Основные характеристики СПДС

Принципы построения и техническая реализация корректирующих кодов

Сопряжение стартстопных ОУ с синхронными ДК (метод скользящего индекса)

Данный метод используется для снижения частоты дискретизации f_д (импульсной несущей).

Суть метода состоит в том, что в ДК передаются сведения не только о характере значащей позиции е.э. (переход от «0» к «1»), но и также сведения о том, в каком месте между импульсами стробирования это произошло.

Для этого расстояние между стробирующими импульсами с чачтотой f_д (обозначим его, как и прежде, Δt) разбивается на К_з зон. Каждой зоне присваивается двоичный код. Например, если взять 4 зоны, то

1 зоне – 00

2 зоне – 01

3 зоне – 10

4 зоне – 11

В синхронный ДК передают 3 вида сигналов:

1) некоторый стартовый сигнал А, который указывает характер изменения значащей позиции передаваемого е.э.. Например, при переходе от «0» к «1» - стартовый сигнал «1»; при переходе от «1» к «0» - стартовый сигнал «0».

2) код зоны – сигнал В

3) сигналы подтверждения С, которые по значащей позиции совпадают со стартовыми сигналами А. Сигналы подтверждения передаются вплоть до следующей смены значащей позиции е.э. передаваемой от источника последовательности.

Поясним сказанное на временной диаграмме (рис. 3.4):

Рис. 3.4. Временные диаграммы метода СИП

(скользящего индекса с подтверждением)

На временной диаграмме (рис.3.4) выбрано 4 зоны. Таким образом, е.э. передаётся группой сигналов А,В_i и C_i.

Величина краевого искажения за счёт ошибки дискретизации в данном случае равна:

(3.16)

В общем случае число зон К_з, которое определяется уточняющей последовательностью, может быть произвольно.

Чем больше число зон К_з, тем меньше степень краевых искажений σ. Однако в реальных системах число зон увязывается с длиной КК, передаваемой в канал.

Если длина КК, которая передается в ДК, равна n, тогда:

(3.17)

(«-1» потому, что стартовый сигнал А передавать необходимо, а сигналы подтверждения С мы не учитываем)

Поэтому:

(3.18)

А частота дискретизации (основной последовательности):

(3.19)

Сравнивая частоты дискретизации для МН (3.13) и СИП (3.19), можно заключить, что частота дискретизации для СИП в 2^n-1 раз меньше, чем при МН (методе наложения) при заданных краевых искажениях.

Рассмотрим, каким образом можно выбрать число уточняющих зон – Кз.

Из временной диаграммы (рис.3.4) видно, что основное условие, при котором возможна работа методом СИП:

(3.20)

Поскольку τ₀ = 1/В и Δ = 1/f_д, то, учитывая (3.19), получим условие для определения Кз:

(3.21)

Используя формулу (3.21), можно определить допустимую длину КК (n) при заданной величине краевых искажений, а поскольку К_з = 2^n-1, то можно определить К_зон.

В многоканальных системах с временным разделением и методом СИП при N каналах формула (3.19) принимает вид:

(3.22)

Область применения метода СИП значительно шире, чем МН (метода наложения), поскольку в данном случае полоса пропускания используется более эффективно.

Вспомним, что понимается под системой ПДС. Изобразим структурную схему системы ПДС.

система передачи дискретных сообщений

канал передачи данных

(дискретных сообщений)

дискретный канал

(ОУД) АП АП (ОУД)

АПД АПД

ИС ООД УЗО УПС канал УПС УЗО ООД ПС

связи

помехи искажения ошибки

Рис. 4.1

Источник сообщений (ИС) – формирует сообщения, предназначенные для передачи. В качестве ИС могут выступать человек, ЭВМ, автоматический датчик какого-либо параметра и т.д.

Оконечное оборудование данных (ООД) – представляет совокупность устройств ввода – вывода сообщений и аппаратуры согласования ИС с каналом передачи данных. Обеспечивает ввод или вывод сообщений в форме, удобной для ИС или ПС, т.е. обеспечивает согласование ИС по скорости, формату сообщения, используемому коду и т.д.

Устройство защиты от ошибок (УЗО) – обеспечивает требуемую верность доставки сообщений.

Устройство преобразования сигналов (УПС) – осуществляет преобразование сигналов к виду, удобному для передачи по каналу связи.

Канал связи – совокупность линейных, каналообразующих и других технических средств, осуществляющих передачу сигналов в пространстве.

Совокупность УЗО и УПС называют аппаратурой передачи данных (АПД).

Совокупность ООД и АПД называют оконечной установкой данных(ОУД). Иногда ОУД называют абонентским пунктом (АП)

Под системой передачи дискретных сообщений будем понимать совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщений от ИС к ПС с заданной верностью, надежностью и временем доставки.

Рассмотрим основные требования, предъявляемые к системе ПДС.

Такими основными характеристиками являются:

− верность передачи дискретных сообщений;

− срок доставки сообщений;

Верность передачи дискретных сообщений является одной из основных характеристик систем ПДС. На практике чаще пользуются понятием потеря достоверности – вероятность выдачи получателю комбинации первичного кода, отличающейся хотя бы одним элементом от соответствующей комбинации, полученной от источника. Обозначается – Р(1,k). Обычно потерю верности передачи задают следующими характеристиками:

Р_ош(n) – вероятность ошибочного приема кодовой комбинации;

Р_н.о(n) – вероятность появления необнаруженной ошибки;

Р_о.о(n) – вероятность появления обнаруженных ошибок;

Р_пр(n) – вероятность правильного приема;

Р₀ – вероятность ошибки в дискретном канале на один единичный элемент.

Срок доставки сообщений характеризует быстродействие системы ПДС. Эта характеристика задается несколькими параметрами:

- скорость модуляции В – количество единичных элементов, передаваемых в дискретном канале за 1сек. Измеряется в Бодах (в честь французского инженера Ф.Бодо).

- средняя скорость передачи R (иногда называют коэффициентом замедления передачи) –

(4.1)

т.е. число единичных элементов N(t) поступивших ПС т.е. на выходе системы ПДС) за время t.

- среднее время передачи сообщений – Т_ср;

- вероятность задержки сообщений, состоящих из “n” е.э. на время равное или больше t_доп - Р[t(n)t_доп].

Рассмотренные характеристики являются “внешними” параметрами системы ПДС. Внешние в том смысле, что они предъявляются с позиции пользователя системы ПДС.

Кроме внешних параметров системы ПДС характеризуются рядом внутренних характеристик. Важнейшими из них являются:

- эффективная пропускная способность системы;

- помехоустойчивость;

- вид модуляции и т.п.

Внутренние параметры Системы ПДС однозначно определяют внешние параметры, поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать только внешние характеристики систем ПДС.

Остановимся на внешних параметрах систем ПДС.

Требования пользователей систем ПДС в отношении верности передачи сообщений весьма разнообразны и зависят от назначения передаваемых сообщений и методов их обработки у пользователя.

При передаче телеграфных сообщений обычно требуется, вероятность ошибки на кодовую комбинацию (знак) не превышала 10^-5. При передаче статической информации допускается вероятность ошибки от 10^-5 до 10^-6. При доставке сообщений, связанных с денежными расчетами – от 10^-6 до 10^-7. Для связи ЭВМ часто требуется достоверность до 10^-8 ошибок на передаваемый знак. Таким образом, большинство пользователей системами ПДС потеря верности в 10^-6 на знак. Эта величина принята в качестве нормы в общегосударственной системе передачи данных – ОГСПД. В телеграфии в качестве нормы принята величина 3*10^-5 на знак (на единичный элемент).

Дискретные каналы, образуемые на основе физических каналов, характеризуются потерей достоверности при передаче дискретных сообщений в пределах 10^-2÷10^-5 ошибки на один е.э. При этом бóльшие вероятности ошибки относятся к дискретным каналам, образованным по магистралям радиосвязи и коммутируемым линиям городских телефонных сетей. Верхние границы характерны для дискретных каналов, образованных в некоммутируемых линиях городских телефонных сетей и каналах систем передачи с ИКМ.

Дискретные каналы образованные на междугородних кабельных и радиорелейных линиях, а так же линии космической связи характеризуются коэффициентом ошибок по е.э. в пределах 10^-3÷10^-4.

Отсюда следует, что система ПДС должна, как правило, повышение верности передаваемых сообщений не два, три и даже 4 порядка.

Требования пользователей систем ПДС к срокам доставки сообщений также весьма разнообразны. По этой характеристике различают 3три типа систем ПДС:

- диалоговые системы, т.е. системы работающие в реальном масштабе времени, когда время доставки сообщений соизмеримо с временем обработки содержащейся в них информации;

- системы запрос – ответ с временем доставки сообщений в пределах нескольких секунд;

- системы, допускающие задержки, превышающие минуты. К этим системам относятся все виды систем передачи телеграфных сообщений.

Подводя итог, отметим, что две основные характеристики систем ПДС тесно взаимосвязаны и во многом противоречивы. Так повышение верности передачи сообщений приводит к увеличению вводимой избыточности и уменьшению средней скорости передачи.