Лекция 14

Тема. ОБЩАЯ МЕТОДОЛОГИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ЦИФРОВЫХ КАНАЛОВ

Цель. Дать понятие о методах измерений параметров цифровых каналов

1. Учебная. Разъяснить методы измерений параметров цифровых каналов

2. Развивающая. Развивать логическое мышление и естественное - научное мировоззрение.

3. Воспитательная. Воспитывать интерес к научным достижениям и открытиям в отрасли телекоммуникации.

Межпредметные связи:

• Обеспечивающие: информатика, математика, вычислительная техника и МП, системы программирования.

• Обеспечиваемые: Стажерская практика

Методическое обеспечение и оборудование:

1. Методическая разработка к занятию.

2. Учебный план.

3. Учебная программа

4. Рабочая программа.

5. Инструктаж по технике безопасности.

Технические средства обучения: персональный компьютер.

Обеспечение рабочих мест:

• Рабочие тетради

Ход лекции.

1. Организационный момент.

2. Анализ и проверка домашней работы

3. Ответьте на вопросы:

1. Какие задачи решают при разработке алгоритма поиска ?

2. В чем заключается построение алгоритма поиска неисправностей методом последовательного функционального анализа?

3. Что из себя представляет метод половинного разбиения?

4. Где находит применение метод «время-вероятность»? Как оценивается эффективность метода?

5. Что позволяет выбрать метод построения алгоритма поиска неисправностей на основе информационного критерия?

6. Дайте объяснение инженерному методу.

7. Для каких целей целесообразно использовать построение алгоритмов диагностирования по иерархическому принципу?

8. Как работает эта система?

9. Для чего предпочтительней использовать Метод ветвей и границ, что он позволяет определить?

10. Проведите сравнение рассмотренных в лекции методов, сделайте свои выводы.

План лекции

1. Бинарный канал и методы анализа его параметров

2. Возникновение ошибок по битам и их влияние на параметры цифровой передачи

3. Основные параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале

4. Тестовые последовательности

1. Бинарный канал и методы анализа его параметров

Рассмотрение методологии измерений цифровых каналов начнем с описания методов измерения цифровых каналов с передачей информации в простой двоичной форме (без ли­нейного кодирования) - бинарных цифровых каналов (рис. 1). В современных телекомму­никационных системах для передачи цифровой информации используются различные типы модуляции и многоуровневого кодирования, однако оконечное оборудование систем переда­чи в той или иной степени использует именно бинарный цифровой канал, поэтому методоло­гия измерений бинарного канала является фундаментом измерений цифровых каналов связи. Более того, для анализа систем с различными типами модуляции и кодирования используют­ся данные методологии измерений по битам, т.е. имитируется процесс декодирования (демо­дуляции) сигнала до двоичного вида, а затем полученный сигнал анализируется. Таким обра­зом, методология измерений параметров бинарного канала представляет собой инвариант методологии измерений любых цифровых каналов.

Рис. 1. Бинарный цифровой канал

Основное назначение бинарного цифрового канала - это передача цифровой информа­ции в двоичной форме, т.е. в виде битов, поэтому основные параметры качества такой циф­ровой передачи связаны с параметром ошибки по битам (Bit Error Rate - BER) и его произ­водными. Измерения по параметру BER вошли в методики измерений всех первичных и вто­ричных сетей,.

Различаются два типа измерений бинарного канала - измерения с отключением канала и измерения без отключения канала. При отключении канал не используется в процессе изме­рений для передачи реального цифрового трафика. В качестве источника и приемника дво­ичного сигнала используются анализаторы цифрового канала. Измерения без отключения канала предусматривают использование специальных алгоритмов анализа параметров канала в процессе при передачи реального трафика.

При измерениях с отключением канала сигнал передается в виде тестовой последователь­ности, которая принимается на другом конце канала (приемник) и затем проводится анализ ошибок, вносимых каналом. Анализатор приемника должен обеспечивать предсказание струк­туры последовательности, т.е. требуется так называемая синхронизация тестовой последова­тельности. Для измерений используются разные тестовые последовательности, фиксированные и псевдослучайные, с различными алгоритмами синхронизации тестовой последовательности. Измерения с отключением канала - это единственный метод анализа параметров бинарного цифрового канала с точностью до единичной ошибки по битам (битовая ошибка). Это гаранти­руется принципом сравнения реально принятой последовательности битов с предсказанной, которая, в свою очередь точно совпадает с генерируемой последовательностью.

Измерения без отключения канала часто называются мониторингом, поскольку прово­дятся в режиме работающего канала, а анализатор в этом случае подключается параллельно и осуществляет пассивный мониторинг канала. Алгоритм организации измерений основан на применении различных типов цикловых кодов или служебной информации, передаваемой в канале. Действительно, в реально работающем канале, с реальным трафиком нельзя предска­зать передаваемую информацию, следовательно нельзя просто сравнить реальную последова­тельность битов с предсказанной последовательностью, поэтому невозможно локализовать единичную битовую ошибку. Методы измерения без отключения канала основаны на иденти­фикации битовой ошибки в некотором блоке переданной информации, таким образом, объек­тивная точность измерения ограничена размерами блока. Обычно две ошибки в блоке иден­тифицируются как одна. В то же время несомненное преимущество метода - отсутствие необ­ходимости отключения канала - определило широкое его распространение.