5. Исправляющая способность дискретного приемника, связь с вероятностью ошибки

Исправляющая способность равна максимальной величине относительных искажений, при которой обеспечивается правильная регистрация элементарных посылок, т .е. допустимой величине относительных искажений, которая не приводит к ошибочной регистрации элементарной посылки: .

справляющая способность регистрирующего устройства при методе стробирования в случае двусторонних симметричных краевых искажений ≈ 50%, при односторонних искажениях краев ≈ 50%, а при дроблениях .≈ 0, если дроблению подвергается средняя часть посылки.

Исправляющая способность при регистрации методом стробирования с учетом контура задержки .

Исправляющая способность регистрирующего устройства при аналоговом способе интегрирования в случае двусторонних симметричных краевых искажений ≈ 25%, при односторонних искажениях ≈ 50%, а при дроблениях ≈ 50%.

При значении исправляющая способность РУ по краевым искажениям и дроблениям может достигать 37,5%

6. Характеристика потока ошибок в дискретном канале

На входе и выходе дискретного канала информация представлена в виде последовательности посылок длительностью i (i = 1, 2, 3, …), амплитуда которых может принимать два значения. Каждому значению амплитуды однозначно соответствует «0» или «1», поэтому входную и выходную последовательности дискретного канала можно рассматривать как случайную двоичную последовательность.

Ошибка это результат неправильного решения регистрирующего устройства о значении принятого единичного элемента в случае, когда величина искажения превышает исправляющую способность. Результат воздействия различного рода помех может быть представлен так называемой последовательностью ошибок ε.

Если знак ошибки не имеет существенного значения, то суммарный результат воздействия помех можно представить последовательностью модулей ошибок E.

При блочном кодировании входная и выходная последовательности составлены из подпоследовательностей длины n, т. е. из кодовых n-элементных комбинаций. Подпоследовательность ошибок из n элементов , которая соответствует кодовым комбинациям, называется комбинацией ошибок.

Кодовая комбинация, все элементы которой приняты на выходе дискретного канала правильно, называется неискаженной кодовой комбинацией. Комбинация ошибок в этом случае состоит из одних нулевых элементов и поэтому ее вес равен нулю.

Кодовая комбинация, у которой один или более элементов приняты неверно, называется искаженной кодовой комбинацией. В этом случае комбинация ошибок имеет ненулевые элементы.

Если алгебраическая сумма элементов ненулевой комбинации ошибок равна нулю, то такие ошибки называются симметричными. В этом случае в пределах одной кодовой комбинации число ошибок вида 0→1 ( ) и число ошибок вида 1→0 ( ) одинаково. Характерная особенность симметричных ошибок состоит в том, что они не изменяют веса кодовой комбинации. Поэтому часто симметричные ошибки называются транспозицией элементов или смещением элементов.

Важным понятием характеристики потока ошибок является пачка ошибок. Существует два определения пачки ошибок: одно – для потока ошибок, а другое – для кодовой комбинации.

Для определения пачки ошибок на потоке ошибок используется понятие длительности неискаженного интервала L. При этом пачкой ошибок называют часть последовательности ошибок, ограниченную искаженными элементами и отделенную от ближайших искаженных элементов последовательности ошибок не менее, чем L правильными элементами.

Пачкой ошибок в кодовой комбинации принято называть часть ее элементов, ограниченную искаженными элементами. При этом длина пачки не всегда совпадает с числом ошибок в пачке. Иногда пачка ошибок в кодовой комбинации произвольным образом делится на отдельные подпачки. Тогда говорят о нескольких пачках ошибок в кодовой комбинации.

7. Модель независимых ошибок в дискретном канале

Модель независимых ошибок базируется на предположении независимого появления ошибок. Ее математическая основа — схема Я. Бернулли, базирующаяся на знании лишь одного параметра последовательности ошибок — вероятности появления ошибки р.

С точки зрения исследования и проектирования систем передачи дискретных сообщений модель канала связи должна рассматриваться как математическая основа, позволяющая создать приемлемые на практике методы расчета параметров систем. Поэтому естественно предъявить к математическим моделям дискретных каналов следующие основные требования:

1. Соответствие закономерностей распределения ошибок, получаемых при использовании данной модели, действительным закономерностям, наблюдаемым в реальных каналах связи.

2. Возможность создания на основе данной модели методов расчета параметров систем передачи дискретных сообщений, точность которых удовлетворяла бы требованиям инженерной практики.

3. Минимальное количество параметров, используемых при описании последовательности ошибок в модели, и простота экспериментальных измерений этих параметров на реальных каналах связи.

8. Модель Л.П.Пуртова

На основании обобщения результатов испытаний каналов были выявлены некоторые закономерности распределения ошибок реальных каналов связи, позволившие описать последовательность ошибок лишь с помощью двух параметров p и α.

Выражения: Р (≥1,n) = n^1-αp P (≥m,n) ≈ (n/m)^1-αp при m≤n/3 , получили название двухпараметрической модели дискретного канала, или модели Пуртова Л.П.

9. Понятие о расширенном дискретном канале

(Включает ДК+ Кодер + Декодер канала.)

Алфавит канала состоит из 2ⁿ сообщений, где n – число элементов в кодовой комбинаций

Характеризуется:

Коэффициентом ошибок по кодовым комбинациям

Эффективной скоростью передачи информации – эффективная скорость учитывает, что не все элементы несут информацию и не все комбинации поступающие на вход выдаются получателю.

Так как РДК=КПД=ДК+УЗО, то основная задача решается на уровне РДК повышения верности передачи.

Методы повышения верности:

1. Меры эксплуатационного и профилактического характера

• повышения стабильности работы генераторного оборудования

• резервирование электропитания

• выявление и замена отказавшего оборудования

• повышение квалификации обслуживающего персонала

2. Мероприятия по увеличению помехоустойчивости передачи единичных элементов

• увеличение отношения сигнал – помеха (увеличение амплитуды, длительности…)

• применение более помехоустойчивых методов модуляции

• совершенствование методов обработки

• выбор оптимальных сигналов

(однако это не всегда возможно!)

3. Введение избыточности в передаваемую последовательность т.е. помехоустойчивое кодирование

10. ПОЭЛЕМЕНТНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ. НЕОБХОДИМОСТЬ. ТРЕБОВАНИЯ

Устройство поэлементной синхронизации обеспечивает синхронизацию переданного и принятого сигналов, при которой устанавливаются и поддерживаются требуемые фазовые соотношения между значащими моментами переданных и принятых единичных элементов этих сигналов.

Необходимость поэлементной синхронизации . Расчет времени удержания синхронизма.

Пусть f_зг – частота задающего генератора .Отклонение частоты от номинального значения через некоторое время работы с учетом всех дестабилизирующих факторов составит ∆f = f_зг - f₁. Определим К = ∆f / f_зг - коэффициент нестабильности задающего генератора. Нас интересует время, в течение которого фаза управляющих импульсов приемника разойдется с фазой управляющих импульсов передатчика. Находим t_п = 1/ ∆f = - за это время фаза разойдется на 1 период колебания Т. Определим время, в течение которого фаза разойдется на значение t₀ : t_t = = = , где - скорость передачи единичных элементов, K- коэффициент нестабильности задающего генератора. Уход на t₀ – сохранение синхронизации. Интересует уход фазы на εt₀- часть от t₀: t_εt = . Двойка в знаменателе учитывает нестабильность обоих задающих генераторов взаимодействующих комплектов АПД.

11. КЛАССИФИКАЦИЯ СХЕМ ПОЭЛЕМЕНТНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

1. По типу используемых каналов

- по специальному каналу

- по рабочему каналу

2. по виду синхроимпульсов

- специальные импульсы

- рабочие импульсы

3. по принципу построения устройств

- выделением первой гармоники сигнала

- по принципу фазовой автоподстройки частоты

4. по виду управляющего воздействия

- непрерывное управление

- дискретное управление

- релейное управление

5. по виду объекто-регулирования

12. СХЕМА ПОЭЛЕМЕНТНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ С ДИСКРЕТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ. ПРИНЦИП РАБОТЫ. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Схема ФАПЧ с дискретным управлением.

На схеме приняты следующие обозначения: Вх – входное устройство, ФД – фазовый детектор, ДЧ – делитель частоты, УУ – управляющее устройство, УсрУ – усредняющее устройство, f_уи – частота управляющих импульсов, f_зг – частота задающего генератора .

Принцип работы схемы ФАПЧ иллюстрируется следующей диаграммой:

Основные характеристики системы ФАПЧ.

1) Коррекционный эффект – относительное смещение фазы управляющих импульсов при приеме одной границы импульса:

2) Шаг коррекции – относительное смещение фазы управляющих импульсов при одном воздействии УУ на ОР (при добавлении или вычитании одного импульса).

3) Время вхождения в синхронизм – минимальное время, необходимое для вхождения в синхронизм после его потери.

4) Точность коррекции (статическая погрешность синхронизации) определяется нестабильностью задающего генератора.

13. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ КОДОВ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИСПРАВЛЕНИЯ, ОШИБОК

Помехоустойчивыми называются коды, позволяющие обнаруживать и (или) исправлять ошибки, возникающие в сообщении в процессе передачи вследствие воздействия помех.

Идея построения корректирующих кодов заключается в том, что для передачи сообщений источника информации используется не все полное множество возможных кодовых комбинаций, а лишь некоторая их часть. Это выражение определяет условие построения помехоустойчивого кода. Те N комбинации, которые составляют код, часто называют разрешенными, а те комбинации, которые не используются для передачи, - запрещенными.

Принцип обнаружения ошибок кодом состоит в следующем. Если в результате воздействия помех переданная кодовая комбинация переходит в запрещенную, то при анализе принятой комбинации в декодере источника это выявляется и тем самым устанавливается факт наличия ошибки в принятой комбинации.

Аналогичным образом можно пояснить и принцип построения кода, исправляющего ошибки. Специфика состоит в том, что в этом случае недостаточно только выявить наличие ошибок в принятой кодовой комбинации, но и необходимо определить их местоположение, т.е. установить, какая кодовая комбинация была передана в действительности.