
- •Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им.Проф. М.А. Бонч-Бруевича в.М. Охорзин
- •Санкт-Петербург
- •Тема 1. Основные понятия и определения в области пдс
- •1.1.Дискретность
- •Соответствующие виды сигналов:
- •1.2.Модуляция
- •1.3.Кодирование
- •1.4.Упрощенная структурная схема аппаратуры пдс.
- •Модулятор – устройство, осуществляющее модуляцию. Демодулятор осуществляет обратное преобразование. Совокупность модулятора и демодулятора образует модем.
- •1.5. Основные параметры и характеристики системы пдс
- •Тема 2. Системные характеристики систем передачи дискретных сообщений 2.1 Понятие об эталонной модели взаимодействия открытых систем
- •2.2. Понятие о телеуслугах
- •2.3 Первичные коды в системах пдс
- •2.3.1. Телеграфные коды
- •2.3.2. Коды для передачи данных
- •Тема 3. Основные характеристики уровня дискретногоканаласистем пдс
- •3.1. Понятие об искажениях дискретных сигналов
- •3.1.1. Классификация искажений
- •3.1.2.Характеристические краевые искажения
- •3.1.3 Краевые искажения типа преобладаний
- •3.1.4.Случайные искажения
- •3.2.Понятие о методах регистрации дискретных сигналов
- •3.2.1.Метод стробирования
- •3.2.2. Интегральный метод
- •Интегрирование в промежутке, меньшем длительности элементарной посылки
- •3.3 Оценка эффективности методов регистрации
- •3.3.1.Распределение краевых искажений
- •3.3.2. Распределение дроблений
- •3.3.3. Расчет вероятности ошибки при краевых искажениях
- •3.3.4.Расчет вероятности ошибки при дроблениях
- •3.4.Модели дискретных каналов
- •3.4.1.Поток ошибок в дискретном канале
- •3.4.2.Методы выявления и исследования последовательностей ошибок
- •3.4.3 Основные закономерности распределения ошибок в реальных каналах связи
- •3.4.4 Математические модели дискретных каналов с группированием ошибок
- •А. Модель неоднородного канала.
- •Б. Двухпараметрическая модель дискретного канала
- •Тема 4. Устройство синхронизации по элементам (усп).
- •4.1.Назначение и классификация
- •Основные элементы устройства , реализующего фапч:
- •4.2. Необходимость поэлементной синхронизации . Расчет времени удержания синхронизма.
- •4.3.Схема фапч с дискретным управлением.
- •4.4.Основные характеристики системы фапч.
- •Тема 5. Линейные (n,k)-коды
- •5.1. Определение помехоустойчивых кодов и их общие характеристики
- •5.1.1. Принципы построения помехоустойчивых кодов
- •5.1.2. Основные характеристики помехоустойчивых кодов
- •5.1.3 Классификация помехоустойчивых кодов
- •5.1.4.Граничные соотношения между характеристиками помехоустойчивых кодов
- •5.1.5.Задачи
- •5.2. Групповые коды и способы их описания
- •5.2.1. Основные алгебраические системы, используемые в теории кодирования
- •5.2.2. Способы представления кодовых комбинаций
- •5.2.3. Определение группового кода
- •5.2.4. Матричное описание групповых кодов
- •5.2.5. Задачи
- •5.3. Другие свойства групповых кодов
- •5.3.1. Корректирующие свойства групповых кодов
- •5.3.2. Процедуры кодирования и декодирования для группового кода
- •5.3.3. Укорочение кода
- •5.3.4. Оценка эффективности групповых кодов
- •5.3.5. Смежно-групповые коды
- •5.3.6. Задачи
- •5.4. Примеры групповых кодов
- •5.4.1. Коды с единственной проверкой на четность
- •5.4.2. Коды Хэмминга
- •5.4.3. Итеративные коды.
- •5.4.4 Задачи
- •Тема 6. Двоичные циклические (n,k) - коды
- •6.1. Основные алгебраические системы, используемые в теории кодирования.
- •6.2. Определение циклического кода
- •6.3. Построение порождающей и проверочной матриц циклических кодов.
- •6.4. Коды Боуза-Чоудхури-Хоквингема (бчх).
- •6.5. Выбор порождающего многочлена для кода бчх
- •6.6. Эффективность двоичных кодов бчх
- •6.6.1. Задачи
- •6.7. Кодирующие и декодирующие устройства циклических кодов
- •6.7.1 Процедура кодирования и декодирования для циклических кодов
- •6.7.2. Линейные переключательные схемы, используемые в кодирующих и декодирующих устройствах циклических кодов
- •6.7.3. Схемы кодирующих устройств циклических кодов
- •6.7.4. Декодирующие устройства циклических кодов
- •6.7.5. Задачи
- •Тема 7. Коды Рида- Соломона (рс)
- •7.1. Определение и основные свойства
- •Пример 7.1
- •Пример 7.2
- •7.1.1. Расширенные рс-коды
- •Пример 7.3
- •7.1.2. Укороченные рс-коды
- •7.1.3. Отображение рс-кодов над gf(2m) на двоичные коды
- •7.1.4. Способы кодирования и декодирования рс-кодов
- •1. Многочлен локаторов ошибок:
- •2.Синдромный многочлен
- •3. Многочлен значений ошибок
- •7.2. Быстрое декодирование кодов бчх
- •7.2.1. Ключевое уравнение
- •7.2.2. Решение ключевого уравнения
- •7.2.3. Примеры решения ключевого уравнения
- •7.3.Кодирование на основе решения ключевого уравнения
- •7.4.Задачи
- •Тема 8. Непрерывные коды
- •8.1. Сверточное кодирование
- •8.2. Представление сверточного кодера
- •8.2.1. Представление связи
- •8.2.1.1. Реакция кодера на импульсное возмущение
- •8.2.1.2. Полиномиальное представление
- •8.2.2. Представление состояния и диаграмма состояний
- •8.2.3. Древовидные диаграммы
- •8.2.4. Решетчатая диаграмма
- •8.3. Формулировка задачи сверточного декодирования
- •8.3.1. Алгоритм сверточного декодирования Витерби
- •8.3.2. Пример сверточного декодирования Витерби
- •8.4. Декодирование с мягким решением
- •8.4.1. Модель канала с абгш
- •2.1.2. Передача двоичных сигналов по каналам с абгш
- •2.1.3. Алгоритм Витерби с Евклидовой метрикой
- •8.5. Связь с блоковыми кодами
- •8.5.1. Терминированная конструкция (нулевой хвост)
- •8.5.2. Усеченная конструкция (direct truncation)
- •8.5.3. Кольцевая (циклическая или циклически замкнутая) (tail-biting) конструкция
- •8.5.4. Распределение весов
- •8.6. Модифицированный граф состояний
- •8.7. Решение задач
- •8.7.1. Задачи
- •8.7.2. Решение
- •8.3.2.1. Процедура сложения, сравнения и выбора
- •8.3.2.2. Вид процедуры сложения, сравнения и выбора на решетке
- •8.3.3. Память путей и синхронизация
- •8.4. Свойства сверточных кодов
- •8.4.1. Пространственные характеристики сверточных кодов
- •8.4.1.1. Возможности сверточного кода в коррекции ошибок
- •8.4.2. Систематические и несистематические сверточные коды
- •8.4.3. Распространение катастрофических ошибок в сверточных кодах
- •8.4.4. Границы рабочих характеристик сверточных кодов
- •8.4.5. Эффективность кодирования
- •8.4.6. Наиболее известные сверточные коды
- •8.5. Задачи
- •Тема 9. Некоторые специальные классы кодов. Составные коды
- •9.1. Коды для исправления пачек ошибок
- •9.2. Коды на основе последовательностей максимальной длины
- •9.3. Коды для асимметричных каналов
- •9.3.1. Коды с постоянным весом
- •9.3.2. Коды Бергера
- •9.4 Каскадные коды
- •9.4.1. Принципы построения каскадных кодов
- •9.4.2. Режимы использования каскадных кодов
- •9.4.3. Построение двоичных каскадных кодов на основе кодов Рида–Соломона и Боуза–Чоудхури–Хоквингема
- •Пример 9.2.
- •Пример 9.3.
- •9.5. Задачи
- •Тема 10. Цикловая синхронизация
- •10.1 Назначение и классификация способов цикловой синхронизации
- •10.2. Способ установки фазы приемного распределителя путем сдвига.
- •10.3. Способ мгновенной установки фазы
- •10.3.1. Маркерный способ цикловой синхронизации на основе синхронизирующих кодовых последовательностей
- •10.4 . Способ выделения сигнала фазового запуска по зачетному отрезку
- •Тема 11. Системные методы защиты от ошибок без обратной связи
- •11.1. Классификация и основные характеристики систем повышения достоверности
- •11.1.1. Теоретические основы системных методов защиты от ошибок
- •11.1.2. Классификация системных методов защиты от ошибок
- •11.1.3 .Основные параметры и характеристики систем повышения достоверности
- •11.2. Методы повышения достоверности в однонаправленных системах
- •11.2.1.Однонаправленные системы с многократным повторением сообщений
- •11.2.2.Однонаправленные системы с исправляющим ошибки кодом
- •11.2.3.Однонаправленные системы с исправлением стираний
- •11.3. Задачи
- •Тема 12. Системные методы защиты от ошибок с обратной связью
- •12.1. Системы повышения достоверности с решающей обратной связью с непрерывной последовательной передачей сообщений и блокировкой (рос-пПбл).Общие положения
- •12.2. Описание работы системы рос-пПбл
- •12.3. Режим переспроса
- •12.4. Расчет параметров системы рос-пПбл Относительная скорость передачи
- •Расчет вероятности ошибок на выходе системы
- •12.5. Рекомендации по выбору оптимального кода
- •Охарактеризуем поток ошибок, пропущенных в приемник сообщений средней вероятностью ошибки на бит, равной и показателем группирования ошибок.
- •12.6. Выбор порождающего многочлена
- •12.7. Задачи
- •Приложение 1. Коды бчх
- •Приложение 4
- •Список использованных источников
- •Предметный указатель
- •Тема 1. Основные понятия и определения в области пдс………………..……....2
- •Тема 2. Системные характеристики систем передачи дискретных сообще……...11
- •Тема 3. Основные характеристики уровня дискретного канала пдс…………………21
- •Тема 4. Устройство синхронизации по элементам (усп)…………………………...50
- •Тема 5. Линейные (n,k)-коды…….………………………………………………………..54
- •Тема 6. Двоичные циклические (n,k) – коды…………………………………… …….105
- •Тема 7. Коды Рида- Соломона (рс)…………………………………………..………..165
- •7.1.3. Отображение рс-кодов над gf(2m) на двоичные коды…………………….170
- •Тема 8. Непрерывные коды……………………………………………..………………..185
- •Тема 9. Некоторые специальные классы кодов. Составные коды………………..……210
- •9.4.1. Принципы построения каскадных кодов…………………………………………………215
- •9.4.2. Режимы использования каскадных кодов……………………………………………….218
- •9.4.3. Построение двоичных каскадных кодов на основе кодов Рида–Соломона и Боуза–Чоудхури–Хоквингема………………..……………………………………………….…219
- •Тема 11. Системные методы защиты от ошибок без обратной связи………………..……234
- •Тема 12. Системные методы защиты от ошибок с обратной связью…..…………….244
Какую работу нужно написать?
2.2. Понятие о телеуслугах
Сети связи, в том числе и СДЭС, создаются для реализации телеуслуг.
Телеуслуга– это самостоятельное коммерческое приложение в области электросвязи.
По классификации международного союза электросвязи (МСЭ), соприемника Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ) телеуслуги подразделяются на 2 типа:
опорные телеуслуги, создаваемые в интересах построения самой сети исобственно телеуслуги, реализующие спрос пользователей самой сети. Далее будем говорить только о, собственно телеуслугах. Они в свою очередь подразделяются наинтерактивныеираспределенные. Интерактивные телеуслуги предполагают активное равноправное взаимодействие двух или нескольких пользователей или элементов сети в процессе реализации телеуслуг, а распределенные телеуслуги реализуют, как правило, широковещательную одностороннюю передачу информации (телевидение, радиовещание).
Интерактивные телеуслуги подразделяют на диалоговые(телефония, телеграфия, обмен файлами),накопительные(электронная почта, факс),запросно-ответные(запрос данных, видеотекс). Рассмотренная классификация иллюстрируетсярис.2.2.
Рис.2.2. Классификация телеуслуг.
Рассмотрим основные характеристики телеуслуг.
Класс пользователя. По этой характеристике пользователи подразделяются на 2 класса – население (резидентные пользователи) и бизнес - пользователи. Каждому из этих классов присущи свои, наиболее часто используемые телеуслуги.
Максимальная скорость Rmax необходимая для реализации телеуслуг. По этой характеристике сети, реализующей телеуслуги, и сами телеуслуги подразделяются на 2 класса –узкополосные (Rmax ≤64 кбит/с )иширокополостные (Rmax≥64 кбит/с).
Пачечность γ. Пачечность характеризует отношение максимальной скорости передачи, необходимой для реализации телеуслуг к средней скорости передачи для данной телеуслуги.
Tmax– время, в течение которого необходима передача с максимальной скоростью.
Среднее время реализации одной телеуслуги – Tср.
Коэффициент использования оборудования – ρ.
Интенсивность телеуслуги в час наибольшие нагрузки – n.
Характеристики Tср, ρиnсвязаны следующей формулой:
ρ = Tср*n/3600
В таблице 2.2приведены характеристики двух узкополосных телеуслуг для бизнес – пользователя.
Таблица 2.2
-
Класс
пользователя
Приложение
(телеуслуга)
Rmax
кбит/с
γ
Tmax
сек
Tср
сек
ρ
n
Узкополосная учрежденческая
сеть
Телефония
64
1
-
100
0.1
3.6
Поиск документов
64
200
0.25
300
0.03
0.36
2.3 Первичные коды в системах пдс
2.3.1. Телеграфные коды
На протяжении более чем столетней истории развития буквопечатающих телеграфных аппаратов было разработано и нашло применение значительное число различных кодов. Все они были равномерными и большинство из них имело длину l=5. Пятиэлементный код позволяет образовывать 25=32 кодовых комбинаций. Для передачи смыслового текста (букв, цифр, знаков пунктуации и математических знаков) на русском языке и основных языках стран Европы необходимо 50-60 комбинаций. Для того чтобы передавать указанное число знаков пятиэлементным кодом, применяют переключаемые регистры, которые позволяют одной комбинацией обозначать два, три знака и более.
В нашей стране находили применение различные пятиэлементные коды (аппараты Бодо, СТ-35, РТА – 50 и др.). В 60-е годы ХХ века был введен единый пятиэлементный код (ГОСТ 15607 - 70), который используется во всех телеграфных аппаратах нашей страны. Этот код разработан на основе международного кода №2 и удовлетворяет всем рекомендациям МККТТ, благодаря чему устранены все трудности, возникавшие до этого при организации международных телеграфных связей.
Международный телеграфный код №2 (табл. 2.3) содержит все основные знаки, необходимые по требованиям МККТТ для обеспечения телеграфного обмена. Он имеет в своем составе пять служебных комбинаций: №4 – «кто там» - для запуска автоответчика; №27 – «возврат каретки» и №28 – «перевод строки» - для управления рулонными аппаратами; №29 и 30 – для перевода регистров. Комбинации №6, 7 и 8 в цифровом регистре зарезервированы для нужд каждой страны. Последняя комбинация №32 свободна.
В пятиэлементном коде, принятом в нашей стране, комбинации №6, 7 и 8 в цифровом регистре используются для передачи букв Э, Ш, Щ. Последняя комбинация №32 задействована для перевода на русский регистр. В дальнейшем пятиэлементный код ГОСТ 15607 – 70 для краткости будем также называть МТК-2.
Кроме пятиэлементного кода, иногда применяется шестиэлементный телеграфный код (l=6). Такой код включает 26=64 кодовых комбинаций и, следовательно, позволяет передавать смысловой текст без применения регистров. Шестиэлементный код нашел применение только в тех телеграфных аппаратах, которые предназначены для передачи сообщений, состоящих из одинакового числа букв и цифр. В нашей стране шестиэлементный код в телеграфных аппаратах применения не нашел.
Таблица 2.3
Номер комби-нации |
МТК-2 |
ГОСТ 15607-70 |
Комбинации |
Номер комби-нации |
МТК-2 |
ГОСТ 15607-70 |
Комбинации | |||||||||||||||
Регистры |
Регистры |
Регистры |
Регистры | |||||||||||||||||||
Бук |
Циф |
Лат |
Рус |
Циф |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Бук |
Циф |
Лат |
Рус |
Циф |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |||
1 |
A |
― |
A |
А |
― |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
17 |
Q |
1 |
Q |
Я |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 | |
2 |
B |
? |
B |
Б |
? |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
18 |
R |
4 |
R |
Р |
4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 | |
3 |
C |
: |
C |
Ц |
: |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
19 |
S |
α`n |
S |
С |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 | |
4 |
D |
|
D |
Д |
Кто там? |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
20 |
T |
5 |
T |
Т |
5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 | |
5 |
E |
3 |
E |
Е |
3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
21 |
U |
7 |
U |
У |
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 | |
6 |
F |
|
F |
Ф |
Э |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
22 |
V |
= |
V |
Ж |
= |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 | |
7 |
G |
|
G |
Г |
Ш |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
23 |
W |
2 |
W |
В |
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 | |
8 |
H |
|
H |
Х |
Щ |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
24 |
X |
/ |
X |
Ь |
/ |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 | |
9 |
I |
8 |
I |
И |
8 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
25 |
Y |
6 |
Y |
Ы |
6 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 | |
10 |
J |
Ω |
J |
Й |
Ю |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
26 |
Z |
+ |
Z |
З |
+ |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 | |
11 |
K |
( |
K |
К |
( |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
27 |
Возврат каретки |
Возврат каретки |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 | ||||
12 |
L |
) |
L |
Л |
) |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
28 |
Перевод строки |
Перевод строки ≡ |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 | ||||
13 |
M |
. |
M |
М |
. |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
29 |
Буквы |
Латинские |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 | ||||
14 |
N |
, |
N |
Н |
, |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
30 |
Цифры |
Цифры |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 | ||||
15 |
O |
9 |
O |
О |
9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
31 |
Пробел |
Пробел |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 | ||||
16 |
P |
0 |
P |
П |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
32 |
Не использ |
Русские |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |