- •Федеральное агентство связи
- •«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
- •Системы и сети передачи дискретных сообщений
- •1. Принципы построения и основные характеристики систем передачи дискретных сообщений
- •1.1. Основные понятия: информация, сообщение, сигнал
- •1.2. Первичное кодирование дискретных сообщений
- •1.3. Основные преобразования в системе пдс
- •1.4. Структурная схема системы пдс
- •1.5. Стыки в системах пдс
- •1.6. Способы передачи и обработки сигналов в системах пдс
- •1.7. Внешние и внутренние параметры систем пдс
- •2. Характеристики каналов систем передачи дискретных сообщений
- •2.1. Непрерывные каналы связи
- •2.2. Дискретный канал непрерывного времени и искажения единичных
- •2.2.1. Аналитическое описание краевых искажений
- •2.2.2. Аналитическое описание дроблений
- •2.3. Методы регистрации единичных элементов.
- •2.3.1. Регистрация методом стробирования
- •2.3.2. Интегральный метод регистрации
- •2.3.3. Комбинированный метод регистрации
- •2.3.4. Регистрация со стиранием
- •2.4. Классификация и основные характеристики дискретных каналов
- •2.4.1. Пропускная способность дискретного канала
- •2.5.Основные аналитические модели дискретных каналов
- •2.5.1 Модель канала с независимыми ошибками
- •2.5.2. Модель неоднородного канала
- •2.5.3. Двухпараметрическая модель(модель вкас, модель Пуртова)
- •3.Методы сопряжения источников дискретных сообщений с дискретными каналами
- •3.1 Основы эффективного кодирования
- •3.2. Метод Шеннона-Фано
- •3.3. Метод Хаффмена
- •3.4.Особенности сопряжения источников дискретных сообщений с асинхронными и синхронными дискретными каналами
- •3.4.1. Сопряжение синхронного оу с синхронным дк
- •3.4.2. Сопряжение стартстопных оу с синхронным дк (метод наложения)
- •3.4.3. Сопряжение стартстопных оу с синхронными дк (метод скользящего индекса)
- •1 Зоне – 00
- •2 Зоне – 01
- •3 Зоне – 10
- •4 Зоне – 11
- •4.Принципы построения и техническая реализация корректирующих кодов
- •4.1 Основные характеристики спдс
- •4.2. Классификация методов повышения верности
- •4.3 Системы пдс без ос с многократным повторением
- •4.4. Системы пдс без ос с корректирующими кодами
- •Для биномиальной модели дискретного канала
- •4.3.1. Декорреляция ошибок в системах пдс
- •4.4. Принципы помехоустойчивого кодирования
- •4.5. Основные характеристики помехоустойчивых кодов
- •4.6. Классификация помехоустойчивых кодов
- •4.7. Коды Хемминга
- •4.8. Матричное представление кодов с поэлементным формированием проверочных разрядов
- •4.10 Техническая реализация кодов Хэмминга
- •1 Dc 1
- •1 2 3 4 5 6 7 8 9
- •4.11. Циклические коды
- •4.12. Выбор образующего полинома
- •4.13. Определение места ошибки в кк циклического кода
- •4.14 Матричное представление кодов с формированием проверочных элементов в целом
- •4.15 Техническая реализация циклических кодов
- •4.16. Итеративные коды
- •5. Адаптация в системах передачи дискретных сообщений
- •5.1. Принципы адаптации. Классификация систем пдс с ос
- •5.2 Основные параметры систем с ос.
- •5.3 Система пдс с рос – ож. Алгоритм работы.
- •5.4. Структурная схема системы пдс с рос – ож.
- •5.5 Основные параметры системы рос-ож
- •5.6. Система пдс с рос-пп (нп)
- •5.7. Алгоритмы работы систем пдс с рос-пПбл
- •5.8. Структурная схема системы рос-пПбл
- •5.9. Параметры системы рос-пПбл
- •5.10. Системы пдс с рос и накоплением правильно принятых комбинаций
- •5.11. Система пдс с рос и адресным переспросом ( рос – ап)
- •5.12. Сравнение методов повышения верности в системах пдс
- •6. Методы и устройства синхронизации и фазирования
- •6.1. Задачи синхронизации и фазирования в системах пдс
- •6.2. Классификация методов реализации утс
- •6.3. Резонансные утс
- •6.4. Замкнутые утс с непосредственным воздействием на задающий генератор (зг)
- •6.5. Замкнутые утс без непосредственного воздействия на зг
- •6.6. Влияние погрешности тактовой синхронизации на достоверность приема
- •6.8. Системы фазирования по циклам. Предъявляемые требования
- •6.9. Классификация уцф.
4.Принципы построения и техническая реализация корректирующих кодов
Вспомним, что понимается под системой ПДС. Изобразим структурную схему системы ПДС.
система передачи дискретных сообщений
канал передачи данных
(дискретных сообщений)
дискретный канал
(ОУД) АП АП (ОУД)
АПД АПД
ИС ООД УЗО УПС канал УПС УЗО ООД ПС
связи
помехи искажения ошибки
Рис. 4.1
Источник сообщений (ИС) – формирует сообщения, предназначенные для передачи. В качестве ИС могут выступать человек, ЭВМ, автоматический датчик какого-либо параметра и т.д.
Оконечное оборудование данных (ООД) – представляет совокупность устройств ввода – вывода сообщений и аппаратуры согласования ИС с каналом передачи данных. Обеспечивает ввод или вывод сообщений в форме, удобной для ИС или ПС, т.е. обеспечивает согласование ИС по скорости, формату сообщения, используемому коду и т.д.
Устройство защиты от ошибок (УЗО) – обеспечивает требуемую верность доставки сообщений.
Устройство преобразования сигналов (УПС) – осуществляет преобразование сигналов к виду, удобному для передачи по каналу связи.
Канал связи – совокупность линейных, каналообразующих и других технических средств, осуществляющих передачу сигналов в пространстве.
Совокупность УЗО и УПС называют аппаратурой передачи данных (АПД).
Совокупность ООД и АПД называют оконечной установкой данных (ОУД). Иногда ОУД называют абонентским пунктом (АП)
Под системой передачи дискретных сообщений будем понимать совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщений от ИС к ПС с заданной верностью, надежностью и временем доставки.
Рассмотрим основные требования, предъявляемые к системе ПДС.
4.1 Основные характеристики спдс
Такими основными характеристиками являются:
− верность передачи дискретных сообщений;
− срок доставки сообщений;
Верность передачи дискретных сообщений является одной из основных характеристик систем ПДС. На практике чаще пользуются понятием потеря достоверности – вероятность выдачи получателю комбинации первичного кода, отличающейся хотя бы одним элементом от соответствующей комбинации, полученной от источника. Обозначается – Р(1,k). Обычно потерю верности передачи задают следующими характеристиками:
Рош(n) – вероятность ошибочного приема кодовой комбинации;
Рн.о(n) – вероятность появления необнаруженной ошибки;
Ро.о(n) – вероятность появления обнаруженных ошибок;
Рпр(n) – вероятность правильного приема;
Р0 – вероятность ошибки в дискретном канале на один единичный элемент.
Срок доставки сообщений характеризует быстродействие системы ПДС. Эта характеристика задается несколькими параметрами:
- скорость модуляции В – количество единичных элементов, передаваемых в дискретном канале за 1сек. Измеряется в Бодах (в честь французского инженера Ф.Бодо).
- средняя скорость передачи R (иногда называют коэффициентом замедления передачи) –
(4.1)
т.е. число единичных элементов N(t) поступивших ПС т.е. на выходе системы ПДС) за время t.
- среднее время передачи сообщений – Тср;
- вероятность задержки сообщений, состоящих из “n” е.э. на время равное или больше tдоп - Р[t(n)tдоп].
Рассмотренные характеристики являются “внешними” параметрами системы ПДС. Внешние в том смысле, что они предъявляются с позиции пользователя системы ПДС.
Кроме внешних параметров системы ПДС характеризуются рядом внутренних характеристик. Важнейшими из них являются:
- эффективная пропускная способность системы;
- помехоустойчивость;
- вид модуляции и т.п.
Внутренние параметры Системы ПДС однозначно определяют внешние параметры, поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать только внешние характеристики систем ПДС.
Остановимся на внешних параметрах систем ПДС.
Требования пользователей систем ПДС в отношении верности передачи сообщений весьма разнообразны и зависят от назначения передаваемых сообщений и методов их обработки у пользователя.
При передаче телеграфных сообщений обычно требуется, вероятность ошибки на кодовую комбинацию (знак) не превышала 10-5. При передаче статической информации допускается вероятность ошибки от 10-5 до 10-6. При доставке сообщений, связанных с денежными расчетами – от 10-6 до 10-7. Для связи ЭВМ часто требуется достоверность до 10-8 ошибок на передаваемый знак. Таким образом, большинство пользователей системами ПДС потеря верности в 10-6 на знак. Эта величина принята в качестве нормы в общегосударственной системе передачи данных – ОГСПД. В телеграфии в качестве нормы принята величина 3*10-5 на знак (на единичный элемент).
Дискретные каналы, образуемые на основе физических каналов, характеризуются потерей достоверности при передаче дискретных сообщений в пределах 10-2÷10-5 ошибки на один е.э. При этом бóльшие вероятности ошибки относятся к дискретным каналам, образованным по магистралям радиосвязи и коммутируемым линиям городских телефонных сетей. Верхние границы характерны для дискретных каналов, образованных в некоммутируемых линиях городских телефонных сетей и каналах систем передачи с ИКМ.
Дискретные каналы образованные на междугородних кабельных и радиорелейных линиях, а так же линии космической связи характеризуются коэффициентом ошибок по е.э. в пределах 10-3÷10-4.
Отсюда следует, что система ПДС должна, как правило, повышение верности передаваемых сообщений не два, три и даже 4 порядка.
Требования пользователей систем ПДС к срокам доставки сообщений также весьма разнообразны. По этой характеристике различают 3три типа систем ПДС:
- диалоговые системы, т.е. системы работающие в реальном масштабе времени, когда время доставки сообщений соизмеримо с временем обработки содержащейся в них информации;
- системы запрос – ответ с временем доставки сообщений в пределах нескольких секунд;
- системы, допускающие задержки, превышающие минуты. К этим системам относятся все виды систем передачи телеграфных сообщений.
Подводя итог, отметим, что две основные характеристики систем ПДС тесно взаимосвязаны и во многом противоречивы. Так повышение верности передачи сообщений приводит к увеличению вводимой избыточности и уменьшению средней скорости передачи.