Файл: Теория и техника передачи данных и телеграфия учебник..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 242
Скачиваний: 1
ционной последовательности, связанные с повышением достовер ности при передачи информации по каналам связи с помехами. Управление работой основных блоков передатчика АПД обеспе чивается устройством управления. Устройство фазирования по циклу необходимо для формирования и передачи сигналов цик лового фазирования. Двоичная последовательность с выхода пе редатчика АПД поступает на вход дискретного канала связи.
Выход дискретного канала связи соединен со входом дискрет ной части приемника АПД, которая содержит приемник устрой ства повышения достоверности, устройство управления с блоком циклового фазирования и блок согласования выхода АПД с при емником информации. Приемник устройства повышения досто верности обеспечивает выполнение преобразований принимаемой с выхода дискретного канала двоичной последовательности, не обходимых для повышения достоверности. Иногда при этом ис пользуются сигналы с выхода детектора качества. В блоке со гласования информация преобразуется к виду, наиболее удоб ному для выдачи в приемник информации. Наиболее часто при этом производится преобразование последовательного кода в па раллельный и дополнение до четности числа единиц в комбина циях первичного кода. Кроме этого, блок согласования обеспе чивает обмен служебными сигналами с приемником информа-
,! ции. Блок управления управляет работой основных блоков при емника. При помощи устройства фазирования по циклу выде ляется сигнал, необходимый для синфазного запуска приемного распределителя, и осуществляется контроль наличия фазы по циклу.
В современных СПД для повышения достоверности часто ис пользуется канал обратной связи. В этих случаях приемник А П Д содержит передатчик сигналов обратной связи, а передатчик АПД — приемник сигналов обратной связи. Передатчик и прием ник сигналов обратной связи соединены каналом обратной связи, который может быть как дискретным, так и непрерывным.
Системы передачи данных являются элементами более слож
ных структур —. сетей передачи данных. В тех случаях, когда |
ин |
||||||||
тересуются лишь |
внешними |
свойствами |
систем |
передачи |
дан |
||||
ных — свойствами обеспечения передачи |
данных, — системы |
на |
|||||||
зывают каналами передачи |
данных. |
|
|
|
|
|
|
||
і0.1.2. |
Параметры |
систем |
передачи |
данных |
|
||||
Для оценки СПД и сравнения их между собой используются |
|||||||||
достоверность, скорость передачи и время задержки |
сообщений. |
||||||||
Достоверность . В |
СПД |
достоверность |
характеризуется: |
||||||
—вероятностью ошибочного приема комбинаций |
первичного* |
||||||||
/ — элементного |
кода |
еТ0Ш(1); |
|
|
|
|
|
|
|
— вероятностью |
стирания |
/-элементных |
|
комбинаций |
|||||
е^ с т (/), используемой |
в системах, |
в которых на |
выход прием- |
ника АПД вместо кодовых комбинаций могут выдаваться сиг налы стирания комбинаций, свидетельствующие о том, что комбинации корректирующего кода приняты с обнаруженными
ошибками или часть |
элементов |
комбинации принята |
ненадеж |
||||
но при применении детектора |
качества; |
|
оТвып комби |
||||
— вероятностями |
вставок и выпадений &РВ СТ |
и |
|||||
наций. Вставки — это |
события, заключающиеся |
в |
многократном |
||||
приеме |
комбинаций, |
однократно |
переданных |
передатчиком, |
|||
а выпадения — события, характеризующиеся тем, что |
приемник |
||||||
С П Д не |
принимает |
комбинаций, |
переданных |
|
передатчиком. |
Они возникают в результате воздействия помех на служебные сигналы, например на сигналы обратной связи в системах
собратной связью.
Скорость передачи информации. Абсолютная скорость пере
дачи Ra6c есть среднее значение отношения числа двоичных элементов Н(t), поступивших с выхода системы на вход при
емника информации за время t, к времени t, т. е.
Яй6е = М[НЦЩ дв. эл'с.
Иным образом абсолютную скорость передачи можно опре делить как среднее количество информационных двоичных эле ментов, переданных по каналу в единицу времени.
Относительная скорость |
передачи |
R есть отношение /?абс |
||
к скорости телеграфирования |
N, т. |
е. |
||
|
/?абс |
_ |
M[H(t)/t] |
|
* ~ |
N |
~ |
|
N |
Величина R всегда меньше единицы и характеризует эф фективность использования дискретного канала связи.
Можно также определить относительную скорость передачи как среднее значение отношения числа информационных элемен тов Нивф, переданных за некоторое время, к общему числу эле ментов Яс,ощ, переданных за это же время по каналу (или к числу элементов, которое можно передать за это время по ка
налу при непрерывной |
работе, если в системе передача ведется |
с прерываниями), т. е. |
|
|
# = М [ # и н ф / # о б щ ] . |
Время задержки сообщений. Время от момента поступления сообщения из L двоичных элементов на вход системы до момен та его выдачи в приемник информации назовем временем за держки сообщений ta(L). Если это время является случайной ве личиной (например, в системах с обратной связью), то для его оценки используют функцию распределения, т. е. вероятность задержки сообщения из L элементов на время, меньшее т3 :
Параметры |
С П Д зависят от параметров дискретных каналов, |
от алгоритмов |
функционирования СПД, способов обнаружения |
и исправления |
ошибок, способов циклового фазирования, от на |
дежности АПД и каналообразующей аппаратуры и т. д. Однако основное влияние на их значение оказывают первые три фактора. Поэтому з дальнейшем для упрощения формул ограничимся лишь учетом указанных факторов.
10.1.3. Общая классификация систем передачи данных
В настоящее время находят применение разнообразные си стемы передачи данных. Рассмотрим общую классификацию систем по наиболее характерным признакам. Схема классифика ции изображена на рис. 10.2. Слева на схеме указаны признаки, по которым производится классификация.
|
|
СистемыnepeJav |
|
|
|
|
|
|
i/x |
|
|
По |
//as/avurt |
Ос/но напра&ешые |
С otfoam/taci сбязыо |
|
|
|
|
|
|
||
По ёиду |
решаю |
1 |
Ч |
1 |
|
щего (/с/про&стеа Скодовымирешаю- |
С детектором |
Ском£<я>ар0&гнміма |
|||
|
|
|
щими t/cmpoisCmfOMt/ |
качества |
Oetve/oufUMvycmpttxrt. |
По |
&>,'зсод//Ому |
Без изменения |
СдоВв&іение* каяра- |
|
|
аЛфаД/ту |
|
||||
По реализации |
С аппаратурное |
Спрограммной реа- |
Ном$и/и/ро&ая?/ліе |
||
|
|
|
petr/!t/3Cftil/ee> |
jrt/3ai4fei> »а ЭВМ |
Рис. 10.2.
По наличию обратной связи СПД делятся на однонаправлен ные системы и системы с обратной связью. В однонаправленных системах для передачи информации используют каналы связи одного направления. В системах с обратной связью для пере дачи информации необходимы каналы связи двух направлений.
По виду решающего устройства системы передачи данных делятся на системы с кодовыми решающими устройствами, с де текторами качества и с комбинированными решающими устрой ствами. Решающим называют устройство, в котором по посту пающим из канала связи сигналам, соответствующим кодовым комбинациям, принимается решение или на выдачу комбинаций в приемник информации, или на их стирание.
Кодовые решающие устройства применяются при использо вании корректирующих избыточных кодов, благодаря которым двоичная последовательность после кодирования имеет опреде ленные структурные свойства, используемые решающими устрой ствами. В качестве кодовых решающих устройств находят при менение устройства обнаружения ошибок или устройства исправ ления и, обнаружения ошибок корректирующих кодов. Кодовые решающие устройства подключаются к выходу дискретного ка нала.
Детекторы качества подключаются к выходам непрерывного канала или демодулятора и при принятии решения используют результаты анализа сигнала, соответствующего комбинации. Сигнал может анализироваться по уровню, форме огибающей, дроблениям и т. д.
Комбинированное решающее устройство содержит в своем составе кодовое решающее устройство и детектор качества. Ре шение в комбинированных решающих устройствах принимается в результате анализа как структуры двоичной последовательно сти, так и соответствующего сигнала.
Для оценки решающих устройств используют следующие ве
роятности: Рлр |
— вероятность правильного |
приема комбинации; |
|
Рст—'вероятность |
стирания комбинации, т. е. вероятность обна |
||
ружения ошибки в комбинации и принятия |
решения на |
стирание |
|
комбинации, и Р 0 ш — ' В е р о я т н о с т ь приема |
комбинации |
с ошиб |
кой, не обнаруженной решающим устройством. Так как собы
тия, соответствующие этим вероятностям, составляют |
полную |
||
Группу |
СОбЫТИЙ, |
ТО /> пр + ^> ст + /Э ош = '1. |
|
По |
выходному |
алфавиту С П Д делятся на системы, в |
которых |
выходной алфавит полностью совпадает с входным, и на систе мы, в которых к комбинациям входного алфавита добавляется сигнал стирания комбинации. Иногда этот сигнал называют ком бинацией отметки ошибок. Следует заметить, что в большинстве случаев для получателя информации прием сигнала стирания вместо некоторой комбинации является менее «вредным» собы тием, чем прием другой разрешенной комбинации, происходящий вследствие воздействия помех.
По реализации С П Д делятся на системы с аппаратурной реа лизацией, системы с программной реализацией и комбинирован ные системы. Системы с аппаратурной реализацией применяются в виде аппаратуры передачи данных. При программной реализа ции систем с целью помехозащищенной передачи информации создаются специальные программы, обеспечивающие реализа цию тех или иных методов повышения достоверности при исполь зовании специализированных или универсальных ЭВМ . В ком бинированных системах часть функций по повышению достовер ности возлагается на АПД, а часть функций реализуется при помощи Э В М .
§ 10.2. Однонаправленные системы передачи данных
10.2.1. Общая характеристика |
однонаправленных |
систем |
||
и |
их |
классификация |
|
|
Однонаправленные |
системы |
(ОНС) передачи |
данных — это |
системы, в которых для передачи информации в каком-либо на правлении используется канал (каналы) связи только данного направления. Это является несомненным достоинством ОНС. Другое достоинство данных систем —• постоянное и сравнительно малое время задержки.
В однонаправленных системах передатчик не получает ин формации об изменениях состояния канала связи и поэтому ра ботает в одном, заранее заданном режиме. При определении избыточности, необходимой для обеспечения заданной достовер ности, исходят из характеристик некоторого среднего состояния. Это приводит к тому, что избыточность оказывается излишней в моменты хорошего состояния канала и недостаточной в мо менты существенного ухудшения его состояния. Поэтому с по мощью ОНС оказывается затруднительным выполнить заданные требования по достоверности, а эффективность использования каналов в этих системах при применении методов повышения достоверности, как правило, низка. Поэтому однонаправленные системы для целей повышения достоверности используют лишь в тех случаях, когда отсутствует канал обратной связи или когда
применение обратной связи исключено по каким-либо |
причинам, |
а также при очень жестких требованиях к времени |
задержки |
сообщений. |
|
Однонаправленные системы, в которых для повышения досто верности используется избыточность, делятся на следующие классы:
— системы с корректирующим кодом (ОНС - К);
— скстемы с повторением ( О Н С - П ) ;
— системы с декорреляцией и исправлением ошибок (ОНС - ДИ) .
Если в однонаправленных системах информация передается простым неизбыточным кодом, то достоверность передачи ин формации полностью определяется свойствами дискретного канала.
При построении ОНС передатчик и приемник системы могут соединяться как одиночным дискретным каналом, так и несколь
кими каналами одного |
направления. |
|
10.2.2. Однонаправленные |
системы с корректирующим |
кодом |
На рис. 10.3 показана структурная схема системы ОНС-К. Поступающая от датчика информации Ai-элементная комбинация подается в кодирующее устройство, выполняющее в ОНС-К функцию передатчика устройства повышения достоверности