книги из ГПНТБ / Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений

Разряд пли символ кода — одна двоичная цифра (О или 1), входящая в кодовое слово. Так, например,

то можно воздействовать (модулировать) на следующие параметры: амплитуду С, частоту оз и начальную фазу ф, что приводит соответственно к амплитудной ( A M ) , ча­ стотной (Ч,М) и фазовой (ФМ) модуляциям.

20

Когда 'Переносчиком является периодическая после* довательность импульсов прямоугольной формы, то мо­ дулируемыми параметрами являются: амплитуда, ши­ рина, частота следования и фаза импульсов. Это позво­ ляет получить основные четыре вида импульсной моду­ ляции: амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), ши- ротно-импульсную модуляцию ( Ш И М ) , частотно-им­ пульсную модуляцию (ЧИМ) и фазо-импульсную ( Ф И М ) . При кодировании сообщения двоичным кодом модули­ руемый параметр* должен принимать лишь два значе­ ния: одно, соответствующее передаче нуля, другое — единицы.

На рис. 1.5 приведены структуры сигналов при пере­ даче кодового слова 10110 переменным током посредст­ вом амплитудной, частотной и фазовой модуляций.

т ' I 7 . 0

AM

U

М

U

<РМ\

Рис. 1.5. Форма сигнала при модуляции различных видов

Все виды модуляции используются для передачи дис­ кретных сообщений. Выбор вида модуляции обусловли­ вается типом информационного канала, используемого для передачи сообщений, требованиями, предъявляемы­ ми к помехоустойчивости системы связи, и технико-эко­ номическими соображениями (подробнее о видах моду­ ляции, способах формирования модулированных сигна­ лов и их демодуляции см. в гл. 4).

21

Рассмотрим процесс передачи сообщений, пользуясь структурной схемой дискретной системы связи, пред­ ставленной на рис. 1.6. Поступающий на вход кодирую­ щего устройства код сообщения преобразуется в код сиг­ нала (кодовое слово). Посредством электрического сиг-

Передотчик Приемник

Рас. 1.6. Структурная схема дискретной системы связи

нала, формируемого модулятором, кодовое слово пере­ дается по каналу связи на приемную станцию. В резуль­ тате демодуляции из принятого сигнала выделяется пе­ реданное кодовое слово, которое декодирующим устрой­ ством преобразуется в код сообщения, выдаваемый по­ лучателю.

должна обладать помехоустойчивостью, т. е. способ­ ностью восстанавливать с достаточной верностью пере­ данное сообщение при приеме сигнала, искаженного по­ мехой. При передаче непрерывных сообщений, даже при отсутствии линейных помех, принятое сообщение, вслед­ ствие аппаратурных искажений, никогда точно не бу­ дет соответствовать переданному. Поэтому на практике непрерывное сообщение считается принятым правильно, если его амплитудные, частотные и фазовые отклонения не превышают установленных норм. -При передаче дис­ кретных сообщений на приеме регистрируется последо­ вательность импульсов, составляющая кодовое слово пе­ редаваемого символа. Если все разряды кодового слова регистрируются правильно, то после декодирования при­ нятое сообщение (символ) будет точно соответствовать переданному. Если же в результате воздействия помех принятое кодовое слово не будет соответствовать пере­ данному, то получателю с выхода декодирующего уст­ ройства при простом кодировании (см. гл. 6) выдается искаженное сообщение.

22

Для оценки качества передачи дискретных сообще­ ний (степени безыскаженного приема), обеспечиваемого системой связи, пользуются понятием достоверность, ко­ торая определяется (измеряется) отношением числа правильно принятых символов к общему числу передан­ ных символов за измеренный промежуток времени.

На практике чаще пользуются понятием потеря до­ стоверности г\ош, которая оценивается частостью оши­ бок, т. е. отношением числа неправильно принятых сим­

с незначительными отклонениями к некоторой средней величине, которая при достаточно большом числе сеан­ сов и стационарности канала связи практически не от­ личается от вероятности появления ошибок в отдель­ ном сеансе. С учетом этого условия выражение для ве­ роятности ошибки можно записать в виде

ма важной характеристикой дискретной системы связи, так как позволяет заранее определить ожидаемую час­ тость ошибок в принимаемых сообщениях, что особенно важно при проектировании систем передачи данных, со­ прягаемых с ЭВМ . Различные потребители предъявляют разные требования к достоверности дискретных сообще­ ний, передаваемых по каналам связи. Одних удовлетво­ ряет потеря достоверности (на разряд) не хуже 10~3, других — не хуже 10~8. Так как величина 'потери досто­ верности в значительной мере определяется характери­ стиками линии связи, по которой ведется передача сооб­ щений, то в аппаратуре передачи дискретных сообще­ нии, рассчитанной для работы по каналам связи с по-

23

рой в одну секунду передается единичный интервал. Та­ кая единица называется бодом. Измеряется скорость мо­ дуляции количеством единичных интервалов, передавае­ мых за 1 с, п обозначается буквой В. Так как продол­ жительность единичного интервала равна то, с, то В=1/то, бод. Зная продолжительность единичного интер­

Скорость модуляции В является весьма важным па­ раметром дискретной системы связи. Однако она не оп­

количество сведений, которое может быть передано по системе в единицу времени. Современная теория связи устанавливает универсальную меру для количества све­ дений, содержащихся в передаваемом сообщении, неза­

симо с вероятностями ро и pi соответственно, то коли­

не может характеризовать объем передаваемой инфор­ мации по каналу связи, так как не учитывает 'структуры

24

Таким образом, объемом сообщения называется ко­ личество двоичных символов, которыми описывается это сообщение при выбранном или типовом способе коди­

кретных систем связи измеряется числом бит, передан­ ных за одну секунду. Если бы все единичные элементы, передаваемые системой за секунду, были информацион­ ными, то производительность системы в битах численно равнялось бы скорости модуляции в бодах. Однако в любой системе связи наряду с информационными пере­ даются и служебные элементы. Поэтому производитель­ ность в битах всегда меньше скорости модуляции в бодах.

Для оценки эффективности использования скорости модуляции различными дискретными системами связи пользуются 'коэффициентом Л, определяемым отноше­

всех заданных функций. Надежность системы характери­ зуется средним временем наработки на отказ Тп и сред­ ним временем восстановления после отказа ТросПоня­ тие «отказ» системы связи включает не только прекра­ щение функционирования системы из-за выхода из строя ее отдельных элементов, но и наступление такого со­ стояния, при котором системой ие обеспечивается выпол­ нение ряда функций, например, невыполнение, хотя бы однократное, такого требования, как передача за любой интервал времени информации, содержащей бит.

Для обеспечения высоких требований, предъявляемых к системам передачи данных по надежности, необходимо при разработке аппаратуры применять надежные эле­ менты, а при проектировании систем резервировать ап­ паратуру и каналы связи.

Рассмотрим некоторые варианты построения систем передачи дискретных сообщений. В наиболее общем ви­ де структурная схема системы передачи дискретных со­ общений (СПДС) представлена на рис. 1.7. В качестве источника, вырабатывающего предназначенные для пе­ редачи сообщения (ИС), могут использоваться телеграф-

25

кретных сообщений (АПДС) подаются сформированны­ ми определенным образом: в виде кодовых слов опреде­ ленной длины, вводимых поразрядно (последовательно) или пословно (параллельно) с установленной скоростью ввода. С целью обеспечения возможности передачи си­ стемой связи сообщений, формируемых различными ис­ точниками, на входе АПДС устанавливается аппаратура сопряжения (АС), которая является составной частью источника.

С выхода АС сообщения в виде кодовых слов опреде­ ленной длины и в соответствии с принятым для данной аппаратуры алгоритмом обмена поступают на вход пе­ редающей части устройства защиты от ошибок (УЗО) * ) . Требуемая величина достоверности передаваемой инфор­ мации обеспечивается совместной работой передающей и

сигнал и согласование выходных параметров передаю­

26

обходимость применения УПС обусловливается тем, что для передачи дискретных сообщений используются не только телеграфные каналы, ие требующие преобразова­ ния импульсов постоянного тока в модулированный сиг­

верностью. При использовании для передачи сообщений

в бодах и предназначен для передачи и приема дискрет­ ных сообщений.

Для обеспечения высоких требований по надежности,

СПДС

Рис. 1.8. Структурная схема двухканального тракта передачи дискретных сообщений

структурная схема СПДС, в которой для повышения надежности используются два канала передачи дискрет­ ных сообщений, работающие параллельно. Передача и прием информации по двум или более параллельно рабо­ тающим каналам обеспечиваются с помощью группового устройства (ГУ). Передающая часть ГУ служит для пе­ редачи информации, поступающей от АС, параллельно по двум каналам ПДС . На приемной стороне ГУ анали-

зирует сообщения, поступающие с каждого канала ПДС, сопоставляет друг с другом соответствующие кодовые слова, устанавливает совместно с УЗО наличие в них ошибочно принятых символов и выдает получателю или только правильно принятые сообщения, или принятые е искажениями, сопровождая последние выдачей сигнала «ошибка». Алгоритмы работы ГУ рассмотрены в гл. 8.

§ 1.4. К Л А С С И Ф И К А Ц И Я Д И С К Р Е Т Н Ы Х СИСТЕМ СВЯЗИ

В современных дискретных системах связи (ДСС) сообщения передаются по каналам связи с постоянной скоростью в бод. При этом последовательность переда­ ваемых УПС в канал связи символов (разрядов) форми­ руется передатчиком УЗО посредством циклически рабо­ тающего устройства, называемого распределителем. Чис­ ло разрядов сообщения, передаваемых за один цикл ра­

вать как одно, так и несколько кодовых слов, поступаю­ щих от источника сообщений. Для правильного приема передаваемых за один цикл кодовых слов необходимо, во-первых, чтобы продолжительность циклов приема и

подготавливаются к передаче посредством фиксации в накопительных устройствах, а затем со скоростью моду­ ляции В бод подаются на вход канала связи. Непрерыв­ ность передачи символов в канал связи обеспечивается тем, что в течение л-го цикла передачи подготавливают­ ся все кодовые слова, подлежащие передаче в течение (п+\)-го цикла. В тех случаях, когда поступление сооб-

2э

щений от источника прекращается, в течение очередного цикла передается последовательность символов, характе­ ризующая режим покоя. На приеме эта последователь­ ность символов обрабатывается и используется для под­ держания фазы приемного распределителя, и потребите­ лю сообщений не выдается.

Сигналы, с помощью которых передаваемые (прини­ маемые) кодовые слова обрабатываются и преобразуют­

относительно другой на часть периода следования. Фор­ мирование тактовых импульсов, а также других сигна­ лов управления осуществляется генератором управляю­ щих импульсов ( Г У Н ) .

Таким образом, неотъемлемой частью аппаратуры лю­ бой синхронной ДСС, помимо модулятора и демодулято­ ра, являются генератор управляющих импульсов, распре­ делители и фазирующее устройство.

Дискретные системы связи можно классифицировать по следующим наиболее характерным признакам: виду передаваемых сообщений, скорости передачи, способу поддержания синфазности распределителей, числу кана­ лов ПДС и виду используемых элементов.

По виду передаваемых сообщений дискретные систе­ мы связи делятся на системы передачи данных и систе­ мы передачи текста. К первым относятся все системы пе­ редачи дискретных сообщений, в которых кодовые сло­ ва формируются как правило, автоматическим источни­ ком сообщений, а сообщения, вводимые в СПДС в виде блоков, содержащих определенное количество символов, обычно представляют собой совокупность нескольких ко­ довых слов. К системам передачи текста относятся все системы передачи дискретных сообщений, в которые .ин­ формация от источника поступает в виде т-разрядных кодовых слов, каждое из которых соответствует опреде­ ленному знаку алфавитно-цифрового текста.

скоростные и высокоскоростные. К низкоскоростным от­ носятся системы, в которых передача информации, как

29