Файл: Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 154
Скачиваний: 2
В. И ШЛЯПОБЁРСКИЙ
Основы
ТЕХНИКИ
ПЕРЕДАЧИ
ДИСКРЕТНЫХ
СООБЩЕНИИ
И З Д А Т Е Л Ь С Т В О «СВЯЗЬ» 3
МОСКВА .1973
6Ф1.1
Ш68 УДК 621.394
|
|
|
|
|
Шляпоберский В. И. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Ш68 |
Основы |
темники передачи дис.крогпых 'сооо- |
||||||||
|
|
|
|
|
щений. М., «Связь», 1973. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
480 с. с ил. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Приведены |
основные Характеристики |
дискретных |
систем |
|||||
|
|
|
|
|
связи |
( Д С С ) . их элементная основа, |
принципы построения ос- |
||||||
|
|
|
. - |
, |
новных |
узлов на ПС. Излагаются |
оопросы |
передачи днскреТ- |
|||||
|
ьп-п |
|
|
i'i пых сообщения |
(ДС) по каналам |
связи, кодирования |
и деко- |
||||||
|
N**> |
Л днрования |
информации, синхронизации |
прпемнпкоп; |
рассмат.рн- |
||||||||
|
iVi>.Mri ' * |
9 ааются системы |
лередачн ДС . |
|
|
|
|
|
|||||
|
_ |
(~ОС^ |
Р |
Книга |
предназначена для научных |
работников, |
занимаю- |
||||||
' |
* |
|
:- щнхся разработкой |
ДС С п АСУ. |
|
|
|
|
|
||||
. |
О 3 / Л ^ ji |
0362—97 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
"Ш |
|
57—73 |
|
|
6Ф1.1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
045(01)—73 |
|
|
|
|
|
|
©Издательство «Связь», 1971 г.
Вениамин Исаакович Шляпоберский
ОСНОВ Ы ТЕХНИК И П Е Р Е Д А Ч И Д И С К Р Е Т Н Ы Х СООБЩЕНИ Й
Редактор И. М. |
Улановская |
Техн. редактор Г. |
И. Шефер |
Художник Г. Р. |
Левин |
Корректор Л. II. |
Тенунова |
Сдано в набор 21^1 .1973 г. Подписано в печ. 17/IX 1973 г.
Форм. |
бум. 84Х.108/з2 |
15.0 печ. л. |
25,20 |
усл.^п. л. 25,74 |
уч.-нзд. л. |
Т-1.1097 Тираж 1.1 600 экз. Бумага тип. № 3 Зак. .изд. 15593. Цена 1 руб. 78 коп. Издательство «Связь», Москва-центр, Чистопрудный бульвар, 2
Типография издательства «Связь» Государ ственного комитета Совета Министров
СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
Москва-центр, ул. Кирова. 40. Зак. иш . 156
|
|
О Г Л А В Л Е Н И Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стр. |
Предисловие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
||
ГЛАВА |
ПЕРВАЯ . |
П Е Р Е Д А Ч А |
Д И С К Р Е Т Н Ы Х |
С О О Б Щ Е Н И Й |
ПО |
8 |
||||||||||||||
|
|
К А Н А Л А М |
СВЯЗИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
§ |
1.1. Структурная схема системы связи |
|
|
|
|
|
8 |
|||||||||||||
§ |
1.2. Способы формирования дискретного сигнала . |
л . |
14 |
|||||||||||||||||
§ |
1.3. |
Основные |
|
характеристики |
|
дискретных |
систем |
|
||||||||||||
|
|
связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
§ |
1.4. |
Классификация |
|
дискретных |
систем |
связи . . . |
|
28 |
||||||||||||
ГЛАВА |
ВТОРАЯ. О С Н О В Ы |
Т Е О Р И И |
|
П О С Т Р О Е Н И Я |
И |
Р Е А Л И З А |
32 |
|||||||||||||
|
|
Ц И И П Е Р Е К Л Ю Ч А Т Е Л Ь Н Ы Х Ц Е П Е Й |
|
|
|
|||||||||||||||
§ |
2.1. |
Элементы |
|
алгебры |
логики |
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
||||||
§ |
2.2. |
Синтез логических |
(переключательных) |
цепей . |
. |
39 |
||||||||||||||
§ |
2.3. |
Использование электронных ключей для построе |
|
|||||||||||||||||
|
|
ния простейших |
логических |
схем |
|
|
|
|
|
43 |
||||||||||
§ 2.4. Универсальные |
логические |
элементы |
и |
их |
класси |
|
||||||||||||||
|
|
фикация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
§ |
2.5. |
Системы |
|
логических |
элементов |
|
|
|
|
|
|
67 |
||||||||
§ |
2.6. Классификация, |
основные |
характеристики |
и типы |
|
|||||||||||||||
|
|
интегральных |
твердых |
|
схем |
|
|
|
|
|
|
|
75 |
|||||||
§ |
2.7. |
Построение |
простейших |
логических |
запоминающих |
|
||||||||||||||
|
|
устройств |
|
на |
универсальных |
элементах . . . |
|
87 |
||||||||||||
§ |
2.8. |
Логические |
элементы |
на ферромагнитных |
сердеч |
|
||||||||||||||
|
|
никах |
с |
П П Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
95 |
||
ГЛАВА |
ТРЕТЬЯ . Р А С П Р Е Д Е Л Я Ю Щ И Е |
И |
|
П Р Е О Б Р А З У Ю Щ И Е |
|
|
||||||||||||||
|
|
У С Т Р О Й С Т В А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
106 |
||||||
§ |
3.1. |
Регистры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
106 |
||
§ |
3.2. |
Дискретные (цифровые) счетчики импульсов . |
. |
115 |
||||||||||||||||
§ |
3.3. |
Распределители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
134 |
|||||
§ |
3.4. |
Дешифраторы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
142 |
||||
§ |
3.5. |
Кодопреобразователи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
153 |
|||||||
§ 3.6. Регистры с логическими обратными связями . |
. |
157 |
||||||||||||||||||
ГЛАВА |
ЧЕТВЕРТАЯ . У С Т Р О Й С Т В А |
П Р Е О Б Р А З О В А Н И Я |
|
|
171 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
С И Г Н А Л О В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
§ |
4.1. |
Общие |
положения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
171 |
|||||
§ |
4.2. |
Элементы |
теории |
оптимального |
приема . . |
. |
173 |
|||||||||||||
§ |
4.3. |
Краткая |
характеристика |
каналов |
связи . . . |
|
181 |
|||||||||||||
§ |
4.4. |
Структура |
|
первичных |
сигналов |
|
|
|
|
|
|
188 |
||||||||
§ |
4.5. |
Структура |
|
модулированных |
|
сигналов . . . |
|
193 |
||||||||||||
§ |
4.6. |
Принципы |
построения |
модемов с |
ЧМ . . . . |
|
207 |
|||||||||||||
§ |
4.7. |
Принципы |
|
построения |
модемов |
с |
ОФМ . . |
. |
216 |
|||||||||||
§ |
4.8. |
Методы |
построения |
перспективных |
УПС . . |
. |
237 |
3
Г Л А ВА |
ПЯТАЯ. Ф А З И Р У Ю Щ И Е |
У С Т Р О Й С Т В А |
|
|
|
|
242 |
||||||||||
§ |
5.1. |
Назначение |
и |
классификация |
фазирующих |
уст |
|
||||||||||
|
|
ройств |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
242 |
|
§ |
5.2. Принципы |
|
работы |
замкнутых |
устройств |
синхро |
|
||||||||||
|
|
низации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
|
§ |
5.3. |
Характеристики |
замкнутых устройств |
синхрониза |
|
||||||||||||
|
|
ции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
260 |
§ |
5.4. |
Основные узлы замкнутых устройств синхрониза |
|
||||||||||||||
|
|
ции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
274 |
§ |
5.5. |
Принцип работы разомкнутых устройств синхро |
|
||||||||||||||
|
|
низации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
287 |
|
§ 5.6. Устройства фазирования по циклу |
|
|
|
293 |
|||||||||||||
ГЛАВА |
ШЕСТАЯ. |
К О Д И Р У Ю Щ И Е |
И Д Е К О Д И Р У Ю Щ И Е |
|
|
300 |
|||||||||||
|
|
|
У С Т Р О Й С Т В А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
§ |
6.1. |
Основные |
определения |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
||||||
§ |
6.2. |
Помехоустойчивое |
кодирование |
|
|
|
|
306 |
|||||||||
§ |
6.3. |
Простейшие |
избыточные |
коды |
|
|
|
|
|
312 |
|||||||
§ |
6.4. |
Систематические |
(групповые) |
|
коды . . . |
. |
320 |
||||||||||
§ |
6.5. |
Непрерывные |
коды |
|
|
|
|
|
|
|
|
343 |
|||||
§ |
6.6. |
Методы кодирования и декодирования наиболее |
|
||||||||||||||
|
|
распространенных корректирующих кодов . |
. |
353 |
|||||||||||||
ГЛАВА |
СЕДЬМАЯ. У С Т Р О Й С Т В А |
З А Щ И Т Ы |
ОТ |
О Ш И Б О К |
|
375 |
|||||||||||
§ |
7.1. |
Общие |
сведения |
|
|
|
|
|
УЗО |
|
|
375 |
|||||
§ |
7.2. |
Методы |
построения |
симплексных |
|
. . |
378 |
||||||||||
§ |
7.3. Алгоритмы |
|
работы |
дуплексных |
УЗО |
с |
информа |
|
|||||||||
|
|
ционной |
ОС |
|
|
|
|
|
УЗО |
|
|
|
382 |
||||
§ |
7.4. |
Алгоритмы |
|
работы |
дуплексных |
с решающей |
|
||||||||||
|
|
ОС |
|
|
|
|
|
|
|
УЗО |
|
|
|
|
|
|
388 |
§ |
7.5. |
Построение |
|
дуплексных |
|
с |
автоматическим |
|
|||||||||
|
|
запросом п повторением искаженного сообщения |
406 |
||||||||||||||
ГЛАВА |
ВОСЬМАЯ. Г Р У П П О В Ы Е |
У С Т Р О Й С Т В А |
|
|
|
|
416 |
||||||||||
§ |
8.1. |
Способы повышения надежности С П Д С . |
. . |
416 |
|||||||||||||
§ |
8.2. |
Принципы |
построения |
групповых |
устройств |
трак |
|
||||||||||
|
|
тов П Д С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
423 |
|
§ |
8.3. |
Способы |
реализации |
групповых |
устройств |
трак |
|
||||||||||
|
|
тов |
П Д С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
433 |
|
ГЛАВА |
ДЕВЯТАЯ. |
П Е Р Е Д А Ч А |
С О О Б Щ Е Н И Й |
ОТ |
Н Е С К О Л Ь К И Х |
446 |
|||||||||||
|
|
|
И С Т О Ч Н И К О В П О |
Т Р А К Т А М |
ПДС |
|
|
|
|||||||||
ГЛАВА |
ДЕСЯТАЯ. М Е Т О Д Ы |
КОНТРОЛ Я |
Р А Б О Т О С П О С О Б Н О С Т И |
|
|||||||||||||
|
|
|
И П О И С К А Н Е И С П Р А В Н О С Т И |
В У С Т Р О Й |
|
||||||||||||
|
|
|
С Т В А Х |
спдс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
467 |
|||
§ |
10.1. |
Задачи |
и |
|
принципы |
контроля |
|
аппаратуры |
. . |
467 |
|||||||
§ |
10.2. |
Методы |
аппаратного |
контроля |
УЗО . . . |
. |
468 |
||||||||||
§ |
10.3. |
Диагностические и |
проверяющие |
тесты . |
. . |
471 |
|||||||||||
§ |
10.4. |
Принципы построения устройств тестового кон |
|
||||||||||||||
|
|
троля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
474 |
|
Список литератуэы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
476 |
4
П Р Е Д И С Л О В И Е
Прошло немногим более десяти лет со времени раз
работки |
и внедрения первой |
отечественной аппаратуры |
передачи |
данных АПД. Потребность в новом виде свя |
|
з и — передаче дискретных |
сообщений — определилась |
|
широким |
распространением |
автоматизированных систем |
управления АСУ, увеличением объема передаваемой в них информации, более высокими требованиями к ее достоверности и т. д.
В настоящее время уже можно говорить не только об отдельных видах аппаратуры, но и о создании тех ники передачи дискретных сообщений.
Техника передачи дискретных сообщений развива лась в нескольких направлениях. С одной стороны, со вершенствовались методы передачи дискретных сообще ний: осваивались известные и разрабатывались новые виды модуляции, увеличивались скорости и дальности передачи, повышалась верность передаваемой информа ции. С другой стороны, совершенствовалась элементная основа аппаратуры, разрабатывались новые методы пре образования информации, расширялся класс исполь зуемых избыточных кодов, повышалась точность синхро низации.
Бурное развитие электроники, происшедшее за по следние десять лет, не могло не отразиться на развитии техники передачи дискретных сообщений. За этот пе риод созданы три поколения аппаратуры. Элементной основой первых образцов АПД являлись ферритдиодные и ферриттранзисторные ячейки, а также различные дискретные компоненты (транзисторы, диоды, резисто ры, конденсаторы, катушки индуктивности и др.). Вто рое поколение АПД было основано на использовании
выпускавшихся промышленностью |
логических |
элемен |
тов с дискретными компонентами. |
Элементной |
основой |
5
различных видов аппаратуры третьего поколения явля ются интегральные схемы (ИС) . При этом в большин стве современной аппаратуры передачи дискретных со общений АПДС линейные (аналоговые) узлы строятся на цифровых логических элементах. Не далек тот день, когда появится четвертое 'поколение АПДС, inocnpoeinnoe на больших интегральных схемах ( Б И С ) . Кроме того, многообразие задач, решаемых различными узлами АПДС, требует рассмотрения их те как отдельных уст ройств, а как частей еди'ной аппаратуры.
В предлагаемой -мните •сделана 'попытка выработать единый подход к рассмотрению существующей и раз рабатываемой аппаратуры, принципов и особенностей построения основных узлов АПДС, элементной основой которых являются универсальные логические элементы независимо от технологии их реализации. Это особенно важно потому, что с развитием микроэлектроники и уве личением количества типов функциональных узлов и их сложности радикально изменяются инженерный аппа рат и характер работы 'инженера-разработчика электрон ной аппаратуры. Значительно сокращается расчетная часть работы, зато возрастают задачи оптимизации 'по строения, обеспечения требуемых надежностных харак теристик, простоты эксплуатации и ремонта при возрос шей сложности и ряд других.
Книга состоит как бы из трех частей. В первой части (гл. 1, 2, 3) рассматриваются общие вопросы передачи дискретных сообщений по каналам связи, построения систем ПДС, их элементная основа, виды и особенно сти построения типовых узлов. Во второй (гл. 4, 5, 6, 7) — принципы построения и особенности работы, включая ряд теоретических -положений, основных устройств ап паратуры — УПС и УЗО. Здесь рассматриваются также такие важные вопросы построения УПС и УЗО и систе мы в целом, как вопросы синхронизации и -помехоустой
чивого кодирования и декодирования. В третьей |
(гл. 8, |
||||||
9, 10) — рассматриваются вопросы |
'надежности |
систем |
|||||
передачи |
дискретных |
сообщений, |
а |
также |
особенности |
||
построения устройств, |
использующих |
тракты П Д С |
для |
||||
•передачи телеграфной |
информации. |
|
|
|
|
||
Если |
представленный в книге |
материал |
будет |
хоть |
|||
в какой-либо мере полезен специалистам, то автор |
|
будет |
|||||
считать свою задачу выполненной. |
|
|
|
|
|
6
При написании книги использован десятилетний опыт коллектива сотрудников, который под руководством ав тора создал >ряд образцов АПДС.
Автор выражает благодарность И. 3. Вейлеру,
И. И. Гаркуше, А. А. Нейману, М. О. Старобинскому,
Д. Л . Тихомирову, Б. В. Фомушкииу и А. С. Часовикову за помощь, оказанную ими при написании книги, а так же выражает искреннюю признательность А. П. Мановцеву, обстоятельная и глубокая рецензия которого по могла улучшить содержание книги и устранить ряд не достатков. Автор благодарит П. И. Дарову и М. И. Гутина, взявших на себя труд просмотреть рукопись и дав ших ряд'ценных замечании.
Книга предназначена для широкого круга инженер но-технических и научных работников, занятых 'созда нием, проектированием и эксплуатацией АСС.
Все замечания по книге просьба посылать в изда тельство «Связь» по адресу: Москва-центр, Чистопруд ный бульвар, 2.
АВТОР
Г Л А В А П Е Р В А Й
Передача дискретных сообщений по каналам связи
§ 1.1. С Т Р У К Т У Р Н А Я С Х Е М А СИСТЕМЫ СВЯЗИ
Системой |
связи |
принято называть |
совокупность тех |
||
нических средств, |
обеспечивающих |
передачу |
сообщения |
||
от источника |
к получателю. При |
этом |
под |
сообщением |
понимается некоторая подлежащая передаче совокуп ность з н а к о в 1 ) , содержащих определенную 'информацию (совокупность сведений). Сообщение любого вида вос принимается получателем как сигнал, являющийся фи зическим носителем сообщения. Например, речь собе седника воспринимается посредством изменяющихся с определенной частотой колебаний воздуха; текст — из менением яркости элементов строк и т. п. Таким обра зом, сообщение определяет закон изменения (модуля ции) тех или иных информативных признаков сигнала. Многообразие видов и представлений сообщений опре деляет большое число видов сигналов.
В современных системах связи сообщения от источ ника к получателю передаются с помощью электричес ких или радиосигналов. Очевидно, что между сигналом сообщения на входе системы связи и электрическим сиг налом, посредством которого это сообщение передается из одного пункта ,в другой, должно существовать одно значное соответствие. Следовательно, в любой системе связи на передающем конце сигнал сообщения преобра зуется в электрический сигнал, который на .приемном
') Здесь понятие «знак» употребляется в широком смысле. Это могут быть знаки алфавита, цифры, знаки препинания н специ альные знаки, а также элементы чертежей, графиков, топы и обер тоны при передаче музыки и т. п.
8