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

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

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