2.3. После набора контрольного слова необходимо нажать клавишу

< ENTER >

2.4. Далее происходит автоматическое преобразование введенной символьной информации в двоичную кодовую последовательность, со- гласно таблице кода МТК-2.

2.5. В случае некорректного ввода символов в правом нижнем углу экрана появится окно с диагностическим сообщением. Окно исчезнет после нажатия любой клавиши и произойдет завершение работы.

2.6. Если символы введены корректно, то в верхней части экрана появится окно с введенным сообщением, представленным в символь- ной и двоичной форме. Для наглядности коды отдельных символов раз- деляются пробелами (в синхронных системах связи коды следуют "впри- тык" друг за другом без пробелов). Аккуратно спишите символьное и двоичное представления введенного сообщения на развернутый лист в клеточку. Кодовые слова необходимо писать одно под другим так, как это представляется на экране. Учтите, что всего на листе придется раз- местить 50 строк.

2.7. Далее производится демонстрация влияния помех в канале свя- зи на качество принятой информации. С помощью датчика случайных чисел с равномерным законом распределения производится инверти- рование отдельных разрядов в одном из кодовых слов кода МТК-2.

2.7.1. Искаженное сообщение в двоичной и символьной форме по- является в окне, расположенном под окном с эталонным сообщением.

2.7.2. Следуя указанию в нижней части экрана, аккуратно спишите искаженное кодовое слово в следующей строчке под соответствующим словом из эталонной последовательности и нажмите клавишу

< ENTER >

2.7.3. Пп. 2.7.1–2.7.2 будут повторяться, причем возможны совпаде- ния номеров искаженных кодовых слов и разрядов, в силу ограничен- ности диапазона датчика случайных чисел.

2.8. По окончании демонстрации влияния помех в канале связи про- изводится демонстрация и исследование влияния сбоев цикловой синх- ронизации. Производится последовательный сдвиг эталонного сообще- ния на один, два, три, четыре и пять разрядов вправо и влево.

2.8.1. Сообщения с нарушенной синхронизацией появляются в окне, расположенном как и в п. 2.7.1. Действия при фиксации результатов сбоя в цикловой синхронизации, аналогичны рассмотренным в пп. 2.7.1– 2.7.2, за исключением того, что искаженные последовательности следует пере- писывать полностью. Цикловая синхронизация восстанавливается при сдвиге на 5 разрядов, так как первичный код МТК-2 – пятиразрядный.

2.9. По окончании исследования влияния сбоев в цикловой синхро- низации студентам предлагается эксперимент, имитирующий простей- ший способ введения избыточности при передаче данных в канале с однократными ошибками.

2.9.1. В окне в верхней части экрана появляется случайным образом сформированная исходная кодограмма, представленная в двоичной фор- ме, с однократной ошибкой в одном из кодовых слов (1-й прием).

2.9.2. Под кодограммой из п. 2.9.1 появляется исходная кодограмма с однократной ошибкой в другом кодовом слове (2-й прием). Необходимо зафиксировать в черновике обе кодограммы.

2.9.3. В правом нижнем углу экрана появляется окно, в котором пос- ледовательно задаются вопросы о характеристиках получившегося из- быточного кода: коэффициент избыточности, минимальное кодовое рас- стояние, кратности обнаруживаемых и исправляемых ошибок для дан- ного случая.

2.9.4. Необходимо последовательно по мере появления вопросов в окне ввести ответы на эти вопросы.

2.9.5. В случае ошибки при вводе (неверные значения или некоррек- тный формат) в правом нижнем углу экрана появится окно с диагнос- тическим сообщением, которое необходимо проанализировать. Окно ис- чезнет после нажатия любой клавиши.

2.9.6. П. 2.9.4 повторяется до правильного ответа на вопрос.

2.9.7. В случае корректного ввода введенные значения снабжаются комментарием "ВЕРНО!".

2.9.8. Под кодограммой из п. 2.9.2 появится исходная кодограмма с однократной ошибкой в кодовом слове, не совпадающим с искаженны- ми словами из пп. 2.9.1 и 2.9.2 (3-й прием).

2.9.9. Необходимо выполнить действия пп. 2.9.3–2.9.7 для случая трехкратного приема.

2.9.10. По окончании ввода ответов в средней части экрана появит- ся окно с указанием о выполнении мажоритарного декодирования.

2.9.11. Руководствуясь правилом мажоритарного декодирования, не- обходимо ввести правильную кодограмму в двоичном виде. Для нагляд- ности кодовые слова целесообразно отделять друг от друга пробелами.

2.9.12. В случае неправильно выполненного декодирования в пра- вом нижнем углу экрана появится окно с диагностическим сообщени- ем, которое необходимо проанализировать. Окно исчезнет после нажа- тия любой клавиши.

2.9.13. В случае правильно выполненного декодирования в средней части экрана появится окно с комментарием "ВЕРНО!" и декодирован- ной кодограммой в символьной форме.

2.9.14. Пп. 2.9.1–2.9.13 необходимо зафиксировать в черновике.

2.10. На этом выполнение лабораторной работы заканчивается и на экране появится основное меню.

3. ПОРЯДОК ОФОРМЛЕНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

При оформлении отчета следует пользоваться методической разра- боткой "Первичные коды" и [1–5].

1. Поместить в отчете рис. 1.1–1.3 настоящих методических указа- ний и текст, списанный с экрана.

2. По данным распечатки "Искажения отдельных разрядов" осуще- ствить мажоритарное декодирование букв контрольного слова, в кодо- вых словах которых имеются ошибки, последовательно для l = 2, 3, 4, 5 повторений (пример и разд. 5.3.1в [1]).

3. Рассчитать избыточность c кодовых слов при числе повторений

l =1, 2, 3, 4, 5 и построить график зависимости  = f (l).

4. Определить минимальное кодовое расстояние d_min для первичного кода и для повторяющихся кодовых слов (l = 2, 3, 4, 5). Построить гра- фик зависимости d_min = f (l).

5. Определить из логических соображений значения числа обнару- живаемых ошибок g_обнl и числа исправляемых ошибок g_испрl в каждом разряде кодового слова при числе повторений кодовых слов – l = 1, 2, 3,

4, 5 и мажоритарном методе декодирования. На одном графике постро- ить зависимости g_обнl = f (l) и g_испрl = f (l). Вывести формулы, связываю- щие g_обнl и g_испрl с числом повторений l.

Отметим, что выражения (1.7) и (1.9) позволяют определить число обнаруживаемых g_обн и исправляемых g_испр ошибок в пределах одного кодового слова при применении корректирующих кодов, в то время как

g_обнl и g_испрl определяют соответствующее число ошибок в одном разря- де кодового слова. При методе повторений g-кратные ошибки обнару- живаются или исправляются одновременно во всех разрядах повторяю-

щегося l раз кодового слова.

6. Определить значение вероятности p₁ ошибочного приема символа по выборке, представленной в отчете. Поскольку в контрольное слово при имитации воздействия помех вносится всего одна ошибка (иска-

жается один разряд), то

_{p1 } ¹ _,

^bn

где b – число букв в контрольном слове; n – число разрядов кода (для

МТК-2 n = 5).

7. Определить по рассчитанной в п. 6 вероятности p₁ значение веро- ятности p_ош ошибочного приема кодового слова (одной буквы) без по- вторения кодограмм (l = 1).

8. При числе повторений кодовых слов l = 1, 2, 3, 4, 5 определить из логических соображений значение кратности ошибки g_ош, приводящее к ошибочному приему кодового слова, при приеме с инверсией одного

и того же разрядного символа. Найти аналитическое выражение, связы- вающее кратность ошибки g_ош с числом повторений l. Построить гра- фик зависимости g_ош = f (l).

9. Рассчитать вероятность p_g того, что ошибка будет иметь крат- ность не менее g_ош, воспользовавшись данными расчетов пп. 6 и 7. Учесть, что при значениях вероятности ошибочного приема символа p₁

^{< 0,1 (п. 6) вероятность p}_g ^{(формула (90) в [1]) может быть рассчитана}

^{по упрощенной формуле}

_{g g l  g}

C

^pg ^{ C}_l

^p₁ ^{(1  p}₁ ^{) ,}

где

^g – число сочетаний l по g: ^{C g}

 l! / g! ( l  g )!

l

l

Эта формула определяет вероятность точно g_ош-кратной ошибки при l-кратном приеме данного символа. При расчете по этой формуле не учитывается существенно меньшие вероятности ошибок с кратностью

^{большей, чем g}_ош^{, что предусматривается в формуле (90) в [1].}

^{Построить зависимость p}_g ^{= f (l) в логарифмическом масштабе по шка-}

^{ле p}_g ^{(идет вниз от начала координат графика). Расчетные данные свести в}

^{таблицу, в которой указать значения l, g}_ош^{, расчетную формулу для опреде-}

^{ления p}_g ^{при разных l, значения p}_g^{, а также значение p}_ошl ^{из п. 10.}

10. Рассчитать вероятность ошибочного приема p_{ошl, n} кодового сло- ва, состоящего из n разрядов (для МТК-2 n = 5) при l-кратном повторе- нии информации. Построить график зависимости p_{ошl, n} = f (l), восполь-

зовавшись данными, рассчитанными в п. 9. Объяснить причину немо- нотонного уменьшения вероятности p_ош при увеличении l.

^{11. Поместить в отчет рис. 26 из учебного пособия [1] с классифика-}

цией методов синхронизации. Пояснить сущность режима поиска нача- ла циклов по данным эксперимента "Сбой синхронизации".

12. Определить время сохранения синфазности по циклам Т при применении автономного метода синхронизации (время расхождения фазы на один тактовый интервал) при значениях нестабильностей генераторов  =10^–6, 10^–7, 10^–8 и диапазоне скоростей передачи дан- ных В = 50 бод – 5 кбод. Построить график зависимости T = f(B) для трех значений  с логарифмическим масштабом по обеим осям коор- динат (формулы (97)– (100) в [1]).

13. В отчете дать объяснения полученных результатов по каждому пункту.

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Назвать основные причины быстрого развития систем передачи цифровой информации. Какие обстоятельства способствуют этому раз- витию?

2. Охарактеризовать основные особенности цифровой передачи ин- формации.

3. Объяснить разницу между технической и информационной скоро- стью передачи информации. В каких случаях техническая скорость мо- жет быть больше информационной, а в каких меньше?

4. Пояснить принципы преобразования непрерывных сообщений в цифровые. Дать определение теоремы Котельникова и пояснить ее фи- зическую сущность.

5. Нерерывное сообщение с верхней граничной частотой спектра F_в = 5 кГц преобразуется в цифровое и передается с использованием пятиразрядного двоичного кода. При применении синхронного мето-

да передачи определить скорость передачи данных.

6. Закодировать первую букву своей фамилии кодом МТК-2 (Прил. 2). Показать, с использованием временных диаграмм, как будет выглядеть это сообщение при амплитудной, фазовой и частотной модуляциях.

7. Зарисовать временную диаграмму кодированного сообщения сво- их инициалов (имя, фамилия – код МТК-2) при использовании для пе- редачи сообщения одного пятиразрядного слова с двойной модуляцией (АМ–ЧМ, АМ–ФМ, ЧМ–ФМ).

8. Какой код называется первичным? Какой максимальной избыточ- ностью может обладать такой код? Почему для передачи цифровой ин- формации в основном применяется двоичная система счисления?

9. Перечислить основные характеристики кодов, пояснить их физи- ческую сущность. Определить кодовое расстояние для букв А и Я (код МТК-2, Прил. 1) и минимальное кодовое расстояние для первичных полных кодов.

10. Определить избыточность кода с проверкой на четность, корреля- ционного и инверсного кодов и минимальное кодовое расстояние для них.

11. Пояснить необходимость синхронизации и фазирования. Дать клас- сификацию методов синхронизации и фазирования и их сравнительные характеристики.

12. Что понимается под термином "скремблирование"? С какой це- лью оно применяется? Привести примеры кодов, одновременно решаю- щих задачи скремблирования.

13. Дать определение веса кода. Для кода МТК-2 определить число кодовых комбинаций с весом w = 3 и привести общую формулу для расчета числа равновесных кодовых комбинаций для n-разрядного кода. Определить d_min для равновесных кодов с w = 2, 3, 4 и n = 5. Проком-

^{ментировать результат.}

14. Идеальные синхронизаторы связных радиостанций на аэродроме и на самолете (нестабильность  = 0) были сфазированы до вылета са- молета. Определить, на каких дальностях самолета от аэродрома будет в полете нарушена синхронизация при приеме цифровых сообщений со скоростями синхронной связи В = 0,05; 0,5; 5 и 50 кбод, если допусти- мая погрешность синфазности  _доп = 40%.

^{15. Идеальные синхронизаторы береговой и корабельной радиостан-}

ций (нестабильность  = 0) перед выходом корабля в море были сфази- рованы. После выхода в море многократно повторяемым кодом МТК-2 (Прил. 1) позывной корабля "МУЖ" на выходе корабельного демодуля- тора синхронной системы связи стал дешифрироваться словом "ЖАК". Определить, по какой причине и при каком удалении корабля от порта

это произошло, если скорость передачи данных по синхронной системе связи между берегом и кораблем – В = 5 кбод.