Книги и методы для курсовых / Kody_i_ustroystva_pomehoust__kodir
.pdf18.Пояснить сущность синдромного декодирования СК с табличным поиском.
19.Диффузные свёрточные коды (ДФСК): определение, назначение и основные характеристики.
20.Определить параметры ДФСК с r=33% корректирующего tн=2дв.сим., tп=3 дв. сим. и построить функциональную схему ФПСк.
21.По исходным параметрам пункта 9 построить функциональную схему декодера.
22.Вероятностные алгоритмы декодирования СК, их достоинства и недостатки. Пояснить сущность алгоритма декодирования Витерби.
23.Для ССК с R = 1/2, J = 4 и g(x) = l+x+x2+x4 построить функциональную схему декодера при квантовании выходных сигналов демодулятора ДФМ на восемь уровней.
24.Для ССК с R == 1/2, J = 4 и Q = 8 определить величину порога ПAB и арифметическую сумму Sap синдромной последовательности, если ошибочно был принят только один старший информационный символ и который находится в восьмой зоне квантования .
25.Пояснить сущность последовательного алгоритма декодирования СК. Достоинства и недостатки данного алгоритма декодирования.
26.Назначение и принцип построения кодемов .
27.Пояснить общий принцип построения сигнально-кодовых конструкций.
ЛИТЕРАТУРА
1.Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ./Под ред. Р.Л. Добрушина и С.И. Самойленко. – М.: Мир, 1976
2.Касами Т., Токуда И., Ивадари Е. и др. Теория кодирования: Пер. с яп./Под ред. Б.С. Цыбакова и С.Н. Гелфанда. – М.: Мир, 1978
3.Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки: Пер с анг./Под ред. К.Ш. Зигангирова. – М.: Мир,1987
4.Мак-Вильямс Ф.Дж., Слоэн Н.Дж.А. Теория кодов, исправляющих ошибки: Пер с анг. – М.: Связь, 1979
5.Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов: Пер. с
анг. – М.: Мир, 1989
6.Курош А.Г. Курс высшей алгебры. – М.: Высш. шк.,1979
7.Муттер В.М. Основы помехоустойчивой телепередачи информации. – Л.: Энергоатомиздат, 1980
8.Огнев И.В., Сарычев К.Ф. Надежность запоминающих устройств. – М.: Радио и связь, 1988
9.Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры: Уч. пособие.
–М.: Высш. шк., 1989
10.Статистическая теория связи и её практические приложения/Под ред. Б.Р. Левитана. – М.: Связь, 1979
11.Возенкрафт Дж., Джекобс И. Теоретические основы техники связи. – М.:
Мир, 1969
12.Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации. – М.: Сов. Радио,
1976
13. Зайдлер Е. Системы передачи дискретной информации: Пер. с польск./Под ред. Б.Р. Левина. – М.: Связь, 1977
14.Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. – М.: Радио
исвязь, 1982
15.Королев А.И. Модифицированные алгоритмы порогового декодирования сверточных кодов. – Мн.: Бестпринт, 1997
16.Золоторев В.В. Эффективные многопороговые алгоритмы декодирования. (Препринт). – М.: АН СССР, 1981
Приложение 1 П1. КАНАЛ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ,
СТРУКТУРА, ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА И МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
Канал передачи данных (КПД) представляет собой совокупность технических средств, среды передачи информации, коммутационного оборудования, математического и программного обеспечения, на основе которого обеспечивается взаимодействие технических средств канала и доставка информации от источника к получателю с заданной скоростью, достоверностью и в установленное время.
Структурная электрическая схема канала передачи данных представлена на рис. П1.1
|
|
КО |
|
|
|
|
Вх |
F(x) |
S(t) |
|
S’(x) |
F’(x) |
Вых |
Ко- |
Модуля- |
Среда |
пере- |
Демодулятор |
|
Деко- |
дер |
дачи |
|
|
|
дер |
|
Q(x) |
|
Непрерывный канал связи |
|
Q(x) |
||
|
|
|
|
|||
|
|
Дискретный канал связи |
|
|
|
|
|
|
Канал передачи данных |
|
|
|
|
Рис. П1.1.Структурная электрическая схема канала передачи данных
Функциональными элементами КПД являются: непрерывный канал связи, включающего в себя среду передачи информации и коммутационное оборудования (КО), дискретный канал связи, состоящего из непрерывного канала связи, модулятора (М) и демодулятора (ДМ). Собственно КПД включает
оборудование от входа кодера канала (КК) до выхода декодера канала (ДК).
Косновным параметрам КПД относятся:
1)АЧХ – амплитудно-частотная характеристика канала, представляющая собой зависимость коэффициента усиления канала от частоты. На практике оценка АЧХ производится чаще всего коэффициентом остаточного
затухания |
a ч = |
1 |
æ Pвх |
ö |
, где Рвх |
и Рвых – мощности сигнала соответственно на |
|
|
Lnç |
|
÷ |
||||
2 |
P |
||||||
|
|
|
ç |
|
÷ |
|
|
|
|
|
è |
вых ø |
|
|
|
входе и выходе Канада связи в условиях согласованного включения канала связи. Условно зависимость АЧХ от частоты, Рвх / Рвых, скорости передачи информации и типа модуляции можно представить в виде следующей диаграммы (рис П1.2)
ач, дБ
–– ач -–к
300 600 800 1000 |
1600 |
2700 |
3100 |
f, кГц |
Рис. П1.2. Амплитудно-частотная характеристика канала связи
Коэффициент остаточного затухания, полученный при реальных испытаниях, может быть рассчитан по формуле
|
|
1 |
|
æ |
P вх |
ö |
|
1 |
|
æ |
P вых |
ö |
|
(P' вх - P' вых |
), |
a ч |
= |
|
Ln |
ç |
|
÷ |
- |
|
Ln |
ç |
|
÷ |
= |
||
2 |
ç |
P о |
÷ |
2 |
ç |
P о |
÷ |
||||||||
|
|
|
è |
ø |
|
|
è |
ø |
|
|
|
где Р'вх и Р'вых – значения измеренных уровней сигнала соответственно на выходе и входе канала.
Неравномерность АЧХ приводит к амплитудным искажениям формы передаваемого сигнала (что особенно важно учитывать при передаче речи, изображения и т.д.) и к искажению (ослаблению) некоторых спектральных составляющих полезного сигнала, что приводит к увеличению вероятности ошибок. Следовательно, необходимо обеспечить линейность АЧХ. Эффективным
методом улучшения линейности АЧХ является коррекция АЧХ путем включения выравнивателей и введения предыскажения сигнала на передающей стороне, а также повышение технологии производства аппаратуры передачи данных.
2) ФЧХ – фазо-частотная характеристика канала представляет собой зависимость фазы передаваемого сигнала от частоты. Искажения формы передаваемого сигнала при отклонении ФЧХ от нормы связано с нелинейностью ФЧХ канала.
На рис. П1.3 представлены эпюры АЧХ, ФЧХ и F для полосового фильтра канала связи.
K(ω) |
a(ω) |
b(ω) |
|
|
|
|
|
|
f |
ωc1 |
ωc2 |
ω |
ωc1 |
ωc2 |
ω |
Для идеального ПФ |
Аппроксимированное АЧХ ПФ |
Фазовая характеристика ПФ |
|||||||||
|
|||||||||||
Рис. П1.3. АЧХ, ФЧХ и Fк канала связи, представленного в виде |
|||||||||||
|
полосового фильтра: |
|
|
|
|
|
|||||
в(ω) – фазовая постоянная ПФ; |
|
|
|
|
|
||||||
a01 - рабочее затухание ПФ. |
|
|
|
|
|
||||||
Так как практически измерить в(ω) |
трудно, то на практике чаще всего |
||||||||||
измеряют групповое время замедления (ГВЗ), обозначаемое как |
|||||||||||
τ = |
db |
= |
2.5 |
* ( |
a 01 * ωc1 |
+ |
a 02 |
* ωc2 |
) |
, сек |
|
|
|
|
ωc2 |
|
|||||||
|
dω |
π |
ω2 − ω 2 c1 |
2 |
− ω 2 |
|
|||||
Для реальных систем связи важным является значение не абсолютной величины ГВЗ, а её неравномерность, определяемое как
τн = τ − τmin ≈ 0.8*( |
1 |
+ |
1 |
+ |
4 |
). |
|
f − fc1 |
fc2 − f |
fc2 − fc1 |
|||||
|
|
|
|
Неравномерность ГВЗ нормируется и для различных типов канала связи и скорости передачи информации лежит в интервале tн=(50...2) нс.. Так для КТЧ при В=10Кбит/с tн=8 нс, а для спутникового канала связи с DF=35МГц и В=34,368
Мбит/с tн=2 нс.
Так как нелинейность ФЧХ влияет на достоверность передачи информации, то используют определённые методы по улучшению ФЧХ из которых наиболее эффективными являются: включение фазовых корректоров, формирование формы (спектра) передаваемого сигнала, обеспечивающего минимальные искажения, использование помехоустойчивых методов модуляции, повышение уровня
технологии производства аппаратуры передачи данных и др.;
P
3) C = Fk × Log 2 (1 + Pc ) - пропускная способность частотно-ограниченного
ш
канала связи;
4) |
B = |
I(U c :Up ) |
бит/с– скорость передачи информации: I (U c :U p ) |
– |
|
Tc |
|||||
|
|
|
|
количество информации, заключенной в сигнале на выходе канала относительно информации на его входе, Тк – длительность сигнала;
|
|
B |
|
|
-1 |
|
||
5) |
γ = |
|
|
|
, |
бит×с /Гц– удельная скорость |
передачи информации, т.е. |
|
F |
||||||||
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
количество информации, передаваемой в полосе один Герц |
||||||||
6) Тк – время занятия канала |
|
|||||||
7) |
Дк = |
U max |
- динамический уровень сигналов, передаваемых по каналу; |
|||||
|
||||||||
|
|
|
Umin |
|
|
|
|
|
8) |
vk =2×Tc × |
Fk база канала связи; |
|
|||||
9) |
Vk = Tc × |
|
F × Д k - емкость канала связи, где |
F- полоса прозрачности канала |
||||
связи; |
|
|
|
|
|
|
|
|
10) производные параметры канала:
β*γ-параметр, устанавливающий связь энергетической и частотной эффективности использования канала связи, где
β = |
1 |
= |
Bc * Bk |
- коэффициент энергетической эффективности канала |
|
Eb * N 0 |
Eb * No |
||||
|
|
|
передачи данных при допустимых значениях удельной скорости передачи информации и вероятности ошибочного приема информации,
Bc=B*T - скорость передачи информации, определяемая видом модуляции, Bк=1B−cR - скорость передачи информации с учетом введения избыточного
(помехоустойчивого) кодирования,
Еb=Pc*T*Bк- энергия сигнала, приходящаяся на один бит передаваемой информации,
N0- спектральная мощность шумов,
γk = |
Bc * Bk |
- удельная скорость передачи информации с учетом |
|
||
|
T * F |
|
|
k |
|
помехоустойчивого кодирования; R=к/n - скорость передачи кода.
Чем больше β*γ, тем эффективнее используется канал связи и система передачи данных.
Кроме того, к производным параметрам канала связи относятся: L=φ(B,fн,Рс/Рш, вид модуляции и т.д.) –дальность действия;
ЭМС=φ(Рс/Рш, вид модуляции, тип антенн и др.) – коэффициент электромагнитной совместимости; ЭкС=φ(элементная база, технология производства, тип канала связи, Рош.доп, R и т.д.) – коэффициент эксплуатационной стоимости и т.д.
Производные параметры канала связи можно объединить одним общим
n
параметром Q = åλi *αi ,
i=1
где n – число учитываемых параметров канала связи, λi – относительный вес параметра,
αi- относительное значение параметра.
Знание сущности основных параметров канала связи обеспечивает разработчику системы связи возможность технически правильно выбрать и обосновать способ повышения верности передачи информации.
|
|
|
|
|
|
Приложение 2 |
|
|
П2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ |
||||||
|
|
ТРАКТОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ |
|
||||
|
П2.1. Структура тракта передачи данных, понятия оптимальной и |
||||||
|
|
реальной помехоустойчивости тракта передачи данных |
|||||
|
В соответствии с [8..10] структурная электрическая схема тракта передачи |
||||||
данных (ТПД) с классификацией каналов связи и их функциональных блоков |
|||||||
представлена на рис. П 2.1. |
|
) |
) |
|
|||
ai |
ak |
S(t) |
η(t) |
Z(t) |
|
||
ak |
ai |
|
|||||
ИИ |
КК |
MOD |
Непрерывный канал |
DEMOD |
ДКУ |
Получ. |
|
|
|
(УПС) |
связи (среда ПИ) |
|
(УПС) |
|
Инф. |
|
|
|
Дискретный канал связи |
|
|
|
|
|
|
|
Непрерывный канал связи |
|
|
|
|
|
|
|
Тракт передачи данных |
|
|
|
|
Рис. П2.1. Структурная электрическая схема тракта передачи данных |
|
||||||
ИИ – источник информации, КК – кодер канала, MOD(УПС) – модулятор или устройство преобразования сигналов, среда ПИ – среда передачи информации, DEMOD – демодулятор, ДКУ – декодирующее устройство, Получ. Инф. – получатель информации.
Помехоустойчивость – это способность ТПД (чаще всего приемной части) противостоять воздействию помех, обеспечивая заданную достоверность передачи информации или допускаемую вероятность ошибочного приема информации.
Количественно помехоустойчивость оценивается двумя параметрами: Рош.дв.сим. – вероятность ошибочного приема двоичного символа (бита) D=1/Р – достоверность передачи двоичного символа (бита).