Файл: Теория и техника передачи данных и телеграфия учебник..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 273

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

комбинации фазового запуска, содержащей £ элементов (£ эле­ ментарных ПОСЫЛОК ДЛИТеЛЬНОСТЬЮ to)- В МОМеНТ времени £зал должен выделяться сигнал фазового запуска.

Вследствие воздействия помех в канале связи процесс выде­ ления сигнала фазового запуска случаен и описывается вероят­ ностными параметрами, в качестве которых используют:

Р„ 3

— вероятность

преждевременного запуска (ранее

момен­

та времени

t33„)\

 

 

 

 

 

PQ3

— вероятность

своевременного

запуска

(точно

в

момент

времени / з а

п ) ;

 

 

 

 

 

Я н з

— вероятность

незапуска в ' момент

времени

t3Sили

ранее

этого

момента*).

 

 

 

 

Очевидно, что

 

 

 

 

 

 

 

 

Р А- Р 4- Р

= 1

 

 

 

В устройство выделения сигнала фазового запуска

(УВСФЗ)

комбинация фазового запуска вводится поэлементно. Данное устройство после приема очередного элемента сравнивает £-эле- ментную комбинацию, состоящую из £ последних принятых эле­ ментов, с комбинацией фазового запуска. Вследствие поэлемент­

ного ввода

возможны:

состояние

ожидания (рис. 7.166),

когда

в УВСФЗ

не поступил

ни один элемент КФЗ, состояние

ввода,

когда в УВСФЗ поступило менее

Z элементов

КФЗ , состояние

совпадения, когда £ элементов КФЗ находятся в УВСФЗ,

и со­

стояние вывода, когда в УВСФЗ

находятся менее £

последних

элементов

КФЗ . Комбинация фазового запуска

при

передаче

вслед за последовательностью нулей должна возможно больше отличаться от нулевых комбинаций, поступающих в течение вре­ мени ожидания, и от £—1 комбинаций,.образующихся в процессе ввода КФЗ .

Задача помехоустойчивого выделения сигнала фазового за­ пуска близка к задачам помехоустойчивого кодирования. Осо­ бенностью является наличие только одной используемой комби­ нации (комбинации фазового запуска) и необходимость ее вы­ бора таким образом, чтобы обеспечить максимальное отличие от комбинаций, образующихся в процессе ввода в устройство выде­ ления сигнала фазового запуска.

Если сигнал фазового запуска выделяется только при приеме комбинации фазового запуска Лзап, то переход вследствие помех этой комбинации в любую другую приводит к незапуску. Вероят­ ность незапуска уменьшают введением «зоны запуска», в кото­ рую включают комбинации Лгзап, наиболее близкие к КФЗ, и выделяют сигнал фазового запуска при приеме любой из комби­ наций Л^зап. При этом увеличивается вероятность ложного за-

*) Иногда рассматривают отдельно вероятность запуска с запаздыванием (т. е. после момента времени t3an) Р 3 3 и вероятность Рнз1 незапуска в ин­ тервале t3 — В этом случае Рн3 = Р33 + Ри31-


пуска. Однако, увеличивая одновременно £, можно получить нужные значения вероятностей, характеризующих процесс выде­ ления сигнала фазового запуска.

На рис. 7.16е условно показано множество из 2 е различных g-элементных комбинаций, которое содержит комбинацию фазо­ вого запуска Л3 ап, комбинации, образующиеся в процессе ввода КФЗ в приемное устройство AQ, A I Л с—і» комбинации «зоны запуска» Л і 3 а п и остальные комбинации С».

Ложный запуск происходит при переходе любой из комбина­ ций АІ в любую из комбинаций Лгзап или в комбинацию Л з а п . Незапуск происходит при переходе комбинации Л3ап в любую из комбинаций А{ или С{.

В настоящее время известны два способа выделения сигнала фазового запуска — по расстоянию Хэмминга и по зачетному отрезку.

При первом способе «зона запуска» включает комбинации, наиболее близкие в смысле расстояния Хэмминга. На приеме выделение сигнала фазового запуска осуществляется в случае, если расстояние, между принятой ^-элементной последователь­ ностью И КФЗ МеНЬШе НеКОТОрОЙ ПОРОГОВОЙ ВеЛИЧИНЫ /Лфз или

равно этой величине, т. е. момент запуска находится путем по­ элементного последовательного анализа ^-элементных комбина­

ций. С целью увеличения вероятности

своевременного запуска

Рсз комбинацию Л з а п при этом способе

следует выбирать так,

чтобы максимизировать наименьшее из расстояний между Л з а п и любой из комбинаций Л*. На рис. 7.16г показан пример выбора

КФЗ Л 3 ап=(011) для £ = 3 , максимально удаленной от

комбина­

ций Л 0 = (ООО), Л і = (100) и Л 2 = (ПО), образующихся в

процессе

ввода. На .геометрической модели множества комбинаций можно убедиться, что минимальное из попарных расстояний между Л з а в и Л * < * > 2 .

При использовании способа запуска по зачетному отрезку «зона запуска» включает комбинации, совпадающие с комбина­

цией фазового запуска

Л з а п зачетными отрезками

из /3 0 элемен­

тов ( / 3 0 < £ ) . При этом

сигнал фазового запуска

выделяется в

момент, соответствующий концу КФЗ, в случае, если принятый /зо-элементный отрезок совпадает с любым из /3 0 -элементных от­ резков КФЗ. Выбор КФЗ при этом способе должен производиться таким образом, чтобы зачетные отрезки данной комбинации как можно больше отличались друг от друга.

7.3.4 Способ выделения

сигнала фазового

запуска

по расстоянию

Хэмминга

 

На рис. 7.17а показан процесс ввода комбинации фазового запуска, принимаемой из канала связи, в устройство выделе­ ния сигнала фазового запуска. Элементы et являются элемен­ тами последовательности ошибок, так как считают, что перед


КФЗ передается нулевая последовательность. Через а{ обозна­ чены элементы КФЗ at, принятые после передачи по каналу

с ошибками.'т. е. а г = а ( ф е , .

Ком&инац,ии,ойразум>1циеся g\

 

S/гроцессе ffoda K<P3

Входной регистр

E l

\а< \ ev е,

, - * г і Г

-\Ш\з\г\і

Вход 4

\ \

/ / '

 

\Sj\et...

еэ ег 14

\вычислитель

 

 

Пороговоеуст\

 

 

I

Сигнал

 

 

I

/разового

запуска

 

 

Входной

регистр

 

 

 

 

 

 

*

*

*

•:

*

ч

 

 

Л ,

 

8

7

6

S

3

2

/

 

 

ВхоЗ'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сарос

h

 

ФФ

 

ФФ

 

 

 

Ммпульс

 

 

 

 

 

азазоЛяо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е У

 

 

 

 

'запуска

. У

8

V/У7

У

V

J—

ПороговоеЛоООе бЬе UC/TWOUC/устроистоЪ

ft

Регистр

вычислителя

clj

 

 

г

)

 

 

 

г-

 

to

 

н

 

U_£

 

 

 

 

Л»|

 

 

 

1

1

 

 

 

 

f.

 

 

 

I I I I I I I I

I I I I I I I L „ I

Выход

регистра

 

 

 

 

 

 

бычиемтеля

dj -1

 

1 1 1

1 1

L J - A 1 1

•-1

 

/ІМПУЛЬС

 

 

 

 

 

 

Ц_ f.

разового

 

запуска

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

7.17.

 

В устройстве выделения сигнала фазового запуска каждый раз после ввода очередного элемента осуществляется сравнение комбинации, состоящей из последних £ принятых элементов, с комбинацией фазового запуска и определяется величина dj, равная числу несовпадающих разрядов этих комбинаций, т. е. расстоянию Хэмминга между ними. Сигнал запуска выделяется,


если dj-^тфз, где / П ф 3 заранее заданная величина. Если взять Щфз=0, то сигнал запуска можно выделить с помощью обычного

дешифратора. При т ф 3 > 0

применяют более сложные схемы. .

На

рис. 7.176 показана

структурная схема устройства выде­

ления

сигнала фазового запуска. Принятая последовательность

поэлементно вводится во входной регистр, в котором в каждый момент хранятся £ элементов, параллельно считываемых в вы­ числитель величины dj. В случае, если эта величина меньше или равна тф3, на выходе порогового устройства выделяется сиг­ нал фазового запуска.

Следовательно, наличие более Ш ф 3 ошибок в комбинации фа­ зового запуска, принимаемой из канала связи, приводит к незапуоку. Поэтому допустимое наибольшее число ошибок, не приво­

дящее к

незаиуоку, т Н з = « ф з . Преждевременный запуск может

произойти

при воздействии ошибок на комбинации АІ, образую­

щиеся в процессе ввода. Если a f M H H наименьшее из расстояний

Хзмминга между Л з а п и Аи то комбинация АІ может

отличаться

/Пфз и менее разрядами от Д з а п при наличии в ней d M

H H — « * ф э или

более ошибок. Следовательно, допустимое наибольшее количе­

ство ошибок,

не приводящее к преждевременному запуску,

т п з = а [ м и н т ф з

— 1. Очевидно, 4roiM+T:n3=dum~

1, следовательно,

увеличивая /Пф3 , уменьшаем вероятность незапуока за счет уве­ личения вероятности преждевременного запуска.

На рис. 7.17s показана функциональная схема устройства вы­ деления сигнала фазового запуска для комбинации фазового запуска А з а п = ( « 8 ^ 7 . . . аі) — (1 1 0 0 1 1 0 1). Вычислитель ве­ личины dj состоит из регистра, входы которого соединены с вы­ ходами входного регистра непосредственно, если разряду соот­ ветствует «О» в комбинации фазового запуска, и через инверторы при наличии «1» в КФЗ. Следовательно, число единиц в регистре вычислителя будет равно числу несовпадающих разрядов в КФЗ и в комбинации, хранящейся во входном регистре. На схеме, по­ казанной на рис. 7.17в, пороговое устройство состоит из дву-храз- рядного регистра, ячейки памяти и логической схемы И и соот­ ветствует случаю т ф 3 = 1 . Процесс ввода комбинации во входной регистр и вычисления величин dj показан в табл. 7.1. Число не­ совпадающих разрядов, как следует из таблицы, всегда больше трех. Поэтому число единиц в регистре вычислителя также будет больше трех. Следовательно, каждый раз, когда импульсами fi (см. временную диаграмму, показанную на рис. 7Л7г) считывается информация с регистра вычислителя, импульсы с выхода регистра вычислителя переписывают единицу с двухразрядного регистра в ячейку памяти. При поступлении очередного импульса Іуп импульс с выхода ячейки памяти запретит выдачу импульса фазового запуска.

Число единиц в регистре вычислителя, записываемых во вход­ ной регистр КФЗ, равно нулю, поэтому «запрета» не произойдет и будет выдан импульс фазового запуска.


 

 

Состояние разрядов входного регистра

 

dj

— число

 

ЛІ

 

 

 

 

 

 

 

 

в

единив.

Зыход

 

 

 

 

 

 

 

 

регистре

 

8

7

6

5

4

3

2

1

вычислителя

 

А0

0

0

0

0

0

0

0

0

 

5>"1ф3

0

 

1

0

0

0

0

0

0

0

 

4 > Шфз

0

 

0

1

0

0

0

0

0

0

 

4 > / И ф 3

0

А3

1

0

1

0

0

0

0

0

 

5>отф з

і 0

А

1

1

0

1

0

0

0

0

 

4 > т ф з

0

Аь

0

1

1

0

1

0

0

0

 

4 > / И ф 3

0

А,

0

0

1

1

0

1

0

0

 

6>7Ифз

0

А,

1

0

0

1

1

0

1

0

 

5>я1ф3

0

As

1

1

0

0

1

I

0

1

 

0 < 7 Я ф 3

1

КФЗ

1

1

0

0

1

1

0

1

 

 

 

В табл. 7.2 показан процесс ввода КФЗ при наличии двух ошибок, содержащихся в разрядах, отмеченных штриховкой. На­ личие ошибок уменьшает величину dj в процессе ввода и увели­ чивает ее в момент совпадения. При т ф 3 = 0 эти ошибки приво­

дят

к незапуску, при Ш ф 3

= 1

и т ф 3 = 2

запуск своевременный,, а

при / П ф 3 = 3

происходит ложный преждевременный запуск на пер­

вом

такте

ввода. В табл.

7.3

показаны

величины таз и т н з при

различных значениях т.ф3. Увеличение Шф3 приводит к уменьше­

нию допустимой кратности ошибок, не вызывающих

преждевре­

менного запуска т и з , и одновременно к увеличению

кратности

Ошибок, НЄ ПРИВОДЯЩИХ К Незапуску Тнз-

Выбор величин £, Шфз и структуры комбинации фазового за ­ пуска осуществляется таким образом, чтобы обеспечить выпол­ нение заданных требований ,по вероятностям Риз и Раз при1 мини­ мальной длине КФЗ . Для обеспечения малых значений вероят­

ностей Рпз и Рнз важно выбирать КФ З с возможно большим

зна­

чением с?минПримеры некоторых КФЗ даны в табл. 7.4.

 

Так как преждевременный запуск может произойти в любой

момент ввода ^-элементной комбинации при наличии в

них

й^мин — Шфз Л более ОШИбОК, ТО

 

 

отфз

 

Рпэ~1

2 P(dMU„-i,Q.

(7.29)

 

t=o

 

Незапуск происходит

при наличии в комбинации более / Л ф 3

ошибок. Поэтому

 

 

Я н з

= Р ( > т ф з + 1 , С).

(7.30)

Формулы (7.29) и (7.30) являются приближенными. Точные, но более сложные формулы даны в работе [21].