Файл: Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 163

Скачиваний: 2

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

Для оценки качества передачи дискретных сообще­ ний (степени безыскаженного приема), обеспечиваемого системой связи, пользуются понятием достоверность, ко­ торая определяется (измеряется) отношением числа правильно принятых символов к общему числу передан­ ных символов за измеренный промежуток времени.

На практике чаще пользуются понятием потеря до­ стоверности г\ош, которая оценивается частостью оши­ бок, т. е. отношением числа неправильно принятых сим­

волов

иош

к

общему

числу 'переданных символов

0бщ

за сеанс измерений,

т.

е. т ] о ш = —— . Так

как

продол-

 

 

 

 

 

 

побщ

 

 

 

жительность

сеансов

измерений

обычно

невелика

(от

10—15

мин до 1—2 ч),

а состояние измеряемого

канала

непрерывно

 

меняется,

значения

частости

ошибок,

вы­

численные

для малого

числа 'сеансов измерений, могут

заметно отличаться друг от друга. При

многократном

повторении

измерений

значение

частости

приближается

с незначительными отклонениями к некоторой средней величине, которая при достаточно большом числе сеан­ сов и стационарности канала связи практически не от­ личается от вероятности появления ошибок в отдель­ ном сеансе. С учетом этого условия выражение для ве­ роятности ошибки можно записать в виде

Р 0 Ш

=

Ит

 

 

 

"общ-"" "0 б Щ

 

 

Следует различать

достоверность,

обеспечиваемую

каналом связи (на разряд)

и системой

связи (на

кодо­

вое слово или группу слов).

 

 

 

Достоверность передачи

информации

является

весь­

ма важной характеристикой дискретной системы связи, так как позволяет заранее определить ожидаемую час­ тость ошибок в принимаемых сообщениях, что особенно важно при проектировании систем передачи данных, со­ прягаемых с ЭВМ . Различные потребители предъявляют разные требования к достоверности дискретных сообще­ ний, передаваемых по каналам связи. Одних удовлетво­ ряет потеря достоверности (на разряд) не хуже 10~3, других — не хуже 10~8. Так как величина 'потери досто­ верности в значительной мере определяется характери­ стиками линии связи, по которой ведется передача сооб­ щений, то в аппаратуре передачи дискретных сообще­ нии, рассчитанной для работы по каналам связи с по-

23


вышенным

уровнем

помех пли

предназначенной

для

обеспечения

 

весьма

малой

потери

достоверности

( < 1 0 - 4 ) , создаются

специальные

устройства,

обеспечи­

вающие требуемую величину

достоверности.

 

 

 

С к о р о с т ь

м о д у л я ц и и .и п е р е д а ч и

 

д а н-

н ы х.

Для

оценки быстродействия

дискретных

систем

связи

пользуются понятием

скорость

модуляции.

 

За еди­

ницу

скорости

модуляции

принята

скорость,

при

кото­

рой в одну секунду передается единичный интервал. Та­ кая единица называется бодом. Измеряется скорость мо­ дуляции количеством единичных интервалов, передавае­ мых за 1 с, п обозначается буквой В. Так как продол­ жительность единичного интервала равна то, с, то В=1/то, бод. Зная продолжительность единичного интер­

вала то, легко определить скорость

модуляции

В и нао­

борот. Так, при 5 = 1000 бод то=1

мс, или при

то = 20 мс

5 = 50 бод.

 

 

Скорость модуляции В является весьма важным па­ раметром дискретной системы связи. Однако она не оп­

ределяет объем передаваемой

в канал связи

инфор­

мации.

 

 

 

Скорость передачи

данных

(производительность)

количество сведений, которое может быть передано по системе в единицу времени. Современная теория связи устанавливает универсальную меру для количества све­ дений, содержащихся в передаваемом сообщении, неза­

висимо от вида связи. Если

при

двоичном кодировании

на входе источника символы

0 и

1 появляются незави­

симо с вероятностями ро и pi соответственно, то коли­

чество информации

источника

/ определяется

выраже­

нием

/ = — (ро logzpo

+ fh log2/?i),

дв. ед. Если же

вероят­

ности

появления символов равны, т. е. p 0

= p i = p = l / 2 ,

то

/ = 1 дв. ед. Однако

величина количества

информации

/

не может характеризовать объем передаваемой инфор­ мации по каналу связи, так как не учитывает 'структуры

используемого

кода. Для

определения

объема

сообще­

ния,

кодируемого

равномерным

кодом, воспользуемся

числом

возможных

кодовых слов

А:

 

 

 

 

 

 

A = rm,

 

 

(1.9)

где

г основание

кода,

m — число

символов

(разря­

дов)

кода.

 

 

 

 

 

 

Объем сообщения / определяется как двоичный ло­

гарифм

числа

возможных кодовых

слов: / = l-og2 Л =

24


^ to l-og2 г, т. е. / пропорционально числу

разрядов

кодО*

вого слова. При двоичном кодировании

г = 2 и,

следо­

вательно, J = Ш.

 

 

Таким образом, объемом сообщения называется ко­ личество двоичных символов, которыми описывается это сообщение при выбранном или типовом способе коди­

рования. За единицу объема сообщения принят

1 бит,

т. е. 'одна двоичная единица. Производительность

N дис­

кретных систем связи измеряется числом бит, передан­ ных за одну секунду. Если бы все единичные элементы, передаваемые системой за секунду, были информацион­ ными, то производительность системы в битах численно равнялось бы скорости модуляции в бодах. Однако в любой системе связи наряду с информационными пере­ даются и служебные элементы. Поэтому производитель­ ность в битах всегда меньше скорости модуляции в бодах.

Для оценки эффективности использования скорости модуляции различными дискретными системами связи пользуются 'коэффициентом Л, определяемым отноше­

нием

N к В: (k=iN/B.

Для

'большинства

современных си­

стем

передачи дискретных

сообщении

iA, = 0,7-f-0,9.

Н а д е ж н о с т ь .

Под надежностью

понимается свой­

ство

системы, обеспечивающее нормальное выполнение

всех заданных функций. Надежность системы характери­ зуется средним временем наработки на отказ Тп и сред­ ним временем восстановления после отказа ТросПоня­ тие «отказ» системы связи включает не только прекра­ щение функционирования системы из-за выхода из строя ее отдельных элементов, но и наступление такого со­ стояния, при котором системой ие обеспечивается выпол­ нение ряда функций, например, невыполнение, хотя бы однократное, такого требования, как передача за любой интервал времени информации, содержащей бит.

Для обеспечения высоких требований, предъявляемых к системам передачи данных по надежности, необходимо при разработке аппаратуры применять надежные эле­ менты, а при проектировании систем резервировать ап­ паратуру и каналы связи.

Рассмотрим некоторые варианты построения систем передачи дискретных сообщений. В наиболее общем ви­ де структурная схема системы передачи дискретных со­ общений (СПДС) представлена на рис. 1.7. В качестве источника, вырабатывающего предназначенные для пе­ редачи сообщения (ИС), могут использоваться телеграф-

25


 

АПДС

_АПДС

 

 

 

 

- g r | » } f ( £ H £ ]

 

Канал с§юи

 

 

 

 

Дискретный

канал сбти

 

 

 

Канал передачи

тыл сообщений

 

 

Рис. 1.7. Структурная схема системы передачи

 

дискретных

сообщений

 

 

 

 

ные аппараты,

автоматизированные

датчики,

электрон­

но-вычислительные машины (ЭВМ) и т. п.

 

 

Передача дискретных сообщений

любой

системой

связи возможна только в том

случае,

если

подлежащие

передаче сообщения на вход

аппаратуры

передачи дис­

кретных сообщений (АПДС) подаются сформированны­ ми определенным образом: в виде кодовых слов опреде­ ленной длины, вводимых поразрядно (последовательно) или пословно (параллельно) с установленной скоростью ввода. С целью обеспечения возможности передачи си­ стемой связи сообщений, формируемых различными ис­ точниками, на входе АПДС устанавливается аппаратура сопряжения (АС), которая является составной частью источника.

С выхода АС сообщения в виде кодовых слов опреде­ ленной длины и в соответствии с принятым для данной аппаратуры алгоритмом обмена поступают на вход пе­ редающей части устройства защиты от ошибок (УЗО) * ) . Требуемая величина достоверности передаваемой инфор­ мации обеспечивается совместной работой передающей и

приемной частей

УЗО. Применяемые в системах

переда­

чи дискретных сообщений УЗО

отличаются друг

от дру­

га иопользуемым

способом

повышения

достоверности.

В системах, к которым предъявляются

.не столь высо­

кие требования по достоверности

передаваемой

инфор­

мации, УЗО

может

отсутствовать.

 

 

 

Последовательность .импульсов,

составляющих кодо­

вые слова, с выхода

УЗО поступает на устройство

преоб­

разования

сигналов

(УПС),

обеспечивающее преобразо-

Ёание импульсов

постоянного

тока

в

модулированный

сигнал и согласование выходных параметров передаю­

щей части аппаратуры с параметрами

канала связи. Не-

')

Иногда УЗО называют устроиствами

повышения достовер-

пости

( У П Д ) .

 

26


обходимость применения УПС обусловливается тем, что для передачи дискретных сообщений используются не только телеграфные каналы, ие требующие преобразова­ ния импульсов постоянного тока в модулированный сиг­

нал, но и каналы ТЧ

или

более

широкополосные

ка­

налы. УПС

отличаются друг от друга как используемым

•видом 'модуляции, так и скоростью

передами информа­

ции в канал связи.

 

 

 

УЗО

Совокупность устройств

от входа

передающего

до выхода

приемного

УЗО

образует

канал передачи дис­

кретных сообщений (канал

П Д С ) .

Он характеризуется

производительностью

(бит/с) и обеспечиваемой досто­

верностью. При использовании для передачи сообщений

одного канала связи понятие канала

ПДС

совпадает с

понятием тракта.

входом УПС

 

 

 

Участок

между

на передающей стороне

и выходом

УПС

на

приемной

представляет

собой дис­

кретный канал.

Он

характеризуется

скоростью передачи

в бодах и предназначен для передачи и приема дискрет­ ных сообщений.

Для обеспечения высоких требований по надежности,

предъявляемых

к СПДС,

применяется

резервирование

аппаратуры и каналов связи. На рис.

1.8 представлена

 

канал

ПДС

 

 

 

Канал

УАУПС

 

I

I

связи

 

 

 

ГУЫАС ПС

ИСЫАС

 

 

 

СПДС

Рис. 1.8. Структурная схема двухканального тракта передачи дискретных сообщений

структурная схема СПДС, в которой для повышения надежности используются два канала передачи дискрет­ ных сообщений, работающие параллельно. Передача и прием информации по двум или более параллельно рабо­ тающим каналам обеспечиваются с помощью группового устройства (ГУ). Передающая часть ГУ служит для пе­ редачи информации, поступающей от АС, параллельно по двум каналам ПДС . На приемной стороне ГУ анали-

з

27