книги / Многочастотные системы передачи дискретных сигналов

кодовой комбинации определятся из выражений, анало­ гичных выражениям. (5.12) и (5.13):

Рп. К= ЛвИгр [Яп. 94~ (лч. гр/ — 1) Рл. э]•

При использовании в СПДИ НС-кода с разделением шкалы частот на ягр групп и при формировании шч-час­ тотного единичного элемента частотами, которые при­ нимаются из одной группы, а также при равном числе частот в каждой группе лч. гр. * и при яв = лгр вероят­ ности подавления и образования ложной кодовой комби­ нации

Яош = 4 • 10'3.

Таким образом, при использовании для передачи сооб­ щений многочастотной СПДИ без обратной связи гр\дно

получить высокую верность передаваемой информации. Для повышения верности нужно использовать либо избыточное кодирование, либо многократное повторение сообщений. Особенно существенно повышение верности для систем пе­ редачи по радиоканалам, в которых применение обратного канала для повышения помехоустойчивости передачи за­ труднено, в частности при мобильности каПалообразующей аппаратуры.

Избыточное кодирование для сохранения скорости пере­ дачи требует уменьшения времени передачи единичного элемента кодовой комбинации, что, в"свою очередь, ведет к необходимости расширения полосы частот для передачи той же информации. Кроме того, применение избыточного кодирования эффективно только в том случае, когда помехи искажают небольшое число элементов кодовой комбинации. Если код предназначен для исправления лишь одиночной или двойной ошибки, то применение его в условиях зами­ раний радиоканала не имеет смысла [40], а при ограничен­ ном времени передачи применять код, исправляющий более двух ошибок, невозможно из-за большой избыточности при кодировании.

Таким образом, одним из. наиболее эффективных мето­ дов повышения верности передаваемой информации в систе­ мах без обратного канала является многократная пере­ дача, которая может представлять собой как одновремен­ ную передачу одних и тех же сообщений по нескольким ка­ налам, так и многократное повторение сообщений по одному каналу, который можно представить множеством каналов, разнесенных во времени, и чем меньше корреляция между условиями работы каналов, тем меньше вероятность ошибоч­ ного приема информации. Например, применяя многочас­ тотный НС-код, можно осуществить многократную переда­ чу информации без существенного снижения ее относитель­ ной скорости. Можно ввести аналог трехкратному повторе­ нию за две временные позиции, если за каждой группой сочетания разрядов двоичного кода строго закрепить час­ тотные сочетания в каждой из двух временных позиций, где первая временная позиция двухчастотная, а вторая — одно­ частотная. Д ля передачи можно использовать три группы частот по четыре частоты в каждой группе (рекомендация У-30 МККТТ) и передавать одну *и ту же информацию двумя временными позициями: один раз двухчастотным со­ четанием, а второй — одной частотой, которая передает те

же разряды двоичного кода, что и первая временная пози­ ция. Для организации первой временной позиции можно использовать две крайние группы частот (первую и тре­ тью), а для второй — вторую группу частот. Построение временных позиций для1передачи разрядов двоичного кода показано в табл. 2 .

Таблица 2

Для передачи по каналу связи всю информацию, кото­ рая поступает в виде последовательности двоичных разря­ дов, разбивают по два разряда и при помощи единичных эле­ ментов многочастотного НС-кода передают в канал. Одна кодовая комбинация НС-кода с единичными элементами разного веса, содержащая две временных позиции, обес­ печивает трехкратное повторение передаваемой информа­ ции. В рассматриваемом случае НС-код имеет большую избыточность, которую можно значительно уменьшить, при­ меняя более сложное кодирование.

Устраняют возможные ошибки, вызванные ложным при­ емом частот в приемнике, с помощью логической (числовой) защиты принимаемых единичных элементов в сочетании с исключающим приемом. Логическая защита основана на условии, согласно которому единичный элемент фиксируют, если этот элемент содержит заданное условиями передачи количество частот (элементарных сигналов) при обязатель­ ном отсутствии остальных частот. Для рассматриваемого случая (табл. 2) при двухчастотных единичных элементах это условие можно записать:

/г/г/:*/«/я • • • Ш ю /п /12*

а для одночастотн

/ 1 ■• • Ш Ш . • • • / 12 '.

/ 1 • • • Л/б/в^/в/о • • - ? 1 г1

• • • Лз!

причем условия для двухчастотных и одночастотных еди­ ничных элементов взаимосвязаны. Логическая защита разрешает фиксацию кодовой комбинации, если были прн-

Рнс. 43. Схема приемного устройства многочастот­ ных сигналов с трехкратным повторением

няты три или две из трех'частот. из первого и второго еди­ ничных элементов кодовой комбинации. Согласно табл. 2

Функциональная схема приемного устройства для рас­ сматриваемого случая показана на рис. 43. Данное' прием­ ное устройство предназначено для приема одной кодовой комбинации, состоящей из двух единичных элементов, с п'о- лучением любого сочетания частот, принадлежащих данной комбинации. Вероятность ошибки в СПДИ с многократным повторением зависит от числа повторений. Для каналов с независимыми ошибками при трехкратном повторении [19]

повторением верность передачи можно существенно повы­ сить. Для получения более высокой верности нужно увели­ чивать число повторений.

3. М НОГОЧАСТОТНЫ Е СИСТЕМЫ П Е РЕ Д А Ч И

С О БРА ТН О Й СВЯЗЬЮ

Помимо использования избыточных кодов и многократ­ ного повторения верность передачи информации можно повысить, введя обратный канал для организации обратной связи. Структурная схема СПДИ. с обратной святые изоб­ ражена на рис. 44.

Используя многочастотны и НС-код, можно построить несколько систем передачи дискретной информации с об­ ратной связью с использованием: РОС при квитировании кодовой комбинации в целом; РОС при квитировании каж­ дого /йч-частотного единичного элемента кодовой комбина­ ции; с использованием ИОС при поэлементном сравнении.

Использование в системах передачи РОС и ИОС позво­ ляет изменять скорость передачи информации в соответствии с изменением уровня помех и интенсивности кратковремен­ ных прерываний в кандле связи. Применение обратного канала в СПДИ позволяет полностью устранить подавление передаваемой кодовой комбинации.

Определим вероятность возникновения ошибки для СПДИ с использованием канала обратной связи. Для сис­ тем с РОС при квитировании кодовой комбинации в целом вероятность ошибки составит

щего единичного элемента из переданного при передаче по обратному каналу.

Если квитирующий единичный элемент строится по аналогии с единичными элементами кодовых комбинаций, то вероятность его ложного приема

Подставив выражения (5.12), (5.13) и (5.17) в выра­ жение* (5.16), получим

Рош, = л„щч (лч — тч) Рп 9РЛ, э [1 + т чРп. э +

Для системы передачи дискретной информации с РОС при квитировании каждого единичного элемента кодовой комбинации вероятность ошибки

Для системы с* ИОС при поэлементном сравнении ве­ роятность возникновения ошибки определяется из выра­ жения

Построение СПДИ. В схемном отношении из рассмотрен­ ных СПДИ наиболее просто реализуется система с РОС при квитировании каждого единичного элемента кодовой ком­ бинации. Структурная схема полукомплекта такой СПДИ с РОС изображена на рис. 45.

Система передачи работает следующим образом. Инфор­ мация в виде импульсов двоичного кода с выхода фотосчи­ тывающего устройства ФУ поступает в согласующее уст­ ройство СУ, которое предназначено для 'управления ра­ ботой ФУ. С его выхода информация поступает в кодер К, где кодовые комбинации двоичного кода преобразуются в- соответствующие кодовые комбинации НС-кода. Кодер К управляет передатчиком 171, которым является формиро^ ватель многочастотных сигналов, и многочастотные сигна­ лы НС-к*да поступают в прямой канал связи. Многочас­ тотные единичные элементы кодовых комбинаций из канала связи приходят на приемник частотных сигналов ПР1 на

приемной станции. Приемник ПР1 состоит из усилителя с автоматической регулировкой усиления, полосовых фильт­ ров и пороговых элементов (при аналоговом приеме). С выхода приемника ПР1 выделенные рабочие частотные сигналы поступают в декодер Д/С, служащий для преоб­ разования кодовых комбинаций НС-кода в комбинации двоичного кода. Далее, кодовые комбинации двоичного кода поступают в буферное устройство БФУ, и на перфо­ ратор ПРФ для фиксации на перфоленте.

Рис. 45. Структурная схема полукомплекта темы передач с РОС

После приема каждого единичного элемента кодовой комбинации НС-кода из декодера Д К выдается импульс в блок управления Б У для включения передатчика квити­ рующих сигналов П2, который выдает сигналы подтвержде­ ния приема каждого из единичных элементов кодовой ком­ бинации по обратному каналу. Частотные квитирующие сигналы из обратного канала попадают на приемник кви­ тирующих сигналов ПР2 передающей станции, где выде­ ляются и подаются на блок управления БУ1 передающей станции для управления работой кодера К и согласующею устройства СУ. Таким образом, переключение перед лш ка прямого канала для передачи единичных элементов кодо­ вых комбинаций производится только после получения под­ тверждения о их приеме приемной станцией. При отспсгвии квитирующих сигналов по какой-либо причине (на­ пример, при обрыве одного из каналов связи, при значи­ тельном повышении уровня помех, или при прерывании

канала связи) передача единичных элементов по прямому каналу продолжается до получения квитирующего единич­ ного элемента на него.

Организуя передачу информации при помощи СПДИ по коммутируемым телефонным каналам с двухпроводным окончанием, необходимо организовать передачу единич­ ных элементов кодовых комбинаций и квитирующих сиг­ налов в разных диапазонах и разделить их с помощью диф­ ференциальных систем и фильтров. Возможно также пост­ роение, и других СПДИ с использованием многочастотного НС-кода, таких, например, как систем*.! с безадресным и адресным запросами искаженной информации.

СПИСОК Л И Т Е РА Т У РЫ

1.Аналоговые интегральные схемы. Элементы, схемы, сиси мы

яприменення/Под реД. Дж. Коннели. М., Мир, 1977.

2.А. с. 366489 (СССР).

3.Бомштейн Б. Д., Киселев Л. К., Моргачев Е. Т. Методы борь­

бы с помехами в каналах проводной связи. М., Связь, 1975.

4.Введение в цифровую фильтрацию /Под ред. Р. Богнера, A. Константинндиса. М., Мир., 1976.

ские цифровые корреляторы. М., Энергия, 1971.

8. Данчеев В. П. Цифро-частотные вычислительные устройства.

М., Энергия, 1976

9.Дельта-модуляция/М. Д. Венедиктов, Ю. Н. Женевский, B. В. Марков, Г. С. Эндус. М., Связь, 1976.

10.Жураковский Ю. П., — В кн.: Приборы и системы автома­ тики, Респ. межвед. темат. научно-техн. сб., 1971, Вып. 20.

11.Жураковский Ю. П. — Вести. Киев, политехи. нн-та.Сср. Автоматика и электропрнборостроенне, 1975, Вып. 12.

12.Жураковский Ю. П., Рай Л. И. — Вести. Киев, политехи, ян-та. Сер. Автоматика и электроприборостроение. 1978. Вып. 15,

13.Зарецкий т . М., Мовшович М. Е. Синтезаторы частоты с кольцом фазовой автоподстройкн. Л., Энергия, 1974.

14.Защита от радиопомех /М. В. Максимов, М. П. Бобнев,

Б.X. Кривицкий и др. Сов. радио, 1976.

15.Зелнгер Н. Б. Основы передачи данных. М., Связь, 1974.

16.Зелинский Д. И., Лучук А. М., Паук С. М. Приемники дис­

кретных многопозиционных сигналов. Киев, Наук, думка, 1975.

17.Зиновьев А. Л., Филиппов Л. И. Введение в теорию сигналов

ицепей. М., Высш. школа, 1975.

18.Зюко А. Г. Помехоустойчивость и эффективность систем свяен. М., Связь, 1972.

19.Зюко А. Г., Коробов Ю. Ф. Теория передачи сигналов. М., Связь, 1972,

20.Каневский 3. М. Передача сообщений с информационной об­ ратной связью. М.. Связь, 1969.

21.Катков Ф. А. Телеуправление. Киев, Техюка, 1967

22.Катков Ф. А., Дидык Б. С., Стулов В. А. Телекс.

Киев, Вщ ца школа, 1974.

23.Катков Ф. А., Жураковский Ю. П. — В кн.: Приборы и сис­

темы автоматики, 1971. Вып. 17.

24.Кловскнй Д. Д. Теория передачи сигналов,— М. Связь,

1973.

25.Кодирование информации (двоичные коды)/Н.Т. Березюк, Д, Г. Андрущенко, С. С. Мощникнй и др. Харьков, Вища школа, 1978.

26.Козубовский С. Ф. — Автоматика. 1963, М I.

27.Козубовский С. Ф. Корреляционные экстремальн

мы. Киев, Наук, думка, 1973.

28.Коржик В. И., Финк Л. М. Помехоустойчивое кодирование Дискретных сообщений в каналах со случайной структурой, М., Связь, 1975.

29.Корн Гм Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. А1., Наука, 1973.

30.Котельников В. А. Теория потенциальной помехоустойчи­ вости. М., Госэнергонздат, 1956.

31.Котов П. А. Повышение достоверности передачи цифровой информации. М., Связь, 1966.

32. Кузьмин И. В., Кедрус В. А. Основы теории информации

икодирования. Киев, Вища школа, 1977.

33.Курочкин С. С. Многоканальные счетные системы и корре­

лометры. М., Энергия, 1972.

34.Ланкастер П. Теория матриц. М., Наука, 1978.

35.Луценко А. Н.— Вести. Киев, политехи, ин-та. Сер. Авто­ матика п электроприборостроение. 1974. Вып. 11.

36.Лучук А. М. Устройства передачи дискретной информации. Киев, Техмка, 1978.

37.Мак-Кракен Д. Д., Дорн У. Численные методы и програм­ мирование на ФОРТРАНе. М., Мир, 1977.

38.Никольс М. X., Раух Л. Л. Радиотелеметрия. М., ИЛ.

1953.

40.Ленин П. И. Системы передачи цифровой информации М., Сов. радио, 1976.

41.Передача информации с обратной <кяэьк> ф . М. Канев­ ский, М. И. Дорман, Б. В. Токарев, В. В. КфФямннн. М., Связь,

1976.

42.Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой об­ работки сигналов. М., Мир. 1978.

43.Финк Л. М. Теория передачи дискретных сообщений. М..

Сов. радио,1 1970.

44. Фнхтенгольц Г. М. Курс дифференциального и интеграль­ ного исчисления. М., Наука, 1969.

46. Харкевнч А. А. Борьба с помехами. М.. Фнзматгнз. 1963. 46. Шляпоберский В. И. Основы техники передачи дискретных

сообщений. М., Связь, 1973.

47.Яковлев В. Н. Импульсные генераторы на транзисторах. Киев. Техшка, 1968.

48.ЬоскЬаг! О. В. — Тке КасИо ап8 Е1ес1гоше Епетеег — 1972, Уо1. 42, N 12.

49.Москпаск! \У. Апа1о|*о\уа те1ос1а с1е1екс]1 Ы$(16\у \у 1гапз- ш!5]1 Запуск. \Угос1а\у, 1пз1у1и1 СуЬете1ук1 1есктс2пе] Ро1йескТ11к! \Угос1а\узк1е], 1975, N 272.

50. 51ШОП М. К.. З т й к Л. О. — 1ЕЕЕ Тгапз. оп Срш., 1973, N0 10.

51.Ткотаз С. М., АУеЫпег М. V.; Оиггаш 5. Н .— 1ЕЕЕ Тгапз. оп Сот., 1974, N0 2.

52.\Уа11з Э. О. — Тке Ргос. о! 1Ье 1ЕЕ, 1962, N0 15.

53. 2кигакоу$ку У. Р. — 1ЕЕЕ Тгапз. оп С от., 1976, N0,9.