Файл: Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 196

Скачиваний: 0

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

юе использовать физические свойства линии связи (отделение сигйалов разных источников информации, повышение помехоустойчи­ вости).

При использовании постоянного тока в качестве переносчика сигнала в процессе модуляции можно воздействовать только на величину и направление тока, при использовании переменного то­ ка можно воздействовать на его амплитуду (AM), частоту (ЧМ) я фазу (ФМ) . Возможны и комбинированные методы модуляции, яри которых модулируют два параметра одновременно.

Образованный в передатчике модулированный сигнал передает­ ся по каналу связи (см. рис. 1.1) в приемник, который выполняет функции, обратные передатчику: демодуляцию, декодирование и обратное преобразование сигнала в сообщение, которое и переда­ ется получателю. Передатчик, канал связи и приемник образуют

систему передачи дискретных сообщений.

В процессе передачи на сигналы воздействуют различные по­ мехи, которые для упрощения на рис. 1.1 объединены в один ис- •«очник помех.

f 2. КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ Д И С К Р Е Т Н О Й И Н Ф О Р М А Ц И И

Основными качественными показателями системы передачи ди­ скретных сообщений являются: пропускная способность, верность передачи, надежность работы.

Пропускной способностью системы передачи информации на­ зывается наибольшее теоретически достижимое количество инфор­ мации, которое может быть передано по системе за единицу вре­ мени. Она определяется шириной полосы частот канала (AF, Гц) связи, отношением сигнал/шум и типом модуляции. Пропускная способность двоичной системы при отсутствии помех

С м а к с двоичн = 2 А F1), бит/с.

Шеннон показал, что при коррекции регулярных искажений в канале и оптимальном выборе сигнала по отношению к помехам пропускная способность дискретной системьГ"

СМШ0 = Ь Flagyl

+

бит/с,

/де Рс — мощность сигнала, Вт; Ра

— мощность помех, Вт.

Расчеты по формуле Шеннона

показывают, что в современных

каналах связи теоретически достижима удельная пропускная спо-

єобность С м а к с / А ^ = 8 - 4 - 1 0

бит/с-Гц,

тогда как реально обеспечи­

вается 1-ї-1,5 и только в

отдельных

случаях до 3 бит/с-Гц. Это

*) Это выражение справедливо при передаче посылок постоянного тока или однополосной передаче модулированных сигналов; при двухполосной передаче

С и , к с д«омчи = Д / \ бит/С.


показывает, какие большие возможности имеются для дальнейше­ го увеличения пропускной способности.

Скорость передачи (скорость манипуляции) определяется по формуле В=1/хо, где то — длительность элементарной посылки, и измеряется в бодах, т. е. количеством элементарных посылок в се­ кунду. Из теории передачи сигналов известен критерий Найквиста, устанавливающий максимально возможную скорость передачи дво­ ичной информации по каналу с шириной полосы частот AF, Гц: #макс = 2 AF боД.

Верность передачи характеризует степень соответствия принято­ го сообщения переданному. Если бы система передачи дискретных сообщений не вносила искажений в передаваемую информацию (помехи отсутствуют), то верность была бы полной. Однако нали­ чие помех приводит к искажению формы, знака и длительности по­ сылок. Искажения посылок могут привести к их неправильной реги­ страции на приеме, когда вместо посылки, соответствующей двоич­ ной единице, будет зарегистрирован іноль или наоборот.

Следует обратить внимание на существенное различие, имею­ щее место при передаче аналоговых и дискретных сигналов. Ес­ ли при передаче аналоговых сигналов основным показателем, ха­ рактеризующим верность восстановления формы исходного моду­ лирующего сигнала, является отношение сигнал/помеха, то при пе­ редаче дискретной информации уровень помех не должен приво­ дить к неправильным решениям только о характере принимаемых сигналов. При этом верность восстановления .формы посылок роли не играет.

Каждая неверно принятая посылка называется ошибкой, а чис­ ло ошибок является количественной характеристикой верности пе­ редачи сообщений. Коэффициентом ошибок называется среднее значение отношения числа неправильно принятых посылок к об­ щему числу посылок, переданных за время испытаний: /С 0 ш= = «om/«nepПри ограниченном времени испытаний величина Кош зависит от величины этого времени. При усреднении величины ко­

эффициента ошибок за достаточно большой

промежуток

времени

можно говорить о вероятности

ошибки

Рощ—Іігп Кош- В некоторых

случаях

удобнее пользоваться

обратной

ей

величиной — вероят­

ностью

безошибочного приема

q—\—рош-

Вероятность безошибоч­

ного гари ема характеризует верность

приема

отдельных

посылок.

Получателя информации обычно больше интересует верность (прие­ ма кодовых комбинаций — знаков. Между .верностью но знакам и верностью но посылкам нет однозначного соответствия, так как пер­ вая зависит еще от способа передачи, типа кода, длины кодовой комбинации и распределения ошибок в канале.

Надежностью системы передачи дискретных сообщений называ­ ется ее свойство выполнять заданные функции, сохраняя свои экс­ плуатационные показатели (пропускная способность и верность пе­ редачи) в заданных пределах в течение заданного промежутка

-;і4л:-і'ЗГ£КА СССР


времени. Количественно надежность системы может быть охарак­ теризована двумя величинами: временем безотказной работы и вре­ менем простоя из-за отказов. Повышение надежности достигается увеличением времени безотказной работы путем применения осо­ бо надежных и, следовательно, дорогих элементов или путем ре­ зервирования элементов и узлов. Уменьшение времени простоя изза отказов путем профилактических мероприятий и рациональной организации диагностики и устранения отказов также позволяет повысить надежность. При этом оба пути повышения надежности приводят к повышению стоимости системы. В современных слож­ ных системах передачи дискретных сообщений дополнительные за­ траты, связанные с повышением надежности, столь велики, что в ряде случаев соизмеримы или даже превосходят основную стои­ мость системы. Поэтому задача повышения надежности должна рассматриваться как технико-экономическая.

1.3. МЕТОДЫ П Е Р Е Д А Ч И Д И С К Р Е Т Н О Й И Н Ф О Р М А Ц И И

Различают два основных метода передачи посылок: асинхрон­ ный и синхронный. При асинхронном методе передача каждой по-' сылки осуществляется в случайные моменты времени, поэтому на приемном конце не представляется возможным прогнозировать мо­ менты времени приема очередных посылок. Примером асинхронно­ го метода передачи является простейшая схема телеграфирования аппаратом Морзе (рис. '1.2). При нажатии ключа Кл на станции

Ст./) |

Линия связи.

I

От. Б

ЭМ

Рис. 1.2.

Схема

асинхронного метода

передачи

А в линию поступает

ток

(рабочая посылка),

при отпускании—

тока не поступает (посылка покоя). Приемный электромагнит ЭМ на станции Б при поступлении рабочих посылок притягивает якорь

и отпускает его при посылках

покоя. Таким образом, для реги­

страции той или иной посылки

на приеме

используется фиксация

ее начала (начала токовой или

бестоковой

посылки). Этот метод

передачи обладает низкой верностью, так как аилыно подвержен действию помех. Его длительное практическое применение было обусловлено не только простотой, но и тем, что в приеме инфор­ мации (в процессе ее декодирования) непосредственно участвовал человек, обеспечивающий повышение верности.


В автоматизированных системах передачи для повышения вер­ ности приема информации при наличии искажений применяют ме­ тоды, основанные на рациональном выборе моментов регистрации принимаемых посылок. Необходимым условием применения таких

методов

является

знание времени прихода посылок в приемник

(см. гл.

5).

 

При

синхронном

методе передачи посылки передаются через

одинаковые промежутки времени, поэтому на приемном конце име­

ется возможность

прогнозировать время прихода каждой посылки

и, следовательно,

применять

методы регистрации, обеспечиваю­

щие повышение верности приема.

 

Метод передачи

кодовых

комбинаций

может быть параллель­

ный и последовательный. При

параллельном

методе передача всех

разрядов кодовой комбинации осуществляется одновременно. При­ мер параллельной передачи пятиразрядных кодовых комбинаций

показан

на рис. 1.3. Набор

кодовой комбинации на

станции А осу-

 

 

 

Сгп. Б

 

 

 

 

Линия

сіїязи.

 

 

 

 

 

 

эмЛи

 

 

 

 

О-

 

 

 

 

0 -

 

 

 

 

эм,

 

 

 

 

 

 

0-

 

 

Рис. 1.3. Схема параллельного метода передачи ко­

 

 

довых

комбинаций

 

 

 

ществляется одновременно с помощью пяти ключей Клі—Кль

(на

рис. 1.3

передается комбинация

00101). Приемниками на станции

Б служат электромагниты

ЭМу—ЭМ5. Передача

посылок может

осуществляться как асинхронным, так и синхронным

методами.

При

последовательном

методе передача разрядов

кодовых

ком­

бинаций осуществляется последовательно один за другим. Д л я

это­

го в передатчике и приемнике необходимо иметь распределители1 ) (рис. 1.4), щетки которых вращаются с одинаковой скоростью. Та­ кой режим работы распределителей называется синхронным. Что-

') В современной аппаратуре применяют распределители, построенные на бесконтактных элементах. Электромеханический распределитель на рис. 1.4 пока­ зан только для наглядности изложения принципа работы.