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: 275
Скачиваний: 3
Величина вероятности ошибки в системе передачи дискретных сообщений существенно зависит от типа канала связи, скорости пе редачи, вида используемой модуляции и т. д. Поэтому для норми рования .величины ошибок и сравнения качества систем передачи дискретных сообщений необходимо выбрать определенные скорость передачи и тип модуляции в дискретном .канале.
МККТТ рекомендует нормировать вероятность ошибок в стан дартном канале тч при использовании модема с частотной модуля цией, работающего со скоростью 1200 бод.
Для нормирования вероятности ошибки (частости ошибки) при других 'скоростях или же иных типах модемов следует проводить
самостоятельные |
измерения |
|
Т а б л и ц а |
10. |
|
|
|
||||
либо пересчет с учетом специ |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
фической |
особенности |
исполь |
|
|
|
Частость оши |
|||||
зуемых |
типов |
аппаратуры. |
|
Скорость |
|||||||
Тип канала |
бок |
по посыл |
|||||||||
Нормы МККТТ |
для |
каналов |
передачи, |
бод |
кам |
(импуль |
|||||
|
|
|
|
сам) |
|
||||||
передачи |
дискретных |
сообще |
|
|
|
|
|
|
|||
ний, не оборудованных |
устрой |
Коммути |
200 |
|
М О - 4 |
||||||
ствами защиты |
от ошибок и |
|
|||||||||
руемый |
600 |
|
1 - Ю - 3 |
||||||||
образованных по |
стандартным |
|
|||||||||
каналам тч, приведены в табл. |
|
1200 |
|
Ы 0 - 3 |
|||||||
10.1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заметим, что |
нормы на |
ве |
Некомму |
200 |
|
5 - Ю - 5 |
|||||
роятность ошибок по посылкам |
|
||||||||||
тируемый |
600 |
|
5 - Ю - |
|
|||||||
(импульсам) представляют |
ин |
|
5 |
||||||||
(арендован |
|
|
|||||||||
терес |
для |
связистов, |
так |
как |
ный) |
1200 |
|
5 - Ю - 5 |
|||
они |
характеризуют |
качество |
|
|
|
|
|
|
канала связи. Для потребите лей информации больший интерес представляет вероятность ошиб
ки в приеме знака или блока (несколько знаков или слов) сооб щения, которая неоднозначно определяется частостью ошибок по посылкам (импульсам). Вероятность ошибки в приеме знака или блока сообщения зависит еще от способа циклового фазирования (-синхронный или стартстомный), типа используемого кода, рас пределения ошибок во времени в канале и т. д. Поэтому, помимо норм на вероятность ошибки по посылкам (импульсам), МККТТ установил нормы на вероятность ошибок по знакам с указанием скорости передачи, типа циклового фазирования и числа элемен тарных посылок в одном знаке.
Для |
телеграфной |
связи, |
оборудованной |
стартстопными |
телеграф |
||||
ными |
аппаратами |
со скоростью |
передачи |
50 бод |
и кодом |
МТК-2, |
|||
частость ошибок по |
знакам |
не должна |
превышать |
3-Ю"- 5 , |
т. е. трех |
||||
ошибок |
на 100 000 |
переданных |
знаков. |
|
Ошибки |
распределяются |
|||
следующим образом: одна на передающий телеграфный |
аппарат, |
||||||||
другая на приемный и третья на телеграфный канал. |
|
||||||||
Для систем |
передачи |
дискретных |
сообщений, |
оборудованных |
|||||
устройствами |
повышения |
верности, |
вне зависимости |
от ско |
|||||
рости |
передачи |
и способа |
циклового фазирования |
МККТТ |
устано- |
V- 24tl
вил норму на вероятность ошибки приема знака Ь Ю - 6 . Эта норма справедлива как для коммутируемых, так и для некоммутируемых каналов.
Чтобы обеспечить установленные нормы на частость (вероят ность) ошибок, необходимо выработать нормы на источник ошибок
— главным образом, на канал связи. Для этого следует изучить влияние мешающих факторов на вероятность ошибок.
10.2.ВЛИЯНИЕ КРАТКОВРЕМЕННЫХ П Е Р Е Р Ы В О В НА ВЕРОЯТНОСТЬ ОШИБКИ . НОРМЫ НА
КРАТКОВРЕМЕННЫЕ П Е Р Е Р Ы В Ы В КАНАЛАХ СВЯЗИ
Обозначим вероятность появления кратковременного перерыва в канале связи через РПерЗаметим, однако, что не каждый пере рыв вызывает ошибку. Например, если длительность перерыва ^пер<то, то этот перерыв связи может произойти в промежутке меж ду моментами регистрации посылок и ошибки в приеме посылок не произойдет. Бели же длительность перерыва такова, что момент
регистрации посылки приходится на момент |
действия перерыва |
в канале связи, то ошибка в принимаемой |
посылке произойдет, |
если принимается посылка типа «1» (знак перерыва противополо жен знаку посылки), и не произойдет, если принимается посылка типа «О».
Обозначим условную вероятность события, состоящего в том, что перерыв вызовет ошибку, через Р(А):
(10.3)
Здесь trp — граничная длительность перерыва, выше которой ве роятность появления ошибки равна 0,5. На основании обобщенной теоремы вероятностей
Рот = РперР (А) = Рпер [Р (В) Р п е р (*п е р < А-р) + 0,5Р (/ > * )]. (10.4)
Для отьюкаштя рот необходимо знать: функцию распределения длительностей перерывов Я(^пер<0» граничную длительность ?гр и вероятность Рпер- Таким образом, определение точного значения Рош весьма громоздко. На практике чаще пользуются оценкой р о ш сверху, полагая, что Р(В) для всех значений ^Пер равна 0,5. В этом случае найденная р ' о ш всегда больше реальной р о ш :
ош = РпеР Р04) = Рпер О,5.
Вероятность РПер находится по результатам измерений в канале связи:
|
00 |
|
00 |
|
|
|
|
|
|
|
Р „ . р = - ^ - , |
|
|
(Ю.5) |
|||
где |
|
|
|
|
|
в течение вре- |
||
|
V ti — суммарное время действия перерывов |
|||||||
|
1=1 |
|
|
|
|
|
|
|
мени |
измерения Т. С учетом (10.5) |
вероятность |
ошибки |
от кратко |
||||
временных |
перерывов |
|
00 |
|
|
|
|
|
|
|
РошъО^Щг-- |
|
|
|
(Ю.6) |
||
|
|
|
|
|
|
|||
Чтобы |
Рош была меньше 5 - Ю - 5 |
(см. табл. |
10.1), |
необходимо |
||||
установить |
норму на канал связи. Исследованиями установлено |
|||||||
[16, 28], что для соблюдения указанной |
нормы на магистрали дли |
|||||||
ной |
12 500 |
км вероятность |
появления |
кратковременных |
перерывов |
|||
(перерывов длительностью |
менее 300 мс) на одном |
переприемном |
||||||
участке длиной 2500 км не должна |
превышать |
1,5-Ю- 5 |
за часовой |
промежуток времени. Этому условию должно удовлетворять не ме
нее 90% проведенных часовых сеансов измерений |
на канале связи |
в различные часовые отрезки дней и суток. |
|
Например, проведено 20 сеансов измерений. Длительность каждого сеанса — |
|
един час. Измерения проводились в различные часы суток |
в течение недели. В |
18 сеансах вероятность кратковременного перерыва на одном переприемном уча стке была менее 1,5-Ю- 5 . Можно считать, что канал удовлетворяет установлен ной норме.
|
Исходя из изложенного, можно задать нормы для кратковре |
||||||||||
менных перерывов в канале связи: при |
кратковременных |
прерыва |
|||||||||
ниях канала |
|
(до 300 мс) доля |
времени, |
в течение |
которого |
уровень |
|||||
снижен |
более |
чем |
на |
17,37 дБ |
относительно |
номинального |
уровня, |
||||
должна |
быть |
не более |
1,5-10~5 за 90% |
часовых |
отрезков |
времени |
|||||
для |
участка |
длиной |
2500 км. При изменении |
длины допустимая до |
|||||||
ля |
времени |
умножается |
на L/2500, где L — длина |
канала, |
км. |
10.3. ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ НА ВЕРОЯТНОСТЬ ОШИБКИ . НОРМЫ НА ИМПУЛЬСНЫЕ ПОМЕХИ В КАНАЛАХ СВЯЗИ
Амплитуды импульсных помех в каналах связи могут достигать значений, которые превышают уровень полезного сигнала. Такие помехи с большой вероятностью вызывают ошибки в принимаемой последовательности элементарных посылок.
Полный вывод формулы для определения вероятности ошибки достаточно сложен [16]. Поэтому здесь приведен лишь окончатель ный результат:
(10.7)
где у — среднее количество импульсных помех в единицу времени (плотность импульсных помех); AF — полоса пропускания кана ла, Гц; %д(т)) — среднее число ошибок, приходящееся на одну им пульсную помеху с амплитудой сЛшп, рассчитанное для используе мого метода модуляции; т)= ^ и м п —отношение амплитуды импульс-
ной помехи к амплитуде сигнала; /(п) —плотность распределения вероятностей случайной величины -п. Величины у и f(r\), входящие в ф-лу (10.7), определяются экспериментально путем статистиче
ских измерений в каналах связи.
|
|
|
|
На |
рис. |
10.1 |
представлена |
инте |
|||
10 \ |
|
|
гральная |
|
функция |
распределения |
|||||
|
|
Р(х>у}) |
|
для одного |
из |
типов |
стан |
||||
|
|
дартных |
каналов тч. Зная интеграль |
||||||||
|
\\ |
|
|
ную функцию, легко определить плот |
|||||||
10 |
|
|
ность |
распределения |
|
вероятностей |
|||||
10 |
|
|
fin). |
|
|
Пуд(т)) |
рассчитывается |
||||
|
\ |
|
|
Величина |
|||||||
10 |
|
|
для различных |
способов |
модуляции. |
||||||
|
|
Заметим, |
что в системах ФМ |
и ЧМ |
|||||||
|
|
|
|||||||||
lo |
|
|
импульсная |
помеха |
с |
амплитудой |
|||||
ll) |
|
|
|
|
|
ошибки не вызывает, т. е. |
|||||
|
|
% д ( ц ) = 0 |
при т)<1 . Поэтому пределы |
||||||||
10' |
|
|
интегрирования |
в ф-ле |
(10.7) |
можно |
|||||
|
|
сократить: |
|
|
|
|
|
||||
to |
1,5 |
2,0 2,5 £ |
'пор |
|
|
|
|
||||
|
0,5 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. |
10.1. Функция |
распре |
|
2у_ |
" у ц ( ч ) / ( ч ) ^ ч - |
(Ю-8) |
|||||
|
деления |
Р(х>г\) |
Ро |
AF |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы величина р0т была бы меньше 5 - Ю - 5 , необходимо уста новить норму па импульсные помехи в канале связи. Эта норма задает вероятность превышения Р(х>т)) на определенных порогах анализа Un0j>, т. е. Р {ижшт1<.илор) в течение определенного времени. Приводимые в нормах пороги анализа амплитуд импульсной по мехи подлежат дальнейшему уточнению.
В потоке импульсных помех встречаются помехи очень корот кие, следующие друг за другом с малым интервалом (пакеты по мех). При реальных измерениях измерительный прибор объединяет эти помехи в одну, т. е. интегрирует их с определенным временем интеграции. Время интеграции также должно быть указано.
Нормы на импульсные помехи следующие: доля |
времени, |
в те |
||||||||||||||
чение |
которого |
имеют место |
импульсные |
|
помехи |
с |
|
напряжением, |
||||||||
превышающим |
пороги |
анализа |
600, 400, 200 мВ в точке с |
относи |
||||||||||||
тельным |
уровнем |
+ 4 , 3 4 д Б должна |
быть |
не |
более |
1-Ю- 5 , |
2-Ю- 5 ,. |
|||||||||
5 - Ю - 5 для часовых |
сеансов |
измерений |
на |
одном |
|
|
переприемном |
|||||||||
участке |
длиной |
2500 км. При |
этом |
для |
90% |
часовых |
сеансов |
эта |
||||||||
доля |
времени |
не должна |
превышать |
соответственно |
5 - Ю - 8 , 8 - Ю - 6 |
|||||||||||
и 2 - Ю - 5 . Измерение |
должно |
проводиться |
прибором |
со |
временем |
|||||||||||
интеграции 100 мкс. При |
изменении |
длины |
канала |
связи |
указанные |
|||||||||||
величины |
умножаются |
на L/2500, где L—протяженность |
канала, |
км_ |
10.4. ВЛИЯНИЕ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ОСТАТОЧНОГО ЗАТУХАНИЯ НА ВЕРОЯТНОСТЬ ОШИБКИ . НОРМЫ НА ОСТАТОЧНОЕ ЗАТУХАНИЕ В КАНАЛАХ СВЯЗИ
Нестабильность остаточного затухания в каналах связи приводит к изменению уровня сигнала на входе приемника аппаратуры пе редачи дискретной информации. Использование частотной и фазо вой модуляций в аппаратуре ПД И позволяет сделать ее малочув ствительной к изменениям уровня сигнала. Однако при занижении уровня ухудшается помехозащищенность приемника, что может привести к возрастанию вероятности ошибочного приема символа сообщения.
Медленные изменения остаточного затухания являются случай ной величиной, распределенной по нормальному закону, который определяется средним значением случайной величины ао и ее среднеквадратическим отклонением от среднего значения а. Чтобы из менения остаточного затухания не приводили к заметному сниже нию помехозащищенности приемника, а следовательно, к увеличе
нию |
/5ош, необходимо |
нормировать |
величины |
ао и а. В результате |
|||||||||||||||
проведенных исследований |
[9, 16, 28] для стандартных |
каналов |
тч |
||||||||||||||||
выработаны |
следующие |
нормы: |
величина |
|
среднеквадратического |
||||||||||||||
отклонения |
остаточного |
затухания |
|
во |
времени |
от его среднего |
|
зна |
|||||||||||
чения |
на частоте 800 Гц должна |
быть не |
более 1 дБ на один |
пере |
|||||||||||||||
приемный |
участок |
протяженностью |
2500 км в каналах, |
|
находящих |
||||||||||||||
ся в трактах, оборудованных |
АРУ. Если тракт не оборудован |
АРУГ |
|||||||||||||||||
го указанная |
величина |
не должна |
превышать |
1,48 дБ. |
|
|
|
|
|||||||||||
Максимальная |
|
величина |
среднеквадратического |
отклонения |
за |
||||||||||||||
один |
час не должна |
превышать |
2,17 дБ с вероятностью |
0,95 в |
трак |
||||||||||||||
тах, оборудованных |
|
АРУ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Разность |
между |
средним |
значением |
уровня |
сигнала |
и его |
номи |
||||||||||||
нальным |
значением |
не должна |
превышать |
0,52 дБ. |
|
|
|
|
|
||||||||||
При |
соединении |
|
п |
переприемных |
|
участков |
эти нормы |
увеличи |
|||||||||||
ваются в ~\f п раз. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Оценим |
теперь, как влияют |
на помехозащищенность |
|
приемника |
|||||||||||||||
кратковременные |
занижения |
уровня |
полезного |
сигнала. Здесь |
мож |
||||||||||||||
но выделить два |
предельных |
случая: |
1) |
занижение |
уровня |
на Да |