ТАПСЫРМА

Бір-бірінен L км қалып отырған екі қабылдағыш пен таратқыш арасында орташа жылдамдықты мәліметтерді жіберу трактын жобалау қажет.

Жіберу дұрыстығын арттыру үшін кері байланысы бар, үздіксіз жіберіліп отыратын және қабылдағышы құлыптанатын жүйе қолданылсын.

Код типі циклдық. РОС-пен жүйе дұрыс қабылданбаған ақпаратты қайта сұрауен қателіктерді анықтау режимінде жұмыс жасайды.

Дискретті каналда қателіктердің таралуы Пуртов Л.П. моделіен сипатталады. ТПД сенімділігін арттыру үшін резервтеудің тұрақты уақыты қолданылады.

Қажетті:

1. Қателіктерді топтастыру α-коэффицентіне аса назар аудара отырып, Дискретті каналды бөлшектей сипаттау моделінің мәнін түсіндіру (Пуртов Л.П. моделі);

2. Жүйенің РОС_НП баржәне құлыптанатын құрылымын және жүйе жұмысы алгоритмінің құрылымдық сұлбасын құрастыру;

3. R ең жоғарғы салыстырмалы өткізгіштік қабілеті жоғары n кодтық комбинациясының оңтайлы ұзындығын анықтау;

4. Қателікті анықтамаудың берілген ықтиалдығын қамтамасыз ететін r кодтық комбинациясында тексеруші разрядтар санын анықтау. Циклдық кодтың n, k, rпараметрлерін анықтау;

5. Соңғы з.к. санын ескеріп, g(x) полином түзуші типін таңдау;

6. Таңдалған g(x) кодері үшңн сұлба тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру;

7. Таңдалған g(x) декодері үшін сұлба тұрғызу және оның жұысын түсіндіру;

8. Өз нұсқасын модульдейтін және демодульдейтін циклдық кодтың кодтайтын және декодтайтын құрылғы сұлбасын алу, сонымен қатар “System Viewer” жиынтығын қолданумен сұлба құрастыру;

9. Т_пер темпі және t_отк бас тарту критериі белгілі болғанда W жіберіліп жатқан ақпарат көлемін анықтау;

10. М жинақтағыш сыйымдылығын анықтау;

11. Негізгі және айналып өту каналдарының сенімділік көрсеткіштерін есептеу;

12. ҚР географиялық картасы бойынша бір-бірінен L км қалып отырған 2 пункт таңдап алу, 500-1000 км ұзындықтағы аудандар қатарына бөле отырып магистраль таңдау;

13. Жүйе жұмысының уақытша диаграммасын (кестесызбасын) тұрғызу.

Бастапқы мәліметтер

B=1200 – модуляция жылдамдығы

V= 80000 км/с – байланыс каналы бойынша ақпараттың таралу жылдамдығы

Р_ош=0,5·10^-3 – дискреттік каналды қателік ықтималдығы

L=4700 км – таратқыш пен қабылдағыш арасындағы қашықтық

t_отк=60 сек – бас тарту критериі

Т_пер=580 сек – берілген темп

d₀=6 – минимал кодтық қашықтық

α=0,7 – қателіктерді топтасытру коэффиценті

nФМ – модуляция типі

МАЗМҰНЫ

ТАПСЫРМА

КІРІСПЕ

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

1 Дискретті каналдың бөлшектей сипатталу моделі (Пуртов Л.П. моделі)

2 РОС бар мәліметтерді жіберу жүйесі

2.1 Фазалық манипуляция

3 РОС жүйесінде циклдық кодты қолдану кезінде кодтық комбинацияның оңтайлы ұзындығы

4 Циклдық код параметрлері

5 Негізгі және айналып өту каналдарының сенімділік көрсеткіштерін есептеу

6 Циклдық кодтың кодер және декодер сұлбалары

6.1 Циклдық кодтың кодтайтын құрылғысы

6.2 Циклдық кодтың декодтайтын құрылғысы

7 Т уақыт ішінде жіберілетін ақпарат саны

8 Дискретті канал сипаттамалары

8.1 Тік ДК

8.2 Кері ДК

9 Жүйе жұмысының уақытша кестесызбасы

10 ҚР картасындағы магистраль

ҚОРЫТЫНДЫ

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

ҚОСЫМША А

ҚОСЫМША Б

ҚОСЫМША В

КІРІСПЕ

Телекоммуникациялық желіліердің дамуы электр байланысында дискретті хабарламалардың жіберілу рөлі мен мәнін арттырады.

ТЦС пінің мақсаты:

• Сандық сигналдардың жіберілу қағидалары мен әдістерін, ғылыми негіздерін және сандық байланыс технологиясының қазіргі күйін баяндау;

• Жіберу және өңдеу сандық жүйелерінің мүмкіндіктері мен жүзеге асыру шекаралары туралы көрініс беру;

• Мәліметтерді жіберу және олардың қызмет ету мәселелерін анықтайтын заңдылықтарды анықтау.

Негізгі мәселесі –теориялық білім мен ТДС жүйелерін тұрғызу алгортимдерін үйрету, сонымен қатар,, негізгі сипаттамалардың инженерлік есептеу әдістемелері бойынша практикалық дағдылар қалыптастыру және сандық жүйелер мен желілерді техникалық пайдалану әдістеріне үйрету.

Курстық жоба ақпарат көзі мен оның қабылдағыш арасындағы мәліметтерді жіберу трактын жобалауға арналған. Мәліметтерді жіберу трактының (МЖТ) сапасына мәліметтерді жіберу дұрыстығы жіне сенімділігі бойынша жоғары талаптар қойылады, сондықтан коммутирленбейтін МЖТ жобаланады. Мәліметті жіберу дұрыстығын арттыру үшін кері байланыспен шешілетін, үздіксіз жіберумен және қабылдағыштың құлыптану бар жүйе қолданылады. Код типі – циклдық.

Бұл мәселелерді шешу тапсырманың негізгі мақсатын – телекоммуникациялық жүйелерді модельдеудің орындалуын ашады.

Бұдан басқа, модульдеу мен демодульдеуді қолданумен (циклдық кодтың кодтайтын және декодтайтын құрылғысының телекоммуникациялық жүйелерді модельдеуге арналған “System View” жиынтығын қолданумен сұлба жинау қажет.

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

телекоммуникациялық жүйенің орташа жылдамдықтық тракті

1. Дискретті каналдың бөлшектей сипатталу моделі (Пуртова Л.П. моделі)

Бұл үлгі бойынша бұрмаланған комбинацияның оның n ұзындығына және n c t қателігі бар ұзындығы n комбинацияның пайда болу ықтималдылығына тәуелділігін анықтауға болады. Бұрмаланған комбинацияның пайда болу ықтималдылығының n ұзындыққа тәуелділігі бұрмаланған кодтық санның Noш(n) жалпы санға N(n) қатынасы сияқты сипатталады:

P(>=1, n) = _N->^{lim N(n)} (1.1)

Ықтималдылығы P(>=1, n) – кемитін функция n.

N=0, P(>=1,n) = P_ош. болғанда. n^ , P(>=1, n) ^ 1

P(>=1, n)=^{n 1-α} * P , (1.2)

Мұндағы α - қателердiң топтастырылуының көрсеткiші

α = 0 – қателердi жинақтау болмайды және қателердiң пайда болуын тәуелсiз деп санау керек.

α = 0,5 ÷ 0,7 - Кәбiлдiк байланыс жолдарында байқалады, өйткенi қысқа мерзiмдi үзілулер қателердiң үлкен тығыздығы бар топтарының пайда болуына алып келедi.

α = 0,3 ÷ 0,5 - қателердiң үлкен тығыздығының аралықтарымен байланысты радиорелейлiк жолдардағы жинақтау; аралықтарда сирек қателері болады.

α = 0,3 ÷ 0,4 – радиотелеграфты каналдарда.

Әр түрлi ұзындықтағы комбинациялардың қателерін үлестiру тек қана бұрмаланған комбинациялардың ықтималдылығының пайда болуын ғана емес(1 қате ең болмаса) сонымен қатар комбинацияның ұзындығы n мен t алдын ала берілген қателердің ықтималдылығының пайда болуын да бағалайды P(<=t,n):

P(>=t,n)= (1.3)

Қателерді топтастыру зақымдалған үлкен қысқалықтағы кодты комбинациялардың санының көбеюіне әкеп соғады. Қателерді топтау кезінде берілген ұзындықтағы n бұрмаланған кодтық комбинациялардың сандары азаяды.

Блоктың ұзындығынан n тәуелділік үлгілері P( ) 1 cуретте көрсетілген.

Сурет 1. P( )Қателік ықтималдылығының n ұзындыққа тәуелділігі: 1 - КВ радиотелеграфтық арна; 2 - ТЧ коммутируемый арнасы сызықтардың радиорелелік; 3 - ТЧ арнасының радиорелелік сызықтары; 4 - кабельдік сызықтардың телеграфтық арнасы; 5 - ТЧ некоммутируемый арнасы Айқын каналдарда түсірілген байланыстар және 1-нүктеде көрсетілген бұл тәуелділіктер логарифмдік масштабтағы түзу сызықтармен жақсы алмастырылады. Ал анықталған қателер ықтималдылығына (Pош = 0,002) үзік сызықпен 2 тәуелділік көрсетілген. Егер қателер бір біріне тәуелді болмаса, ықтималдылық n ұзындыққа тәуелді болмас еді және 45 градус бұрышпен өтер еді. Ал егер қателер барлығы бір топқа жинақталса, онда P кодтық комбинация ұзындығынан тәуелсіз ал N абцисса осіне параллель болар еді. Анық канал осы екі шектік сипаттамасының арасында жататынын 1 суреттен көрсе болады.

2. РОСтагы Ақпаратты жіберу жүйесі

Сурет 2 –Құрылымдық жүйенің схемасы РОСнп және блокталуы

Мұнда:

АҚ - ақпараттың көзі;

КУ – кодтаушы құрылым;

ДА - түзу дискретті арна;

ШҚ - шешуші құрылым;

КСҚ - кодсыздаушы құрылым;

БҚ - басқарма құрылымы;

БКҚ - белгіні кодсыздандырушы құрылым;

БҚҚ - белгінің құралымының құрылымдары;

АА - ақпаратты алушы.

Ақпарат тарату төмендегiше жүзеге асырылады. Ақпарат көзінен ИИ кодтық комбинациясы келген кезде оны богеуге төзімді кодпен кодтау жүзеге асады және Н1 жинақтауышына жазады. Кодталған ақпарат түзу дискретті каналмен беріледі. Түзу дискретті (ДК) каналдан қабылданған кодтық комбинаци кодталып, Н2 жинақтағышқа жазылады. Комбинация дұрыс кодсыздандырылған бола алады, яғни берілген кодалық қисындастырылуға сәйкес; ол басқа рұқсат етiлген кодалық қисындастырылуға тапсырған кодалық қисындастырылуға ауысудың нәтижесiнде табылмаған қате бола алады; әйтеуiр, қайта кодтаудың нәтижесiнде (егер тапсырған кодалық қисындастырылуы шешiлмеген күйге өтсе) қате таба алады.

Көрсетілген 3 өзгеріс пайда болу ықтималдылығы дискретті канал сипаттамасына, бөгетке төзімді кодқа және кодсыздандыру тәсіліне тәуелді.

Кодсыздандырудың нәтижесіне қарай шешуші құрылғы ШҚ қабылдау жинақтауышынан кодтық комбинацияцияны сызба арқылы И2 қолданушыға беруге немесе оның жинақтауышта өшірілуі туралы шешім қабылдайды. Бұл шешімдердің біріншісі қате болмаған жағдайда немесе қате анықталмаған жағдайда қолданылады, ал екіншісі қате табылған кезде. Сигналды қабылдау расталғанда және декодтаушы құрылғыда декодталғаннан кейін, уу1 өткізгіші ақпарат көзінен келесі кодты комбинацияны сұрайды, және жаңағы цикл қайталанады. Сызбасы жабық болғандықтан, жаңа кодтық комбинация қабылданған кезде ескісі жойылады. Екінші жағдайда жою алдында УФС да кері дискретті каналмен өткізгішке жіберілетін қайта сұрау сигналы пайда болады. Қабылдағыш пен таратқыш басқару блоктары 3-суретте келтірілген алгоритм құрылымдық сұлбасына сәйкес жұмыс істейді.

3-сурет. РОС_НП және құлыптануы бар жүйе алгоритмінің құрылымдық сұлбасы

2.1 Фазалық манипуляция

Фазалық манипуляция (phase shift keying – PSK) алыс ғарышты зерттеу бағдарламасының даму басында жасалды; қазіргі уақытта PSK сұлбасы коммерциялық және әскери байланыс жүйелерінде кең қолданылады. Фазалық-манипулирленген сигнал келесі түрге ие болады:

   

Мұндағы фазалық мүшесі әдетте келесі түрде анықталатын М дискртті мәндерді қабылдай алады:

 

Аналитикалық келтірілуі: Сигнал: Вектор:

 

Е параметрі – символ энергиясы; Т – символдың берілу уақыты, 0≤t≤T. Модуляция сұлбасының жұмысы модульденген сигналдың s₁(t) фазасының екі мәннің: нөл немесе π (180^ОС) біріне ығысуы болып табылады. Модульденген сигналдың BPSK типтік түрі суретте келтрілген, мұнда символдар арасынан ауысқанда фазаның сипаттық күрт өзгерістері көрінеді; егер деректердің модульденетін ағымы нөл мен бір ауысып құралған болса, мұндай өзгерістр әрбір ауысым сайын болады. Модульденген сигнал кординаттар полярлық жүйесінде вектор ретінде келтіруге болады; ветор ұзындығы сигнал амплитудасына сәйкес келеді, ал оның жалпы М-дік жағдайында бағдарлануы – басқа М-1 енгізу сигналдарының қатысты сигнал фазасы. BPSK модуляциясы кезінде векторлық келтіру екі қарама-қарсы фазадлы (180^оС) вектор береді. Осы тәріздес фазалары қарама-қарсы векторлармен келтірілуі мүмкін сигналдар жиынтығы антипдттық деп аталады.

Іс жүзінде фазалық манипуляция бастапқы фазаның мүмкін мәндерінің саны аз болғанда қолданылады – әдетте 2, 4 немесе 8. Бұдан басқа сигналды қабылдаған кезде бастапқы фазаны абсолют мәнін өлшеу қиын; екі көрші символ арасындағы фазалық ғысуды анықтау әлдеқайда оңай. Сондықтан әдетте фазасы әртүрлі манипуляция қолданылады (синонимдері – дифференциалдық фазалық манипуляция, салыстырмалы фазалық манипуляция, ағылшын термині – differential phase shift keying, DPSK).

3 РОС жүйесінде иклдық кодты қолдану кезінде кодтық комбинацияның оңтайлы ұзындығы

n кодтық комбинациясының ұзындығы байланыс каналының өткізу қабілеті ең жоғары болатындай таңдалуы тиіс.. түзету кодын қолдану кезінде комбинация n разрядтан тұрады, оның ішінде kразряд ақпараттық болса, ал r разряд – тексеруші:

n=k+r (3.1)

егер байланыс жүйесінде қосарлы синалдар қолданылса («1» және «0» типті сигналдар) және әрбір бірлік элементтегі ақпарат бір биттен аспаса, онда ақпарат беру жылдамдығы мен модуляция жылдамдығы арасында келесі арақатынас болады C=(k/n)*B (3.2)

мұндағы С – ақпараттың берілу жылдамдығы, бит/с;

В – модуляция жылдамдығы, Бод.

r төмен болған сайын k/n қатынасы 1 жақындайды да, С мен В айырмашылығы азаяды, яғни, байланыс жүйесінің өткізу қабілеті жоғары болатыны анық.

Минимал кодтық қашықтығы d₀=3циклдық кодтар үшін келесі арақатынас әділетті екендігі белгілі [3, 104 бет]

n жоғары болған сайын k/n қатынасы 1 жақын болатыны көрініп тұр. Осылайша, мысалы, n=7, r=3, k=4 кезінде k/n=0,571; n=255, r=8, k=247 кезінде k/n=0,964; n=1023, r=10, k=1013 кезінде k/n=0,990.

Келтірілген тұжырым үлкен d₀ үшін әділетті, алайда r және n арасында байланыстар үшін нақты арақатынас жоқ. 104 [3] бетте келтірілген жоғарғы және төменгі бағалар ғана бар.

Аталғаннан кодтық комбинацияға тұрақты артық мөлшерді енгізу тұрғысынан қарастырсақ, кодтық комбинацисына ұзақ код комбинацияларын таңдаған тиіді, өйткені n артуымепн салыстырмалы өткізу қабілеті артады, ол 1 тең шекке ұмтылады.

R=C/B=k/n (3.4)

Байланыстың нақты каналдарында кедергілер әсер етеді, олар кодтық комбинацияларда қателіктердің туындауына әкеледі. Декодирлеуші құрылғысымен қателік анықталған жағдайда РОС бар жүйелерде кодтық комбинациялар тобын қайта сұрау жүргізіледі. Қайта сұрау кезінде пайдалы ақпарат азаяды.

Мұны келесі түрде келтіруге болады

мұндағы Р₀₀ – декодермен қателіктің анықталу ықтималдығы (қайта сұрау ықтималдығы);

Р_ПП – кодтық комбинацияны дұрыс қабылдау ықтималдығы (қателерсіз қабылдау);

М – кодтық комбинациялар санында таратқыш жинақтағышынның сыйымдылығы.

Қатенің ықтималдықтарында байланыс арнасында (Р_ош<10^-3) ықтималдылық Р₀₀ аз сол себептен ауыстырушы азғантай ажыратылады 1 мен есептеуге болады:

(3.6)

Тәуелсіз қателерде байланыс арнасы егер ,

,

Жинақтаушы сыйымдылығы :

Ондағы t_p- байланыс арнасындағы таралу уақыты ,с ;

Және t_k- n разрядтардың кодалық комбинация ұзындығы .

<> белгісі ,М мәнін есептегенде үлкен бүтін мәнді алу керек .Бірақ

(3.9)

Ондағы L –аяқтаушы станция арасындағы арақашықтық ,км ;

Және v-сигналдың байланыс арнасы бойынша таралу жылдамдығы ,км/с ;

В- жылдамдық модуляциясы ,бод ;

Қарапайым ауыстырулардан кейін соңында мына формуланы аламыз ;

(3.10)

Байқағандай Р_ОШ=0 формуласы ( 3.10) айналады (3.4 ) формуласына .

3.10 формуласының тәуелді қателердің байланыс арнасында болуыннан қиындалады .Осы формуланы Пуртова қателік моделімен анықтауға болады .[1 ]формуласында көрсетілгендей ,комбинациядағы t_об қате саны және n разрядтардың ұзындығы 7.38 формуламен анықталады .Осындай қателік санын табу үшін кодалық арақашықтығы d_o аз дегенде

циклдық коданы аламыз . Сондықтан 7.38 формуласы бойынша ықтималдықты анықтау керек

[4]формуласына көрсетілгендей кейбір жуықтатулармен ықтималдықпен кодалық комбинациядағы тексеруші разрядтардың мен декодердегі табылмау

қателіктерімен байланыстыруға болады

3.11

Мәндерді қоя мен d_o -1 ауыстыра мына формулаға ие боламыз

3.12

Микрокалькулятормен есептеген кезде ондық логарифммен есептеген ыңғайлы болады .Ондық логарифмге айналдырған соң :

3.13

3.7 және 3.10 формуласындағы k -ны n- r ауыстырамыз r мәнін ескере отырып 3.13 формуласындағы мына формуланы аламыз

Формуланың екінші 3.10 қателерді топтау бойынша мына түрге келеді 7.37[1]

Соңында мына формулаға келеді

3.14

Сонымен n –ді 31 тең деп алсақ .Есептеу кезінде R өткізуші қабілеті 0,6 болса ,онда оны n үшін 63 ке тең деп аламыз .

Соңында мына нәтижеге қол жеткіземіз R=0.695 n=31

Циклдық коданың параметрлері

Циклдық коданың параметрлеріне мыналар жатады :

-n-кодалық комбинация ұзындығы ,

-k-кодалық комбинациядағы ақпараттық бөліктің ұзындығы ,

-r-кодалық комбинациясының тексеруші бөлігінің ұзындығы,

-g(x)-циклдық коданың түзүші түрінің полиномы .

Кодалық комбинациясының n оптимальді ұзындығы және өткізуші қабілеті R анықтаған соң 3.13 формуласы бойынша тексеруші разрядтар санын анықтаймыз :

Осы жағдайдағы n=31 болғандықтан 3.1 формуласын пайдаланып k ақпараттық символдар санын анықтаймыз :

k=31-10=21

Түзуші полиномды зачеткадағы соңғы сан бойынша және тексеруші символ бойынша аламыз ол g(x) анықтайды :

g(x)=x¹⁰+x⁴+x³+x+1