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: 262

Скачиваний: 3

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

ка на 1 и самого себя. Кроме

 

Т а б л и ц а 11.4

 

того, двучлен Xі+1 будет де­

многочленаСтепень

 

 

литься без остатка на все не­

Вид многочлена

—1

приводимые полиномы, степени

m

 

 

которых делят без остатка чис­

1

1

1

ло т.

В

табл.

 

11.4 показаны не­

 

 

 

 

 

приводимые

многочлены до пя­

2

х*+х+1

 

3

той степени включительно.

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е р .

Построить

цикличе­

3

[ Л ? + Х + 1

' 7

ский

(п,

к)-код,

обнаруживающий

 

3 + * 2 + 1

 

одиночные

и двойные

ошибки,

т. е.

 

 

 

 

 

d0 3.

 

Минимальное

/=« ,

тогда

4

 

 

 

 

2r —l=2m —1

или г = т.

 

полинома

' Ьс

4 3

1

15

Степень

образующего

 

+1

равна

числу

проверочных

разрядов.

 

{х*+х3-\-х*+х+1

 

Но число проверочных разрядов рав­

 

 

 

 

 

но: r \ogi(n+1).

Следовательно, на­

5

хъ+х*-\-\

 

 

до задать

длину

кодовой

комбина­

-

31

ции п. Ее можно выбрать любой. Для

 

х63+1

простоты

примем п — 7, тогда

r = log2

 

Х6+Х*+Х2-\-1

 

(7+1) = 3 . В

 

качестве

образующего

 

 

полинома

 

Р(х)

можно

выбрать лю­

 

хъ*-\-х3+х+1

 

бой из

двух

 

неприводимых

много­

 

хЬ+х*+х3*+1

 

членов

степени

т=3 (см. табл. 11.4),

 

 

 

 

например х3 +

х+А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее

находим

комбинации

циклического

кода. Возьмем за. исходную

ком­

бинацию

(информационную)

 

любую

четырехразрядную

комбинацию, например

1100. Отображающий полином будет иметь вид G(x)=x3

+ X2.

Умножим G(x)

на хТ:

/G{x) = Xs 3 + Xі) = х8 + л-6,

разделим xs+x5 на образующий полином х3 +

х+1:

1100000

1011

© 1011

ПО

1110

е

1011

1010

®

1011 Остаток от деления R(x) равеностаток010, или010R(x)=x.

Образованная кодовая комбинация

F(x) = R (х) + xr G (х) = х + хь + хв.

В двоичной форме записи

F ( x ) = 010 ООН

R (х) xTG (х) '

Аналогично определяют остальные комбинации циклического кода.

— 275 —


Если в принятой комбинации ошибок нет, то она должна делиться на об­ разующий полином без остатка. Действительно,

 

110001

ш и

ф

\ои_

111

е

1110

 

1011

 

 

1011

 

 

® 10И

 

остаток 0000

Рассмотрим кодирующие устройства циклических кодов. Как следует из рассмотренного выше, кодирующее устройство должно позволять разделить и-разрядное двоичное число, которое оканчи­

вается г нулями, на многочлен степени

г.

Это соответствует

тре­

буемым условиям, так как полином xrG(x)

заканчивается г

нуля­

ми, а степень образующего полинома Р(х)

равна г.

 

Подобное устройство может быть выполнено в виде регистра

сдвига с обратными связями и с числом

ячеек, равным степени де­

лителя, между которыми включены сумматоры по модулю 2. Сум­ маторы включаются только перед ячейками, номера которых соот­ ветствуют ненулевым членам делителя.

Так, например, для делителя х3 + х+1 сумматоры нужно вклю­ чить перед первой, второй и третьей ячейками регистра. Заметим, что последний сумматор (перед третьей ячейкой) можно и ;не вклю­ чать, так как он дает результат сложения по модулю 2 старшего разряда делимого со старшим разрядом делителя, а этот резуль­ тат заранее известен (1@1) и тождественно равен нулю. С уче­ том сказанного структурную схему устройства для деления много­

члена

xrG(x) на Р(х)

можно представить рис. 11.6. Операция де­

ления

заканчивается

через k = nг тактов. Результат деления —

остаток R(x) —остается записанным в ячейках регистра. Действие кодирующего устройства поясним на примере цикли­

ческого 7,4 кода (рис. 11.7а). Процесс

кодирования

продолжается

 

 

n = k + r тактов. В течение

первых

 

 

k тактов (k = 4)

замкнуты

ключи

 

 

КЛІ

и Кл3,

а ключ

Кл2

разом­

с •

 

кнут.

Поэтому

на

выход

посту­

 

пают

k информационных

разря­

 

 

Рис. 11.6. Структурная

схема деления

дов со входа и одновременно про­

многочленов

изводится

деление. Затем

ключи

 

 

КЛІ и Кл3

размыкаются,

а ключ

Кл2 замыкается. За

оставшиеся

г тактов (г — 3)

записанный на

ячейках регистра результат деления (проверочные разряды) вы­ водится на выход кодирующего устройства. Замыканием и размы­

канием ключей Кл\—Клз

управляет счетчик

разрядов,

который

на

рисунке не показан.

 

 

 

 

Структурная схема декодирующего устройства показана

на

рис. 11.76. Принимаемая

последовательность

посылок

записывает-


ся в буферный накопитель и одновременно в делитель. В течениепервых к тактов (^ = 4) замкнут ключ Клі и разомкнут Кл2. Поэто­ му в буферный накопитель будут записаны только информацион­

ные

разряды. На

6-м такте ключ Клі

размыкается. Проверочные г

разрядов (/" = 3)

продолжают поступать в делитель. На п-м

такте'

(п = 7) замыкается ключ Кл2. Если кодовая комбинация

была

при­

нята

без ошибок,

то результат деления будет нулевым

и на

выхо­

 

ду

 

 

 

 

 

вх.

см

вых.

 

 

 

 

нл.

-У-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

буферный,

накопитель

 

 

Рис. 11.7. Структурная схема кодирующего (а) и деко­ дирующего (б) устройств для циклического 7,4 кода

дах ячеек 14-3 делителя сигналов не будет. Если в результате деления образуется остаток, что является признаком ошибки, то хотя бы на одной из ячеек делителя присутствует «1». Этот сигнал выделяется логической схемой И Л И и может быть использован для стирания ошибочно принятой информации в буферном накопи­ теле. Этим обеспечивается обнаружение ошибок в кодовой ком­ бинации.

11.3. СИСТЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ВЕРНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПОВЫШЕНИЯ ВЕРНОСТИ

Системы повышения верности передачи дискретной информации подразделяются на два класса: системы без обратной связи и си­ стемы с обратной связью. В системах без обратной связи передача сообщений от передающего к приемному пункту ведется по симп-

— 277 —


лексному (одностороннему) каналу связи. Для систем с обратной связью необходим обратный канал, по которому передают сведе­ ния о правильности принятой информации.

В системах без обратной связи возможно использование как простых, так и корректирующих кодов. При использовании прос­ тых кодов верность передачи целиком определяется качеством дис­ кретного канала связи и в большинстве случаев не удовлетворяет требованиям потребителей. При использовании корректирующих кодов возможно применение как кодов, обнаруживающих ошибки, так и исправляющих их. Использование обнаружения ошибок поз­ воляет достичь практически любой верности передачи при невы­ сокой сложности оборудования, однако при этом всякое обнару­ жение ошибок ведет к потере части информации, поскольку ком­ бинации с обнаруженной ошибкой потребителю не передаются. Такие потери информации допустимы только ,в очень редких слу­ чаях, что и обусловливает весьма редкое использование этих сис­ тем н.а практике. Использование в системах без обратной связи кодов с исправлением ошибок позволяет достичь практически лю­ бых требуемых значений верности приема при отсутствии потерь информации, однако при этом на код налагаются особые требова­ ния. Такой код должен иметь кодовые комбинации длиной порядка десятков тысяч разрядов и более. Это обстоятельство обусловли­ вается тем, что на реальных каналах связи ошибки, как известно, группируются в пакеты, длины которых могут достигать весьма

больших

значений.

Эффективная

коррекция

пакетов требует

кодов

с длиной

кодовой

комбинации,

значительно

превосходящей

длину

пакетов ошибок. Техническая реализация таких кодов чрезвычайно затруднена.

Отметим также, что все системы без обратной связи характер­ ны тем, что передатчик не получает подтверждений о приеме сооб­ щений приемником. Это приводит к появлению больших труднос­ тей при создании систем передачи данных, к надежности которых предъявляются повышенные требования.

Все перечисленные факторы значительно ограничивают область использования систем без обратной связи, которые применяются тогда, когда канал обратной связи, в принципе, отсутствует или его создание очень затруднено. 'Кроме того, системы без обратной связи используются при очень жестких требованиях к времени за­ держки сообщения (т. е. к промежутку времени между моментом поступления сообщения на передающую АПД и моментом передачи ее потребителю), когда всякое использование канала обратной связи приводит к задержке сообщения сверх допустимого уровня.

Наиболее широкое применение в технике передачи дискретной информации получили системы с обратной связью. В отличие от систем без обратной связи, в системах с обратной связью повы­ шение верности достигается посредством повторения только непра­ вильно принятой (искаженной) информации. При этом обратный канал связи используется для управления процессом повторения.


Таким образом, в системах с обратной связью избыточность ин­ формации, характеризующаяся частостью повторений, переменна и зависит от конкретного, существующего в данный момент, времени состояния канала связи. Избыточность минимальна при отсутствии ошибок и увеличивается по мере их возникновения.

Введение переменной избыточности в передаваемую

информа­

цию может быть

осуществлено

различными способами.

В

системе

с информационной

обратной

связью

(ИОС)

решение

о

повторной

передаче сообщения принимает

передающая

станция

на

основа­

нии сравнения

переданной

информации и информации,

принятой

по обратному

каналу.

 

 

 

 

 

 

 

В системах

с

решающей

обратной

связью

(РОС),

называемой

часто системой с переспросом, автозапросом, системой с автома­ тическим запросом ошибок (АЗО), решение о повторной передаче

сообщения принимает приемная станция при обнаружении

ошибок

в принятой комбинации.

 

СИСТЕМЫ С ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

 

Рассмотрим логику работы системы с информационной

обрат­

ной связью. Пріт использовании ИОС приемник играет пассивную роль, поскольку не занимается обнаружением ошибок, а только

информирует передатчик о том, какая

комбинация

им

принята..

Эта комбинация не передается сразу

потребителю,

а

поступает

в буферный накопитель и хранится там до тех пор, пока передат­ чик не вынесет решения о ее верном приеме и не известит прием­ ник о принятом решении. Информирование передатчика приемни­ ком происходит путем передачи по обратному каналу специальных сигналов (квитанций), характеризующих в той или иной степени принятые кодовые комбинации. Если в передатчике устанавли­ вается, что принятая квитанция не соответствует переданному со­ общению, то делается вывод о том, что переданная ранее комби­ нация принята приемником ошибочно. Передатчик принимает ре­ шение о повторной передаче этой комбинации и посылает в прием­ ник специальную комбинацию «стирание», а потом — ошибочно при­ нятую кодовую комбинацию. Приемник, приняв комбинацию «сти­ рание», уничтожает накопленную в буферном накопителе ошибоч­ ную кодовую комбинацию и записывает на ее место принимаемую вслед за комбинацией «стирание» кодовую комбинацию. Далее приемник вновь информирует передатчик о принятой кодовой ком­ бинации и т. д. Хранение кодовой комбинации в буферном нако­

пителе приемника продолжается

до тех пор, пока у передатчика

не

будет уверенности в

ее безошибочности, после чего записанная

в

буферном

накопителе

комбинация передается

потребителю. За­

метим, что

время этого

хранения

(или, что то

же самое, емкость

буферного накопителя)

зависит от конкретной разновидности ИОС

и может быть различным.