конспект лекции__1

Дисциплина“

Передачадискретныхсообщений

”ПДС)посвящ( изучениюа

теоретическихосновпроцессовформипе каналамяедосвязиасообщенийчи

дискретнойфо,представляемыхмевиде

q-ичныхпоследовательност

ей,где

q впростейшем

случаеравно2,такжеобратныхпреобразованийприемеобрабпринятыхсообщенийтке

аппаратныипрогсредствамцельюмныобеспеченияреализуемыхмителеуслуг.

Тема 1. ОснпонятияопределенвныеобластПДС. ия

1.1.Дискретность.

Информация - этос вокупнсведений,являющихсяобъстьектомоторых

операций: , едачиаспределепреобразования, ,храилнепосредственного

использования.

Длятого,чтобыинформациюможнобылхранитьпереда,еепредставляютать

виде

сообщений.

Каналсвязи

илипросто

канал - заданнаясовокупностьсредствпередачи

информацвключающих, себяфизиче

скуюсреду.

t

Любыезначсигнияалов

2. x(t)

t

изобластиопределениях

t

Фиксированные(квантованные)

4.

x(t)

значесигизобнияаластиов

t

определениях

Рис.

1.1

1

Дляпервогоиливтор

огоитретьегоиличетвертоговидсо ,сигналовбщений

каналпринятысокрващезванияные

непрерывный

(аналоговый)и

дискретный

соотв.Четвидсвертыйтвенигналка озыловают

цифровыми.

Цифроваясвязьобладаетследующимипреимуществамиот

носительноаналоговой:

Каковаплзэтипреимуществата:

• цифровыесисттрболеемыбуютинтенсивнойобр

аботки,чеманалоговые;

можетизменятьсявхудшуюстороскачком;внуалоговыхсистемахухудше

ние

качествасвязипроисходитбоплавно.ее

Числовозможэлемесигнвходеныхадистовалаканаларетногоназывают

основаниемканала

.Например,двоичныйканал,

q-ичныйканал.

1.2Модуляция. .

Модуляция - изменвовремениодногониеилисколькихпарам

етровсигнала

соответпередаваемымсообщенитвии.Парамсигнала,коотображаютморые

представляющипараметра. ми

измпересообщениядав, аемогозывают

Дискретнпоследовательигнал,состизыящием остояульсовностейного

тока,могутбы

тьнепосредственнобез(дополнитпреобразований) льныхреданынато

илииноерасстояннекоторымтольпо видамканалов,обеспрохождениеечивающих

спектраэтих.гДляналовдёжнойпередачидискретныхсигналовприменяется

модуляция.

Припередачедво

ичныхсигналов,модулированныйсигналхарактеризуетсядвумя

различнысостоян:двумяамплитудамиприя мод, вумяляциидной

частотамипри дуляциитнойдвумяфазаприфазмиовой.дуляции

Вдвоичномканалепередаютсяи,чусгналыые

лобозначаевноцифрамиые

“0”и “1”.Ихназывают

двоичнымиединицамиинформации

или битами.

РекомендацииМККТТ

V.1 и V.24 определяютзначендвоичиниыхц

различныхвидахмодуляции

:

Таблица1

Видымодуляции

“0”

“1”

Однополярная

Бестпосылкаковая

Токпосылкавая

Двухполярная

Положительнаяпосылка

Отрицательнаяпосылка

Амплитудная

Токвыключен

Токвключён

Частотная

Верхняячастота

Нижняячастота

Фазовая

Фаза,противоположная

Опорнаяфаза

опорнойфазе

Относительнаяфазовая

Переворотфазы

Отсутствиепереворота

фазы

2

Амплитуднаямодуляция

t

Импульсно-кодмоваядуляция

t

Рис. 1.2

Введёмпонятия,характеризующиепроцесс

передачидискретныхсигналовво

времени.

Значащиемоменты

- точкинаосвремени

,вкоторыепроисходятизменения

дискретногосигнала.

Рис.

1.5

Минимальныйподлинезначащийинтерв,которомукратнывсезначащиел

интервалы,называют

единичныминтервалом

.Егообозначаютспецизначкомльным

t0.

Элементсигнала,

имеющийпродолжитель,равнуюединичинтервалуномусть

t0,

называют единичнымэлементом

.Такимобразом,

t0-длинаединичногоэлементаво

времени.

3

1.3Кодирование. .

Основойпередачидискретныхсообщенийпоканалусвязиявляетсясловное

представлениеиск

ретнсооввидебщенгосовокупностидискретныхясигналов.

Двоичныеканалыявляютосновойдвосиясвязичныхстем.Двоисчнвязитема,к к

илюбаясисвязитема,предпередачиназляинформацииаченаотистсообщенийчника

кполучателюсообщений.Вдв

оичныхсистемахвязисообщенияформируютсяиз

двоичедиинформацииыхиц

– битов - “0”и “1”.Битысоставляют

двоичныйкодовый

алфавит.Элементыалфазыввитаещеют

символами.Совокупнсимволовкодовогость

алфавитасоставляет

кодпоследовательностьвую

.

Кодирование - преобраздискретногосообщениявдискретныйаниесигнал,

осуществляемоепоопределённомуправилу.

Код (отлат.

Codex-книга)

-

однозначноесоответствиемеждусимволами

сообщенияпоследоваэлексигналтрическихельн,которыеэт стямив

сообщение

отображают.

код

Сдругойстороны,

-

множестследовательностейвсехкодоп вых,

возможприданправиленкодированияыхм.

блок,слово,знак, довая

Скодировасвязанытакиепо,какиемятия

комбинация.Дадимихопред,следуярекомендацления

иямАНСССР.

Блок - отрезокдискретнойпоследовательности.

Слово - блок,выделенныйпоопределённомуирассмзнакактриваемый

одноцелое.

Знак - слово,являющетрезкомболдлинногословася.Другоезнваниека

- буква.

Кодоваякомбинация

или кодовоеслово

– словокодп следовательностивой,

отображающееинформационнслово,..совокупнсимвкодалое,фавитастьвогоов

применяемыхдлякодирзнакасообщенияванияисточника.

Болеекоротко:

Кодоваякомбинация

– совокупностьединичныхэлементо

в,соответствующих

некотзнакусо .

общениярому

Длинакодомбинациивой(

n) – числоединичныхэлементовсоставекодовой

комбинации.

Наиболеераспростспособфоранённмбинацийкодмированияых

–

представлениезнаковсообщениявидечиселсистеме

счисления,соответствующей

основаниюканала,совпадающимоснованиемкода:

Однойизважней

шиххарактеристиккодаявляется

кодовоерасстояние

.Кодовое

расстояниеопредестепотлкодяетичияньомбинацийвых.Кодовоерасстояниемежду

двумякодовымимбинациямиод длинынаковойопределяетсякакч позицийсло,в

d

которыхэтикомбинацииотличаются.

Кодовоерасстпринятообозначатьяниебуквой

(distance).Вчестьодногоизосн впополмехкожниковдируст,кодовоейчивогования

расстояниеназываютХ .Дляммдвоичныхкодовемнгар сстоянХеммингае

межкодкоувымимбинациями

Ai и Aj определяется:

dij=W(Ai

+ Aj), где

W - весчисло(

“1”)результатасложения,

+ - знаксложенияпомодулюдва.

Например,расстоянеждуХе комбинациямиинга(01и 1равно1013:01)

0 1 1 1 1

1 0 1 0 1

W( 1 1 0 1 0) = 3

Сложениепомодулювыполняется2 правилу:

0

1

0

0

1

1

1

0

ОУД

ОУД

ООДАПД

АПД

ООД

УЗОУПСКаналсвязиУПСУЗО

Источни

Ко-

Моду-

Демод

РУ

Деко-

Полу-

к данных

дер

лятор

улятор

дер

чатель

дан-

УОН

УСП

ных

Преобраз

УЦС

ователь

Преобр

аналог-

азовате

код

лькод -

аналог

Каналпостокаянного

Дискретныйканал

Каналпередачиданных

Окоборудованиенечноеданных

(ООД )

предсобойтавляетовокупность

устрвводаивыводайствданных.Этиус

тройствана

рис. 1.6 предисточникомавлены

получателемсообщенийданных.Какправило,этехническиесредства.Источник

формирусообщдляегодальнейштниепередачи,приотображамникйсообщв ениет

ви,адеегокватномс держанию,дляпредставлени

япользов.Сообщенияданныхтелю

посвоейпримеютрви,окодговорилосьмвыше.

Вслучаеаналоговыхсообщенийониподвергаютсядополнительнойобработке

помощьюпреобран« азлователейг

– код»напередающсторонеикод«

й

– аналог»

- на

приемной.

Обычноввс добщенияотисточникаданныхуправляетсясостороныАПД,

выводкполучателю

– принудительныйпомерепоступлениясообщений.

6

Аппередачиа д туранных

(АПД)

– совоксредств,указпностьанных

рис. 1.6.

Книммогутбытьдобавленывспомогате

льныеустройства,например,

контрольно-измерительныеустройсустройства, ав оматвызоответаи и.дческого.

Оконечустаданныхаяовка

(ОУД)

– совокупностьонечногооборудования

йством

данныхиаппаратурыпередачиданнобъединенных, общдляустром

управлна(рисункепредставленония).

Устрзащитыоошибйсвок

(УЗО)

предназначеноуменьшениялячисла

ошибок,появсообляюданныхщподвоздействиихсяениипомехканалсвязи.УЗОем

включаетсвоустройстваставдляпомехоустойчивого

коддекодированияи

сообщкодер(, )кодернийустройстциклосинхронизациивоУЦС()йКодер.

преобразуетпростойкод,вкот общениеромпоступаетвАПДизООД,в

помехоустойчимбинаций,адековыиздекодрляетвпомехы кодаустойчивого

,

пришедшизканаласвяз,сообщениехсточника,устпрэтоманяячастьошибок,

появившихсяприпередачесообщенияканалусвязирезультатевоздействияпом. х

Устройствоцикловойсинхр низации

(УЦС)

устанавливаетподдерживает

требуемфазсоотвыее

ношениямеждуцикламиобработкипередаваемыхсообщений

коиде.кодере

Устпреобразованияойствосигналов

(УПС)

предназначприведенияляо

сигналасообщения,сформированногоОУД,квиду,обеспечивающемупередачупо

рис.

1.6.

каналуэлектрос.Основноязи

йсоставУПСпредставленна

Модулятор – устройство,осуществмоду. ляциюющее

Демодулятор

осуществляСовокупностьобратнопреобраз. м вадемодулятораи ие

образует модем.

Регистрирующееустройство

(РУ)

осуществляопределизапомиениет

нание

значащейпозицпринятогос вгналапредкаждогоединичноголах,т.е.ервала

двоичномслучаеопределяетзапоминаетзначенкаждогопрбитаенятого.

Устройствооценкинадежгналаости

(УОНС)

– устройство,измеряющее

одинилинесколькопараме

тровпринятогосигналавырабатывающееспециальный

ошибкой будемпонимать

сигн,указывающийналвозможныеошибки.Здесьдалподе

собы,сосвтоие,чтовмящееспроиАПДемникомзвп следовательностьдимая

сигналовнесоответствуетисходной.Ошибоч

единичныйэлементпоявляетсяна

выходеРУкакрезультатнеп авильногоешенияРУзначениипринятогоединичного

элемента,ошибочнаякодкомбинациявая

–

навыходекодераакзультат

неправильнешениядекодерасоответствиипринятойгокодовой

омбинации

переданной.УОНСпризвансократитьчислоошибокнавыходеприемникаАПД.Это

достигобработкойется

– стираниединичногоэлемнавыхентаРУилитказомдеот

декодирования – стираниемкодомбинациивой.Этирешенияпринивточислемаются

ина основерезультатовработыУОНС.

(УСП)

Устройствосинхронизациипоэлементам

(илипоэлементнойсинхронизации

)

обесинхронизациюпечиваетпереданногопринятсигнал,прик готврой

устанавливаютсяподдерживаютсятребуемфаз отношенияым значжду

ащими

момпередаединичныхнтамипринятыхэлементовэтс .гналов

Краткоопишпроцессредачиинформацииврассматриваемойсистеме.

Источниквырабатываетсообщение.Еслиэто имедискрениеттную

природубуквы(,цифрыт..),тонвыхао

одеисточникапредстввидевляется

комбинацийпростогокода.Обычнодляэтойцелииспользуютсяпятиэлементныекоды

илисемиэлементнназываемыекоды, первичными.Еслирабатываемоесообщение

являетсяаналоговымизм( тенениемпературы,уровнярадиации,

свещенности.п.),то

спомощьюцифро

-аналогпреобрвогоан(«азлогвателя

–

к»)оноприводитсяк

дискреформезапредставтеноймвидепосляетсяедовательностикомбинаций

первичногокода.

7

Пок отмандеАПДсообщенияотисточникаданныхвводятся

кодер.Здесь ℓ-

элементнаякомбинацияпервичногокодапреобразуется

n-элементнуюкомбинацию

избыточногоко, дае

n>ℓ.

Вкомбинацииизбыткодап элемичного,несущихментов

информацистсообщенийчнинформационные(юкаэлементы),вводятсяпо

определенномуправиизбытэлему,обчныентыспкодупомехоустойчивыечивающие

свойства.Далеепобитно

n-элементнаякомбинациявводвидесигналтспостовянного

токав

модулятор,гдесигналыпостокапреобразуютсяянногоквиду,согласованному

используемымка

нал,испомощьюканалообаппачесрарезтздующейры

распростнавходупаютранения

демодулятора,гдеосуществляобратноется

преобразомодулировсигналаниепосанноготокалы.Припрохожденииянного

электрическогосигналапоканалусвязи

нанеговоздействуютразличногородапомехи,

которыепроявляютидескаженийдлительностисигналя посттоканавянного

выходе демодулятора.

УСПопределямоментыожидазн чащиемыепоступающихнавходРУ

импосульсовтока,иРУянноговосстанавлив

аетзначащпозицпрсинятыхегналови

значащихинтервалах.

декодер.СпомощьюУЦС

СвыходаРУпринятоесообщениепобитнопоступаетв

n-элементкомбинаций.Декодеросновеыхсвяз й

определяетсяначалопринятых

междуинформациизбытэлеочнными

ментамивыделяетинформационные

элементы,иУЗОпринудительновыводитихкполучателюданныхввиде

ℓ-элементных

комбинаций.Принятыесообщвзависотихпервоначальнойяимостиформывыдаются

получателюлибовдискретнойфоркомбинации( первичногокода

),либоспомощью

цифро-аналогпреобразователявого

(«код – аналог»)внепрефо. рывнойме

Дляобеспечецелевогоназрассматриваемойначениясистемыкней

предъявляютсяопредтр .бованияленные

Таккаксисвязитемаявляетсложнойси,тодлятемойпредъ

явлениятребований

кнейонадекомпозируетсянасоставныечасти.

На рис. 1.6 врассматриваемойси вязитемевыделяютсясоставныечасти:

•

каналпостока, янного

•

дискретныйканал,

• каналпередачиданных.

Каналпостока,какэтоянноговидниз

рис. 1.6,

представляетсобойчасть

сисвязитеотвходамоы выходадемодулятора.Сигналывходевыходе

этогоканалаявляютсяимпосульсамитока,которымянногопредъявляются

требповеличиневанискаж,т..каналяпоснийтоканормируетсянного

яповеличине

искаженийдлитп льностиредаваепринсигналов.мыхемых

Дискретныйканал

– частьси вязитемыотвыходакодерадовходадекодера.На

входеивыхэтканалаодесигналыгоимеютвидпоследовательностейкодовыхсимволов;

вдвоичномслучае

– последовательндвоичВыходеди. этогицканалаостей

– выход

РУ,котохарактеризуетявленияыйвозмпожноошибокрезультатестьюпревышения

допустимойвеличиныискажениядлительностисигналоввходеРУ.Дискретныйканал

вводитсядлязаданиятребова

ний,т.е.нормированвероятностипоявленош бокя

кодпоследовательностивойнавходедекодераУЗО.

Каналпередачиданных

- частьси вязитемыотвхкодерадовыхода

декодера.Навходеивыхэтканалаодепгоредавасообщенияимвидкодовыхмыеют

комбинацийпервичногокода.Этотканалслужитдзаданиятребований,..

нормированияпотокакомбинацийпервичнкодаповерискаженияятностигокодовой

комбинациипервичногокода.Ре элтихребзацияпозволяетснизитьванийвероятность

ошибкивкомбин

ациипервичногокода,поступающейкполучателю,дозаданной

величи.Поэтомукапередныалданазчиываютащищехотошибокканалом. ным

8

ОсновнымипараметрамисистемыПДСявляются

достоверность, скорость и

надежность передачидискретныхсообщений.

Достоверность опредследующимихарактерляется:

стиками

дляэтой вероятприобнятозначениести

p;

длясуществующихдискретныхканалов

p=10-4÷10-2;

результатеналичияошибоквкодовыхсимволах;

p(≥1,ℓ),

дляэтойвероятприобнятозначениести

чтоознахотячаетличиебы

однойошибкивкомбинацпервичногокодадл ны

ℓ;

длясуществующихканаловпередачитребуемымизначениямиявляются

p(≥1,ℓ)

≤10 -9÷10-6.

Дляопределенияскоростипередачидискретныхсообсуществуетдваенийподхода.

Первыйподход

–

информационный.Онтребуетуменияизмерятьколичество

информвсообщевыходеацииканалапередачиияхданныхотносительнов одных

сообщений.Приэ

томскоростьпередачиинформопределяетсякотнесенноеакциик

единицевремеколичестинформацииобансамблевходныхсообщений,

содержащеесяввых общенияхдных.

Максимальнуюскоростьпередачиинформпрзаданныхрактеристикахции

канала,когдамак

симумберетсяповсемвозможнымвероятностнымхарактеристикам

сигнала,подаеговаемогоход,называют

проспособностьюускной

каналаили

сисвязитемы.

– структурный.Оноснподсчованструктурныхединицте

Второйподход

сообщения,поступающихвприем

никвнекоторыевременныеинтервалы.

Находятпримслехарактенениедующиескоростип редачидискретныхистики

сообщений:

• скоростьпередачиединичныхэлементов

(Rе) –

величина,обратеди аяичному

интер,измеряемомувсекундахалу.

с-1;

Едизмеренияницей

этойскоростиявляется

• скороспередачибитовданныхь

(Rб) – количбитов,перствозаедаиницуных

време.Едизмеренияницейэтоскоростиявл ется

бит/с

.Определяетсяпо

формуле:

Rб = Rе·log2m,

где m – числозначащпозицийдлинеединичногохэлемента;

• относительнаяскоростьпередачиданных

(Rо) – отношениечислабитовданных,

выданныхполучателюданныхкобщемучислпереданныхбитов;

• эффективнскоростьпередачиданныя

х (Rэ) – отношениечислабитовданных,

выданныхполучателюданныхкобщвремпередачи:уени

дискретныхсообщений

является надежнсвоевременнойтообщенийьавки

,

или вероятностно-временнаяхарактдов(доеристикадения)сообщениятавки.

Онаопредследующимобразомляется:

Р( tдов≤Тзад)≥Р доп,

tдов,непревышающее

чтоозначает:в

ероятндоведения( )стообщенияавкиьзавремя

некотороезаданноевремя

Тзад,должнабытьнеменьшедопустимойвероятности

Рдоп.

9

ТЕМА 2. СИСТЕМНЫЕХАРАКТЕРИС

ТИКИСИСТЕМПЕРЕДАЧИ

ДИСКРЕТНЫХСООБЩЕНИЙ

.

2Понятиеоб.1 эталм взаимодействияделиннойоткрытыхсистем.

СистемыпередачидискретныхсообщенийПДС()относятсятакназываемымбольши

(сложнымсисте)Большую. илисложнуюамси,позицийтемусхемотехникихарактеризуют

следующиепризнаки:

1. Наличиеединойцелифункц(елевойионированияфункции)всехэлементовс стемы

,:

функцкаждогоальноевлиятехноие э ементанаогическогоповедениеейистемы

вцелом.

относительномалыйресурсдляпривд йвдениясресурсовехтвие

системыв

интередостиженияцелейсистемыах

5. Возможностьдекомпозициисистемыввидесовокупностифункционально

-обособленных

подс,каждаяикоторыхзстемфункционируетпосвозаконамалгоритмам, еет

свойкритерииэффективности, еефункционировани

еподчедцелиинсистемыеноой.

числаслучфакторов,влияниейныхкоторы

хвполномобъемеучестьнепредставляется

возможным,чтонепозвсдосляетточностьюаточпредсказатьойагрузкусистемы

приводиткневозможностидетерминирописаниясистемы.Поведениесложнойанного

системыожнописатьтольковероятностнымихаракт

еристиками.

9. Высокаястепеньавтоматизапроцессовфунк.ционирования

Вцеляхунификациитехническаммныхпрогредисттелекоммуникацийемв,которым

относятсяисистемыПДС,междунорганыст родныендартизазработалипринципы

декомпозицииси

стелекоммуникацийввидеэталмвзаимодействияделиннойоткрысистемых

(ЭМВОС)Здесь. поткрысистемойпонимасистемулюбутелекоммуникацийю ,готовую

взаимодейсдругимианалогсистематв. чныюми

В1980годуМСЭиМеждународнаяорганиза

циястандМОС()разработалиртовЭМВОС.Эта

модельнашлаотрврекомендациижениеМСЭХ.200стандартахМОС.

Поэтоймоделисисвязитемы,допускающиевзаимодействиедругдругомназваныоткр. тыми

Открысистемобусловленаостьединствомстандфунртов

кционированиясистем.Взаимодействие

системожетсуществлятьсянаразличныхуровфу кционированиясетей.Сэтойцельюмодель

(таблица2.1).

декомпозирусетьнасемьуровнейт

Таблица2.1

Названиеур

овня ЭМВОС

7

Пользовательский

6

Представления данных

5

Сеансовый

4

Транспортный

3

Сетевой

2

Канальный

1

Физический

11