- •Глава 1. Основные понятия и определения коммуникационных систем
- •Глава 2. Системы каналообразования
- •Глава 3. Системы проводной связи
- •Глава 4. Борьба с помехами
- •Глава 5. Борьба с замираниями сигналов при одиночном приеме
- •Глава 6. Методы борьбы с замираниями сигналов при разнесенном приеме
- •Глава 7. Системы коротковолновой радиосвязи
- •Глава 8. Системы ультракоротковолновой радиосвязи
- •Глава 9. Системы связи оптического диапазона
- •Глава 1. Основные понятия и определения коммуникационных систем
- •Сообщение, сигнал, канал, система связи
- •1.2. Непрерывные сигналы
- •1.3. Дискретные сигналы
- •1.4. Кодирование сигналов
- •1.5. Модулированные сигналы
- •Амплитудная модуляция
- •Фазовая модуляция
- •Импульсная модуляция
- •Шумоподобные сигналы
- •1.6. Цифровые сигналы
- •1.7. Помехи в каналах связи
- •Глава 2. Системы каналообразования
- •2.1. Классификация многоканальных систем связи
- •2.2.Системы передачи с разделением каналов по частоте (чрк)
- •2.3.Системы передачи с разделением каналов по времени врк
- •2.4.Цифровые многоканальные системы передачи
- •2.5.Асинхронные адресные многоканальные системы связи
- •Глава 3. Системы проводной связи
- •3.2. Обобщенная структурная схема системы проводной связи
- •3.3. Структурная схема системы телефонной связи
- •3.4. Структурная схема системы телеграфной связи
- •3.5 Структурная схема системы передачи данных
- •3.6. Способы передачи дискретных сигналов.
- •Глава 4. Борьба с помехами
- •4.1. Общая характеристика помех в каналах радиосвязи
- •4.2. Характеристика методов борьбы с помехами
- •4.3. Борьба с флуктуационными, сосредоточенными и импульсными помехами.
- •4.3.1 Флуктуационные помехи
- •4.3.2. Сосредоточенные помехи
- •4.3.3. Импульсные помехи
- •4.4. Вопросы для самопроверки
- •4.5. Задачи и указания
- •Глава 5. Борьба с замираниями сигналов при одиночном приеме
- •5.1. Общая характеристика методов борьбы с замираниями сигналов
- •5.2. Методы борьбы с замираниями сигналов при одиночном приёме
- •5.2.1. Антифединговое кодирование
- •3.2.2. Метод компенсации
- •5.2.3. Метод борьбы с эхо-сигналами
- •5.2.4. Использование широкополосных сигналов
- •5.2.5. Метод прерывистой связи
- •5.3. Системы связи с обратным каналом
- •5.4. Вопросы для самопароверки
- •5.5. Задачи и указания
- •Глава 6. Методы борьбы с замираниями сигналов при разнесенном приеме
- •6.1. Характеристика основных методов борьбы с замираниями сигналов при разнесенном приеме
- •6.2. Способы формирования группового сигнала.
- •6.2.1 Автовыбор
- •6.2.2 Линейное сложение сигналов
- •6.2.3 Оптимальное сложение сигналов
- •6.3. Сравнительная оценка способов сложения разнесеных сигналов.
- •6.4. Вопросы для самопроверки.
- •6.5. Задачи и указания
- •Глава 4. Системы коротковолновой радиосвязи
- •4.1. Особенности коротковолновой радиосвязи
- •4.2. Сигналы, используемые в системах коротковолновой радиосвязи
- •Непрерывные сигналы
- •4.3. Принципы построения передающих устройств
- •4.4. Принципы построения приемных устройств
- •Общий тракт приемника
- •Частные тракты приемника
- •4.6. Методы борьбы с мультипликативными помехами Разнесённый прием
- •4.7. Методы борьбы с аддитивными помехами
- •4.8. Особенности коротковолновых антенн
- •Глава 5. Системы ультракоротковолновой радиосвязи
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Маломощные станции ультракоротковолновой радиосвязи.
- •5.3. Системы радиорелейной связи
- •5.4. Системы тропосферной связи.
- •5.5. Системы ионосферной связи.
- •5.6. Системы метеорной связи
- •5.7. Системы спутниковой радиосвязи
- •5.8. Сотовые системы связи
- •Глава 6. Системы связи оптического диапазона
- •6.1.Особенности оптической связи
- •6.2. Оптические квантовые генераторы
- •6.3 Модуляция колебаний оптического диапазона
- •6.4. Система оптической связи
- •6.5. Оптическая связь по световодам
- •6.6. Волноводные линии связи
5.2. Методы борьбы с замираниями сигналов при одиночном приёме
5.2.1. Антифединговое кодирование
Известно, что применение простых по реализации корректирующих кодов (типа Слепяна, Хемминга) эффективно в каналах связи со случайными ошибками, возникающими независимо друг от друга. Большинство же реальных каналов радиосвязи характеризуется тенденцией ошибок к группированию.
При передаче дискретной информации по канатам связи с замираниями группирование ошибок обусловливается тем, что обычно средняя продолжительность замираний значительно превосходит длительность элементарного символа. Группирование ошибок проявляется в выпадании элементарных символов, принадлежащих одной или нескольким кодовым комбинациям, расположенным рядом, т. е. в ошибочном приеме одной или нескольких кодовых комбинаций в целом. Понятно, что даже при передаче словесного текста погрешности в приеме нескольких букв (кодовых комбинаций) подряд могут привести к утере смысла принятого слова. Группирование ошибок тем более опасно в случае приема формализованной информации. В связи с этим большой интерес представляют специальные коды, позволяющие исправлять пачки ошибок некоторой определенной длины b. Такой код исправляет любое сочетание ошибок, если между первым и последним ошибочно принятыми символами находится не более b—2 разрядов, среди которых может быть сколь угодно ошибочных. При этом величина b может быть значительно большей, чем число независимых ошибок, которые мог бы поправить код при той же избыточности [2]. Практическое применение их затрудняется тем, что при очень большой избыточности, как правило, значность кода п >> b. Так, например, код Файра, содержащий 265 информационных и 14 проверочных разрядов способен исправить только одну пачку ошибок глиной b < 5. Поскольку в реальных каналах часто наблюдаются пачки ошибок длиной в несколько десятков и даже сотен символов, для их исправления требуется код с длиной кодовой комбинации, измеряемой тысячами и даже десятками тысяч разрядов, что в настоящее время технически почти неосуществимо. Вот почему большое практическое значение имеет предложенный отечественными учеными специальный метод передачи и обработки кодограмм в каналах связи с замираниями (федингами), позволяющий использовать для борьбы с группирующимися ошибками обычные корректирующие коды с относительно короткими комбинациями в сочетании с декорреляцией последовательности ошибок. Суть этого метода, называемого антифединговым кодированием, состоит в следующем.
Передаваемое сообщение кодируется n-значными комбинациями некоторого корректирующего кода, эффективного в каналах с независимыми ошибками (например, кода Слепяна, Хэмминга). Параметры кода выбираются, исходя из условия получения требуемой достоверности при вероятности независимых ошибок, равной средней вероятности ошибок в канале с замираниями. Для того, чтобы такой корректирующий код обеспечил повышение помехоустойчивости системы связи в условиях замираний, необходимо перераспределить возможные группы ошибок в отдельных кодовых комбинациях по всем m передаваемым комбинациям сообщения, т. е. произвести декорреляцию ошибок. С этой целью всё сообщение записывается в виде матрицы (рис. 5.1). Каждая строка матрицы представляет собой одну n-разрядную комбинацию корректирующего кода. Количество строк определяется числом т кодовых комбинаций в сообщении. Передача символов производится не по строкам, а по столбцам, т. е. сначала передаются первые разряды всех т комбинаций, затем все вторые разряды и т. д. Принимаемый сигнал записывается по столбцам, а воспроизводится по строкам, т. е. все символы расставляются по своим местам, после чего производится декодирование.
Если количество комбинаций т достаточно велико, время передачи т. символов одного столбца матрицы превышает среднюю продолжительность замираний. Пачки ошибок при этом распределяются между всеми n-разрядными кодовыми комбинациями и не будут сосредоточены в отдельных кодовых комбинациях, как это имело бы место при последовательной передаче символов по строкам матрицы. В случае размещения в каждой строке матрицы нескольких кодовых комбинаций, представляющих некоторый отрезок сообщений, ошибки можно считать независимыми не только внутри данной кодовой комбинации, но и в пределах отрезка сообщения.
При антифединговом кодировании устройства кодирования и декодирования оказываются не более сложными, чем в каналах с постоянными параметрами, но требуются дополнительные запоминающие устройства значительной емкости на передающем и приемном концах для формирования и воспроизведения матрицы-кодограммы.
В [2] приведены выражения, позволяющие выбирать параметры корректирующих кодов, эффективных при независимых ошибках, для использования их в каналах с группированием ошибок по описанному методу.
В заключение следует отметить, что рассмотренный метод антифедингового кодирования неэкономичен, поскольку он не реализует пропускную способность канала с замираниями (по сравнению с каналом с постоянными параметрами, имеющим ту же среднюю вероятность ошибки ). Поэтому, в принципе, должны существовать более экономные коды, обеспечивающие в канале с замираниями такую же достоверность при меньшей избыточности.