книги из ГПНТБ / Перспективные системы передачи, обработки и отображения информации. Вопросы повышения эффективности использования каналов и сетей систем передачи данных

60

Таким образом, с помощью выражения (50) можно определить помехоустойчивость когерентного приемника двоичных сигналов в условиях наличия линейных амплитудно-частотных и фазочастот­ ных искажений. Параметр Уь входящий в выражение (50), для ка­ нала второго рода определяется из условия

В качестве модели канала при проведении эксперимента при­ нималась модель канала первого рода. Амплитудно-частотная ха­ рактеристика линейного четырехполюсника приведена на рис. 4, неравномерность фазочастотной характеристики составляла вели­

чину 2=0,25 рад.

Достаточно хорошее совпадение экспериментальных и расчет­ ных результатов позволяет утверждать, что предложенная методи­ ка может быть использована для инженерных расчетов помехоус­ тойчивости систем связи с учетом наличия линейных искажений.

Зная закон распределения w\(y) на выходе линейной системы, можно определить помехоустойчивость любого другого класса сиг­ налов при различных методах приема. Так, если определена ве­ роятность ошибки параллельного составного сигнала в канале без учета линейных искажений, то с учетом линейных искажений не­ обходимо произвести дополнительное усреднение с учетом закона W\(y), определяемого выражением (39).

61

Если параллельный составной сигнал выбран на основе биортогональных сигналов с параметрами k = m, то вероятность ошибки будет

расчетная, 3 — экспериментальная зависимости вероятности ошиб­ ки параллельного составного сигнала от соотношения сигнал/шум с учетом линейных искажений, зависимость 1 определяет помехо­ устойчивость составного сигнала без учета линейных искажений.

63

64

Г Л А В А II

ОПТИМИЗАЦИЯ СЕТЕЙ И СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

§ 2.1. УПЛОТНЕНИЕ КАНАЛОВ СВЯЗИ

Еще в недалеком прошлом под системой связи понимали лишь совокупность аппаратуры, обеспечивающей передачу информации от источника к ее получателю. Именно эта аппаратура составля­ ла основную долю затрат при создании системы связи. Вопросы распределения информации либо вообще не ставились на повестку дня, либо решались с помощью несложных коммутационных уст­ ройств преимущественно с ручным управлением. Бурное развитие информационных сетей, происшедшее за последнее время, приве­ ло к новым воззрениям на роль устройств распределения инфор­ мации. Подчас эти устройства по своей сложности и стоимости превышают соответствующие показатели систем устройств инфор­ мации, причем эта тенденция непрерывно растет.

Поэтому уже в настоящее время принято разделять систему связи на две основные группы устройств: устройства передачи и устройства распределения информации. К первым относят обычно каналообразующую аппаратуру, абонентские устройства, устрой­ ства кодирования и преобразования сообщений, а ко вторым — аппаратуру оперативной и долговременной кроссовой ком­ мутации, а также устройства управления узлами и сетями связи [1].

Но, как показали исследования, взгляд на перспективы разви­ тия информационных систем с позиций механического деления их на устройства передачи и распределения информации связан с су­ щественным увеличением объема и номенклатуры средств на уз­ лах сети. Еще в 1965 году на это обстоятельство обратил внима­ ние А. Д. Харкевич. Он показал, что, например, в системах с ИКМ можно объединять в одних устройствах функции передачи и рас­ пределения сообщений, назвав такую систему единой (интег­ ральной) системой коммутации и уплотнения 1[2]. Его идея в по-

6Q

следующем была развита в ряде работ советских и зарубежных специалистов [3, 13, 14, 15, 16, 17] и др.

Рассмотрим ряд вопросов теории интегральных систем связи. Если производительность источника информации значительно меньше пропускной способности канала, то требования экономики заставляют искать пути улучшения использования канала. С этой целью канал уплотняют, т. е. используют для передачи нескольких независимых сообщений. В общем случае N каналов могут быть использованы для передачи т сообщений от различных независи­ мых источников. Умелое использование методов уплотнения и объединение каналов при проектировании систем связи позволяет наиболее эффективно использовать пропускную способность кана­ лов, т. е. обеспечить высокую скорость передачи информации при заданной допустимой вероятности ошибок. К сожалению, теория

ются создать стройную и законченную теорию уплотнения, а ста­ вят перед собой более скромную задачу — объединить некоторые идеи... и дать читателю представление хотя бы о стоящих перед

каждый из которых несет информацию о сообщении только одного источника. Такие системы финк предлагает называть разделимыми.

где k — число каналов.

Если представить сигнал k-ro канала в виде

s k (0 = Скф'к(О,

где Фк -- функция переносчика; Ск — мгновенное значение передаваемой функции, то задача

уплотнения сводится к задаче разделения функций переносчика.

Условием линейной независимости, т. е. условием разделимо­ сти сигналов является тождество

С, Ф, -Г С., Ф2 + С3 Ч'з -{------- ь Ck Фк = 0.

Это тождество выполнимо в случае, когда все Ск одновременно равны нулю. Физически это условие выполнимо при условии, что переносчикам различных каналов приданы особые отличи-

тельные признаки. В (5] показано, что условие линейного разделе­

ния выполнимо, если векторы ЧД, 1Г2 .. . ЧД образуют линейно независимое множество, определяемое оператором Грама:

где (Ф['Вк) — скалярное произведение.

Определитель Грама может принимать следующие значения:

— Г{ Чу, ЧД, ЧД,.. .ЧД) = 0, если Ч’,, 'Г.,.. . ЧД линейно зави­ симы:

— Г(Ч\, ЧД, ЧД,.. .ЧД) > 0, если Ф,,Ч', .. . Ч'к линейно незави­ симы или ортогональны.

В последнем случае /(Ч',} равен произведению квадратов норм функций {¥,}. Для ортонормированной системы

/'!'**:! ~ '•

т. е. ортонормированная система всегда линейно независима. Исходя из условия линейной независимости, индивидуальные

переносчики могут быть выбраны

— ортогональными, так что

(Ч^ЧД) - РГДМЧД (/)<//:

ортогональными в усилением смысле:

П*) - J ¥,(W ( t ) d t ;

A

—биортогональными только в одном единственном случае, когда k — 2 и т = 2\

—противоположными (т= 2).

Допустимо применение и произвольного выбора переносчиков

^так в реальных системах ЧРК разнос частот значительно превы-

. 1

шает интервал ортогональности Д = -у,-

По Финку «уплотнение есть не что иное, как одновременное ко­ дирование сообщений нескольких источников, при котором обра­ зуется общий для них сигнал».

68

Существуют такие системы уплотнения, в которых ни переда­ ваемый сигнал, ни его параметры не могут быть представлены в виде суммы индивидуальных сигналов. Их называют нераздели­ мыми или комбинационными. Каждый элемент группового сигна­ ла в такой системе несет информацию о сообщениях k источников. Если каждое из сообщений закодировано кодом с основанием т, то элемент группового сигнала должен иметь тк реализаций, как и в разделимых системах, но выбор этих реализаций здесь относи­

тельно свободен.

Смешанные системы уплотнения (системы с группообразованием) строятся так, что источники разделяются на группы, внутри групп осуществляется комбинационное уплотнение, а полученные

ривать. как непересекающиеся подпространства канальных сигна­

69