Дискретные системы передачи
Дискретная система передачи (ДСП) – система, обеспечивающая передачу дискретно представленных сообщений.
Сообщение в данном случае будет пониматься как команда. Любое цифровое представление информации есть дискретное представление сообщения.
Классификация ДСП
По характеру передаваемых сообщений:
телеграф (фототелеграф);
цифровые системы связи;
телемеханические системы.
Любая ДСП без ОС при соответствующем выборе кода, исправляющего ошибки, или числа повторений (параллельных каналов) может обеспечить любую сколь угодно малую вероятность ошибки. Но системы без ОС применяются только в тех случаях, когда отсутствует канал обратного направления передачи, а так же в тех системах , которые требуют постоянного времени задержки информации.
Для преодоления указанного недостатка систем без ОС необходимо вводимую и передаваемую информацию избыточность соразмерять с состоянием дискретного канала в каждый момент времени. Канал между приемником и передатчиком в котором передача идет в обратном направлении по сравнению с передачей в основном канале. Поэтому такой тип канала называется каналом обратной связи.
Системы передачи дискретной информации, использующие канал ОС в зависимости от назначения ОС делятся на:
система с решающей обратной связью (РОС);
система с информационной обратной связью (ИОС);
система с комбинированной ОС (КОС).
В системах с РОС приемник, приняв кодовую комбинацию и проанализировав ее на наличие ошибок, принимает окончательное решение о выдаче комбинации потребителю информации или о ее стирании и посылке по ОС.
В системах с ИОС по обратному каналу передаются сведения о поступающих на приемник кодовых комбинациях до их окончательной обработки и принятия окончательных решений.
В системах с КОС решение о выдаче кодовой комбинации получателю информации или о повторной передаче может приниматься и в приемнике, и в передатчике, а канал ОС используется для передачи решений.
В зависимости от канальности:
системы с временным разделением каналов, в которых используется прямое, групповое и комбинационное групповое избирание передаваемых сообщений;
частотное многоканальное разделение, в которой используется «прямое разделительное избирание» и комбинационное избирание;
временно частотные системы передачи, представляют собой комбинацию двух предыдущих.
Все системы по скорости передачи подразделяются на 3 класса:
низкочастотные (до 300 бот);
среднечастотные (300-4500 бот);
сверхскоростные (>4500 бот).
По характеру передаваемых сообщений системы делятся на:
телеграфные системы;
системы передачи данных;
цифровые системы передачи.
По режиму обмена информацией разделяются на:
симплексные системы (поочередная прием – передача, дежурным режимом является прием);
дуплексные системы передачи (независимый одновременный обмен информацией);
полудуплексный режим.
Общая структурная схема дискретных систем передачи
Рисунок 1 – Общая структурная схема дискретных систем передачи
В данной структурной схеме пусковое устройство (ПУ) осуществляет запуск работы системы на цикл. Время передачи и приема – цикл работы системы (полукомплекта).
Генератор сигнала (ГС) представляет физический носитель сообщений.
Кодирующее устройство (КУ) может быть как одноэлементным так и многоэлементным.
Распределительные устройства (Р) или просто распределитель (коммутатор) обеспечивает формирование временных каналов и распределение в них сигналов передачи. Распределитель Р2 обеспечивает формирование временных каналов и выделение электрических сигналов в них.
Генератор сигнальных признаков (ГСП); генерирование признаков, как правило, параметрических.
Линейное окончание канала (модем). Здесь осуществляется согласование каналов передачи с дискретными каналами, так же обеспечивается развязка между приемником и передатчиком. ЛОК (модем) подстраивается под канал связи, в ЛОК может производиться вторичное кодирование – представление передаваемых сигналов в форме удобной для передачи по каналу связи.
ФСП – фильтр сигнальных признаков.
ДКУ – декодирующее устройство.
ИУС – индикаторное устройство принимаемых сообщений.
УПЗ – устройство повторного запуска системы при обнаружении ошибки передачи.
ИУУ – исполнительное устройство сигналов управления.
УПРЗ – устройство приоритетного запуска (приоритет ошибки).
Рассмотрим более подробно кодирующее устройство.
Кодирующее устройство
Кодирующее устройство – это устройство преобразования сообщений в кодовую комбинацию или преобразование одной кодовой комбинации в другую.
КУ представляют собой цифровой автомат комбинационного типа или цифровой автомат последовательного типа.
Цифровой автомат комбинационного типа может быть представлен как набор логических элементов (ЛЭ). Например, кодовая комбинация представлена в виде:
-
X3
X2
X1
1
1
0
1
2
0
1
0
3
1
1
0
4
0
1
1
5
1
0
0
Кодирующее устройство для данной комбинации будет иметь вид:
Декодирующее устройство (ДКУ), в отличие
от КУ, может быть представлено как набор
логических схем. Разделяют многокаскадные
и однокаскадные ДКУ. Если количество
выходов у ДКУ равно
,
где n – разрядность кода,
то в этом случае ДКУ называется
универсальным (сплошным).
Если входная кодовая комбинация имеет вид:
-
Входная комбинация
сообщение
X3
X2
X1
0
0
0
0
0
1
2
0
1
0
4
0
1
1
5
1
0
0
1
1
0
1
3
1
1
0
1
1
1
Соответственно ДКУ будет иметь вид:
Шестиразрядный ДКУ может быть получен с помощью двух трехразрядных:
КУ и ДКУ кода Хемминга
С помощью КУ циклического кода можно
осуществлять перемножение комбинаций
двоичного кода
.
Для декодера, напротив, можно осуществлять
деление комбинаций двоичного кода
.
P(x) в данных
выражениях получил название образующего
многочлена, Q(x),
в выражении для декодера, представляет
собой остаток деления.
Рассмотрим другой алгоритм для циклического кода. В соответствии с ним получим
R(x) – остаток.
Данный КУ будет строиться как аппарат
Мура последовательного действия.
Множитель реализуется как набор регистров
сдвига и суммируется по модулю два. Если
мы имеем полный многочлен n
– го разряда
.
Множитель в данном случае будет выглядит
как
C=(n-1)+m в приведенной схеме – это синхронизирующий импульс, определяющий через какое число тактов мы получим результат, m – разрядность двоичного числа, n – разрядность множителя, X – регистры сдвига, m2 – сумматор по модулю 2.
В том случае, если множитель неполный, например P(x)=1101 , то перед ним будет отсутствовать сумматор по модулю 2
Следует отметить, что перемножение всегда начинается со старшего разряда.
Делитель представляет собой набор регистров сдвига и сумматоров по модулю 2. Если мы имеем полный многочлен n – го разряда , тогда делитель можно представить следующим образом
m – разрядность делимого.
В том случае, если многочлен неполный, например P(x)=1101 , то перед ним будет отсутствовать сумматор по модулю 2
Таким образом, разница между КУ и ДКУ в положении X и m2, и их достаточно легко совместить.
Систематический циклический код
Рассмотрим делитель для систематического циклического кода при P(x)=1101.
