Расчет показателей информационной производительности СПДИ
Защита от ошибок. Помехоустойчивое (канальное) кодирование
Определение эффективной скорости приема сигналов данных и оптимальной длины передаваемых слов
Определение параметров временного УПЛОТНЕНИЯ абонентских СИГНАЛОВ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ
Определение параметров временного объединения/разделения абонентских сигналов с применением помехоустойчивого кодирования
Расчет вероятности ошибки НА выходе приемника и битовой вероятности ошибки на входе и выходе декодера КАНАЛА передачи данных и канала переспроса
Навигация
Определение эффективной скорости приема сигналов данных и оптимальной длины передаваемых слов
Многоканальная система передачи информации
45329
знаков
0
таблиц
11
изображений
4.2 Определение эффективной скорости приема сигналов данных и оптимальной длины передаваемых слов
Для обеспечения заданной достоверности при передаче данных наряду с помехоустойчивым кодированием применяют обратные связи, использование которых также приводит к появлению избыточности и, следовательно, к уменьшению скорости передачи данных.
Эффективная скорость Iэфiисточника информации (или всей СПДИ IэфСПДИ)показывает,как изменится скорость передачи исходного сообщения источника (группового сигнала системы) в канале связи, и зависит от состояния канала связи, оптимальной длины передаваемых слов, числа служебных разрядов, а также типа обратной связи. Как уже было сказано, в канале переспроса рассматриваемой СПДИ действует решающая обратная связь в виде однобитовых посылок импульсов. Поэтому выражение для Iэфiбудет иметь вид:
(4.15)
Для кода Хэмминга вида (15,11) составляющие выражения (4.15) будут иметь значения: nсл =15-1=14 (бит) – разница между общим числом бит слова прямого канала и канала переспроса (nкп=1); к=10 (бит) и r=5 (бит); Ii – информационная производительность источника информации, Рbпк– битовая вероятность ошибки в канале при применении кода (15,11), вероятность ошибки в принятом слове Рсл.
(4.16)
При этом необходимо учитывать время распространения сигналов по каналу tp. Примем 
- для стандартного КТЧ все параметры нормируются к длине канала l=1000 (км); с – скорость распространения радиоволны.
Таким образом, рассчитаем 
:
Эффективная скорость приема сообщений всей СПДИ будет рассчитываться как сумма эффективных скоростей приема сообщений источников:
(4.17)
Следовательно:
Расчеты показали, что в процессе функционирования СПДИ в рассматриваемых условиях, эффективная скорость приема сообщения М-источника информации в приемнике, строго говоря, не равна информационной производительности самого источника информации, т.е.
,
такое же заключение можно сделать и для всей СПДИ, т.е.
Полученные значения и 
(при заданных условиях) показывают, что только на скорости передачи, не превышающей 25.5 (бит/с) сообщение от источника информации к получателю будет передано с предельной достоверностью. И только на скорости, не превышающей 2.04 (кбит/с) информация в СПДИ будет передаваться с предельной достоверностью.
Оптимальной длиной передаваемого слова Кс, как было отмечено, будет слово источника сообщения СПДИ, закодированное помехоустойчивым кодом Хэмминга с параметрами (15,11), при этом длина слова составит Кс=15 (бит).
5. Определение вида синхронизации, используемой в разрабатываемой СПДИ
Для цифровых систем передачи информации, к которым относится разрабатываемая СПДИ, обязательным процессом при передаче сигналов является наличие синхронизации. В нашем случае для организации когерентного приема фазоманипулированных сигналов, а также временного уплотнения/разуплотнения сигналов, поступающих от источников информации, необходимо наличие четырех составляющих процесса синхронизации цифровых сигналов, а именно:
1. тактовой (или фазовой)– для синхронизации фазы поступающей в приемник несущей и ее копии. Этот процесс называется фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ), и характерен для когерентных СПДИ с бинарной фазовой манипуляцией. В результате ФАПЧ демодулятор приемника синхронизируется по частоте и фазе с несущей принятого сигнала.
2. канальной (или символьной) – для синхронизации моментов работы демодулятора приемника в соответствии с временными характеристиками несущей принятого сигнала, дискретно излучаемой передатчиком (т.е. синхронизация по битам (символам)).
3. кадровой – для синхронизации значимых моментов времени при временном способе уплотнения/ разделения каналов. Причем, на передаче - для уплотнения сигналов источников информации (канальных интервалов) в групповой цифровой сигнал (кадр), а на приеме – для разделения группового сигнала (кадра) на сигналы источников информации (временные канальные интервалы).
4. цикловой – для синхронизации значимых моментов времени при временном способе уплотнения/разделения кадров СПДИ. Причем, на передаче – для уплотнения кадров СПДИ в циклы системы, а на приеме – для разделения циклов СПДИ на кадры системы.
Рассмотрим подробнее эти составляющие процесса синхронизации, используемые в СПДИ. Для приемника когерентной бинарной фазовой манипуляции схема фазовой синхронизации будет иметь следующий вид, представленный на рис. 5.1
Рис.5.1 Схема фазовой (тактовой) синхронизации.
Контур ФАПЧ состоит из трех основных компонентов: детектора фазы (1), контурного фильтра (2) и генератора, управляемого напряжением (3).
Для любой СПДИ существуют ошибки синхронизации фазы и частоты принимаемого сигнала. Если контур не способен отследить все фазовые ошибки, то битовая вероятность ошибки будет больше теоретически достижимой, в нашем случае: 
, где β – ошибка рассогласования принятого несущей и опорного сигнала по фазе. В большинстве случаев, принимают β=0.5, тогда
, при 
(5.1)
Для оптимальной демодуляции приемник системы должен синхронизироваться со значащими моментами поступающих цифровых символов. В случае если, исходные данные группового информационного радиосигнала приемнику не известны (как в нашем случае), то в качестве системы канальной (символьной) синхронизации используются синхронизаторы без использования данных. Характерно, что, как и в случае фазовой синхронизации, появляется дополнительная ошибка приема значащих моментов сигнала. [3]
Выражение для битовой вероятности ошибки в этом случае будет иметь следующий вид:
при (5.2)
Чтобы входной цифровой сигнал имел смысл для приемника, приемник должен синхронизироваться с кадровой структурой принимаемого сигнала. Самым простым методом, используемым для обеспечения кадровой синхронизации в системах непрерывного трафика данных (к которым относится разрабатываемая СПДИ), является введение маркера кадровой синхронизации. В нашем случае, в качестве маркера кадра будем использовать отдельный бит, периодически вводимый передатчиком в групповой поток данных (а именно в начало каждого кодового слова). Приемник должен знать период введения бита кадровой синхронизации Тбк, потому как именно в этот промежуток времени система кадровой синхронизации будет сопоставлять (коррелировать) приемный сигнал с эталонной последовательностью.
Для разрабатываемой системы период повторения маркера кадра Тбк будет равен длительности кодового слова Тсл (или временного интервала Тви)
Для различения кадров (временных интервалов) СПДИ принимаемых в групповом сигнале приемником, передатчик излучает с периодичностью Тбц в канал связи маркер цикловой синхронизации (как простейший из вариантов реализации системы цикловой синхронизации). В нашем случае будем использовать отдельный бит, периодически вводимый передатчиком в групповой сигнал (в конце цикла, состоящего из 80 кадров).
Для разрабатываемой системы период повторения маркера цикла Тбц будет равен длительности цикла Тц, а именно: 
Рассчитаем битовую вероятность ошибки для сигналов кадровой и цикловой синхронизации. Аналитические соотношения будут иметь вид:
для кадровой синхронизации:
(5.3)
(5.4)
где 
; 
- рассчитаны ранее; 
- энергия одного бита сигнала кадровой синхронизации, - энергия одного бита сигнала цикловой синхронизации:
(5.5)
(5.6)
IкКС - скорость передачи маркеров кадровой синхронизации, 
- скорость передачи маркеров цикловой синхронизации.
(5.7)
Подставим в (5.3) значение, полученное в (5.7), получим:
Тогда
Для сигналов цикловой синхронизации 
, тогда в выражение (5.6) подставим значение 
. Получим:
.
Тогда
Нарушение кадровой и цикловой синхронизации неминуемо приведет к срыву процесса передачи данных: приемник будет анализировать входящий сигнал до тех пор (при установленной тактовой и канальной синхронизации), пока не распознает маркерные биты кадровой и цикловой синхронизации.
Похожие работы
... 1.5 Уровни помех и линейных затуханий 1.5.1 Электрические помехи в каналах ВЧ связи по ВЛ Электрические помехи имеются в любом канале связи. Они являются основным фактором, ограничивающим дальность передачи информации из-за того, что сигналы, принимаемые приемником, искажаются помехами. Для того чтобы искажения не выходили за пределы, допустимые для данного вида информации, должно быть ...
... взаимной нестабильности несущей частоты излучаемого сигнала и частоты настройки приемника и доплеровского сдвига. 2.2 Расчет энергетических характеристик Качество выделения информации приемным устройством цифровой системы передачи информации, связано с вероятностью ошибки приёма разряда сообщения. Связь между допустимым значением вероятности ошибки Рд и пороговым отношением мощности сигнала к ...
... , , , Где - вероятность ошибки воспроизведения символа . Скорость передачи информации определяется формулой: (бит/с) Пропускная способность дискретного канала связи определяется следующим выражением: , где В каналах без помех . Информационные характеристики непрерывных сообщений. Краткие теоретические сведения. Источник непрерывных сообщений характеризуется тем ...
... образования кодовой комбинации формирователь считывает состояние выходов 1,2, …, 8 ЦР, преобразуя параллельный код в последовательный. Работой узлов кодера управляют устройства генераторного оборудования системы передачи. По мере завершения тактов кодирования преобразователь кода ПК считывает состояние выходов 1…8 ЦР, преобразуя параллельный код в последовательный. Назначение блока выбора и ...
0 комментариев