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: 270
Скачиваний: 3
во времени служат приборы, получившие название приборов |
выяв |
||
ления ошибок |
(ПВО). |
|
|
Принцип |
действия |
ПВО состоит в поэлементном сравнении из |
|
вестной испытательной |
комбинации, принимаемой из канала |
связи, |
|
с такой же комбинацией, вырабатываемой датчиком испытатель ных сигналов в пункте приема. Естественно, что на приемной стан ции осуществляется фазирование по посылкам и циклам.
Прибор состоит |
из двух независимых полукомплектов: передаю |
щего и приемного |
(рис. 10.5). Передатчик содержит задающий ге |
нератор, делитель |
частоты, датчик испытательных комбинаций и |
выходное устройство. |
|
|
|||
|
Задающий генератор вырабатывает частоту 6400 или 9600 Гц. |
||||
Первая |
частота |
используется |
для получения скоростей |
передачи |
|
50; |
100 |
и 200 бод, а вторая |
частота — для остальных скоростей: |
||
75; |
150; 300; 600; |
1200; 2400 и 4800 бод. Генератор может |
работать |
||
в режиме синхронизации тактовыми импульсами от аппаратуры передачи дискретных сообщений.
Коэффициент деления делителя частоты изменяется от 2 до 64 для получения нужной скорости передачи.
Датчик испытательных комбинаций может выдавать следующие
комбинации: «нажатие 1», «нажатие |
0», 1:1 («точки»), 1:6, |
6:1 |
и «текст» длиной 127 элементарных посылок. |
|
|
Выходное устройство преобразует |
полученные от датчика |
им |
пульсы в такую форму, которая необходима для подключения к аппаратуре передачи дискретных сообщений.
Входное устройство приемника обеспечивает на своем выходе стандартную форму импульсов независимо от формы входных по сылок. В приемщике имеется датчик испытательных комбинаций та кой же, как в передатчике. Скорость его работы определяется, как в передатчике, задающим генератором и делителем частоты.
'Поэлементное сравнение принимаемого и местного сигналов осу ществляется схемой сравнения методом стробирования. Необходи мые при этом короткие импульсы образуются формирователем. Сигнал ошибки, выдаваемый схемой сравнения, поступает в счет
чик |
емкостью 21 5 = 32 |
768. Кроме того, последовательность |
сигна |
|
лов |
ошибок выдается, |
например, для записи на магнитную |
пленку |
|
с целью последующего анализа |
распределения ошибок. |
|
||
|
Поэлементное фазирование |
принимаемых и местных комбина |
||
ций обеспечивается устройством фазирования по посылкам путем автоматической подстройки частоты задающего генератора. Под стройка может производиться либо под принимаемую информацию, либо под тактовые импульсы, получаемые от аппаратуры передачи дискретных сообщений.
Совпадение начала принимаемой и местной комбинаций дости гается автоматически устройством фазирования по циклам. Если по какой-либо причине (например, из-за кратковременного переры ва в канале связи) произошло расфазирование циклов, то появится большое число сигналов ошибки. Индикатор фазирования циклов
|
Ыелитсль |
|
щатчик Выходное\ . |
|
1~*~*частоты |
|
оспыт. |
|
|
|
комііин.«- устр-во j-»—| Канал |
Внвшн |
Внутр. |
|
|
синхр. |
' синхр |
|
|
|
Вход тантоВых0 Выход тентовых |
||
аз |
импульсов отлпд |
импульсов к ДПД |
|
|
|
|
|
|
Передати |
и н |
|
Форми
рователе
|
|
т |
Матчин |
|
Входное |
Схема. |
|
евязиХ |
устр-еоЫ |
сравне\-\испытат. |
|
1 1 1 |
HUH 1 1 |
номбинац. |
|
Вход тантоВых импульсов отВОР ^
0 |
* |
Внеищ |
|
|
(pasag. |
записывающее устр-во
і
У cmр-во фазирован. ния иинлоВ
X
Индикатор
фазирова ния циклов
Устр-во фазироваЛияимпцлб-
сов
Счетчик
Приемник
Цели Задаю
тель щий, ге
чоштК нератору
Рис, 10.5. Структурная схема прибора выявления ошибок (ПВО)
обнаружит это и после прохождения 28 = 25б ошибок включит уст ройство фазирования циклов, которое начинает смещать началь ную фазу местной комбинации. Смещение производится поэлемент но при каждом появлении сигнала ошибки до полного совпадения циклов, которое отмечается индикатором фазирования циклов по пропаданию сигналов ошибки. После этого индикатор выключает устройство фазирования циклов.
Погрешность приборов для измерения количества ошибок опре деляется в основном числом ложных ошибок, попадающих в счет чик из-за расфазирования этих приборов. На практике погрешность измерений составляет 5—10%.
10.10. ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОШИБОК В РЕАЛЬНЫХ КАНАЛАХ СВЯЗИ. ПОНЯТИЕ О МОДЕЛЯХ ОШИБОК
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Исследования, проведенные на реальных каналах связи как со ветскими, так и зарубежными учеными с помощью приборов выяв ления ошибок, позволили выявить характерные особенности их появления.
По характеру распределения различают два вида ошибок:
1) некоррелированные, когда отдельные ошибки в передавае мых кодовых последовательностях статистически независимы;
2) коррелированные, когда вероятность возникновения ошибок, расположенных группами, значительно выше, чем в случае 'некор релированных ошибок.
В реальных каналах связи ошибки, как правило, коррелирова- ны. Они обычно возникают группами (пакетами). Математическое описание процесса возникновения ошибок носит название модели ошибок. Существует большое количество моделей ошибок, мы рас смотрим лишь некоторые из них.
ПРОСТЕЙШАЯ МОДЕЛЬ ОШИБОК (МОДЕЛЬ ПУАССОНА)
Капал с некоррелированными ошибками, как правило, считается симметричным. Если вероятность ошибочного приема одного эле мента равна р, то вероятность правильного приема этого элемента
будет равна q— 1—р. Если ошибки при приеме отдельных элементов
происходят независимо друг от друга, |
то вероятность безошибоч |
||
ного приема |
кодовой комбинации из |
п элементов |
будет равна |
(1—р)п , а вероятность ошибочного ее |
приема Р К омб=1 — (1 — р) п . |
||
При малых значениях р, например |
при р ^ І О - 3 , |
выражение с |
|
достаточной |
для практики точностью можно записать (после рас |
||
крытия бинома Ньютона и пренебрежения малыми членами) в виде Якомб«пр. Вероятность одновременного искажения t элементов ин формационной последовательности равна /^.Вероятность того, что
9—45 |
— 257 — |
в комбинации, имеющей п разрядов, п—t элементов не искажены, составляет (1 — р) п ~ 1 . Следовательно, вероятность одновременного искажения t элементов в поразрядной последовательности состав ляет
р ( = р1(1-р)п-'. |
(10.20) |
Общее количество возможных комбинаций ^-кратных |
ошибок |
в «-разрядной комбинации составляет |
|
"t\{n-t)\
Отсюда вероятность наличия в комбинации из п разрядов f-кратной ошибки равна:
Р, = 0 ' ( І - Р Г ' . |
(Ю-21) |
В случае малых значений р вероятность меньшей |
кратности |
ошибок в симметричном канале выше, чем вероятность большей кратности ошибок.
При независимом распределении ошибок свойства канала как источника ошибок задаются единственным параметром — вероят ностью ошибки р . Все соотношения, характеризующие распределе ние ошибок, при этом предельно просты. Однако оценка на осно вании некоррелированного распределения ошибок носит весьма приближенный характер и может быть использована лишь для ориентировочных расчетов.
МОДЕЛЬ ГИЛЬБЕРТА
В модели ошибок, предложенной Э. Гильбертом (3, 16], сгруп пированный в пакеты поток ошибок описывается марковским ста ционарным случайным процессом. Предполагается, что канал мо
жет находиться в одном из двух состояний — хорошем |
или плохом. |
||||||
В хорошем состоянии канала вероятность |
ошибки р = 0, а в плохом |
||||||
вероятность ошибки /?=const. |
на (і—1)-й |
|
|
|
|||
Если при передаче символа сообщения |
позиции ка |
||||||
нал находился в хорошем состоянии, то |
на следующей |
позиции і |
|||||
он останется в том же хорошем состоянии |
с вероятностью |
q или же |
|||||
перейдет в |
плохое состояние с вероятностью 1—q. Наоборот, если |
||||||
на (і—1)-й |
позиции канал |
находился в |
плохом |
состоянии, то |
на |
||
1-й позиции |
он останется |
с вероятностью |
s в том |
же |
состоянии, |
а |
|
с вероятностью 1—uS перейдет в хорошее состояние. |
|
|
|
||||
Если известны вероятности р , q и s и вероятности |
q и s доста |
||||||
точно велики, то модель Гильберта дает определенный пакетиро ванный поток ошибок.
Рассмотренная модель достаточно хорошо описывает каналы
городских телефонных сетей [16], которые |
характеризуются весьма |
плотными пакетами ошибок, возникающих |
от вибрации контактов |
в. ко м м утационных устройств ах. |
|
МОДЕЛЬ БЕННЕТА—ФРОИЛИХА
В модели ошибок, предложенной В. Беннетом и Ф. Фройлихом [3], предполагается, что пакеты ошибок и ошибки в пределах пакета возникают независимо друг от друга. Вне пакетов ошибки отсут ствуют. Оценка канала в данном случае производится по трем
параметрам: вероятности |
возникновения |
пакета |
ошибок |
(любой |
|||||
длины) |
р п ; вероятности ошибки в пределах пакета |
р е ; распределе |
|||||||
нию вероятности |
р(1) |
возникновения пакета ошибок длины /. |
|||||||
Для |
телефонных |
каналов |
систем |
вч телефонирования, |
работаю |
||||
щих по кабельным |
линиям, |
вероятность |
возникновения |
ошибки |
|||||
внутри |
пакета |
ошибок |
близка |
к 0,5. |
Предполагается, что |
||||
ошибки внутри пакета независимы и подчиняются |
биноминальному |
||||||||
закону |
С'п р[(\—Ре)"-'. |
Вероятность |
возникновения |
пакета |
ошибок |
||||
на данном элементе |
для канала со средней вероятностью |
ошибки |
|||||||
р = 1 0 ~ 5 |
составляет р п = 10~64- 10~7. Это значит, что в зависимости от |
||||||||
условий на линии в одном пакете группируется от 10 до 100 ошибок.
Наконец, если считать закон распределения длин пакетов гео метрическим, то зависимость вероятности возникновения пакета ошибок от его длины ориентировочно определяется соотношением
р(1) = Рх(\-р)1-\
где Pi= (pjp)pe — относительная
вероятность возникновения пакета ошибок длиной в один элемент, т. е. одиночной ошибки.
График зависимости р(1) в за висимости от / показан на рис. 10.6.
Вероятность возникновения паке
та |
длиной її составляет p(h) = |
||
= |
рпРі(1—Pi)l i ~l , |
а |
длиной свыше |
k |
определяется |
|
соотношением |
p(l>h) =рарі(1—рі)
Вероятность того, что в комби нации из п элементов начался пакет ошибок, составляет
(10.22)
\р(е)т-г |
L |
\ |
|
sol |
|
\ |
|
зо -V1-1
\
л
' ч.
-
Рис, 10.6. Распределение веро ятности появления пакета ошибок заданной длины
Вероятность поражения комбинации из п разрядов хотя бы
одной ошибкой при групповом их распределении определяется сле дующим приближенным выражением:
комб ' |
\ |
(10.23) |
|
Pi |
Это отношение справедливо, если п р п < 1 . Наконец, вероятность того, что при передаче п элементов возникает т пакетов ошибок,
в силу независимости пакетов можно описать законом Пуассона