности, следует, что число символов кода должно быть более двух (m>3). Действительно, при т = 2 Νρ = 2 независимо от числа разрядов и. Следовательно, СК код Щукина является недвоичным кодом и для его реализации необходимы сигналы с числом импульсных признаков не менее трех.
Сменно-качественный код обладает определенной избыточностью, поскольку из общего возможного числа комбинаций N = т используется лишь часть, определяемая выражением (3.14). Коэффициент избыточности подсчитывается по выражению
Сменно-качественный код является несимметричным. Распределение кодовых векторов по кодовым расстояниям зависит от конкретных параметров кода [6].
Двоичный сменно-качественный код с k-кратным повторением символов (двоичный код с использованием дискретной широтно-импульсной модуляции — ДШИМ). Двоичный код со сменой символов в соседних разрядах строится на базе использования широтно-импульсной модуляции: 0 кода передается сигналом длительности t, 1 — длительности kt, где к — целое число (к > 2, в общем случае к может быть и не целым числом).
Рис. 3.2. Двоичный сменно-качественный код (ДСК) с λ-кратным повторением символов (к = 3):
I - двоичный код; II - сигнал ДСК; III - двоичный сменно-качественный код
Кодовые комбинации ДШИМ образуются из двоичного кода следующим образом:
все разряды двоичного кода разделяются на нечетные и четные. Число разрядов двоичного кода и ДШИМ одинаково;
все нечетные разряды ДШИМ записываются в виде нулей, все четные — в виде единиц (или наоборот);
разряды двоичного кода, содержащие единицы, записываются в виде λ-кратно повторяемых нулей в нечетных разрядах и λ-кратно повторяемых единиц в четных разрядах ДШИМ.
Например, при n= 5 и λ= 3 для некоторой комбинации двоичного кода получим: 01101 =01110001000.
Изображение кодированного сигнала для этой комбинации ДШИМ представлено на рис. 3.2.
Все кодовые комбинации ДШИМ начинаются с одного и того же элементарного сигнала (0 или 1) и содержат постоянное число переходов 0 →1.
При этом все соседние разряды имеют разноименные символы. Длина кодовых комбинаций ДШИМ зависит от числа единиц в исходном двоичном коде и значения к. С увеличением к растет помехозащищенность кода, однако увеличивается и длительность кодовых слов.
По существу рассматриваемый код ДШИМ является простым двоичным кодом, в котором для передачи информационных единиц используется дополнительное качество — длительность посылки элементарного сигнала: единица передается удлиненной посылкой kt0, которая может состоять из последовательности либо физических единиц, либо нулей. Представление длительности посылки в виде к повторяемых бит позволяет свести анализ помехоустойчивости ДШИМ к анализу помехоустойчивости двухзнаковых (бинарных) кодов.
Непостоянство длительности кодовых слов затрудняет анализ помехоустойчивости кода. Однако, полагая, что не обнаруживаемые переходы между кодовыми словами разной длительности отсутствуют, в [6] удалось получить выражение для расчета коэффициентов ложных переходов ДШИМ. Учитывая, что любая помеха, приводящая к нарушению числа элементарных сигналов в кодовой комбинации, обнаруживается, нетрудно установить, что для ДШИМ справедливо равенство dmin=k — 1, т. е. для того чтобы код обнаруживал все однократные ошибки, необходимо иметь к = 3. Увеличение d f может быть достигнуто введением дополнительного разряда контроля по четности (паритету). Особенностью ДШИМ является то, что проверка на четность должна производиться лишь по четным (или нечетным) разрядам ДШИМ. Лишь при этом dmin повышается на 1. Проверка же на четность всех разрядов ДШИМ может привести к снижению его помехозащищенности .
Применение ДШИМ позволяет использовать простейшие методы синхронизации — потактовую синхронизацию с одним задающим генератором импульсов на стороне передатчика. Реализуются ДШИМ с помощью простейших кодирующих и декодирующих устройств обычного двоичного кода с добавлением формирователя и селектора удлиненных (k-кратно повторяемых) элементов сигнала.
В зарубежной литературе аналогом ДШИМ являются коды на основе дискретной широтно-импульсной модуляции (см. рис. 2.18, в).
