Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Многочастотные устройства передачи дискретной информации

..pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
6.03 Mб
Скачать

где NK— количество каналов связи; — количество вре­ менных позиций в кодовой комбинации телеграфного кода (при старт-стопной аппаратуре Пв = 7,5).

Отношение скоростей передачи

 

О

_

пви6

 

v'

Nnv6nn*

Если

скорость передачи

посылок не изменяется, то

= ив,

тогда

 

«в

 

V

 

Результаты расчетов для приведенных вариантов кодов по сравнению со старт-стопной аппаратурой приведены в табл. 3. При передаче дискретной информации по теле-

Код

Сменнопосылочный неприводимый

Таблица 3

Количество пере­ даваемых знаков.

Количество теле­ графных каналов сйязн NK

Количество вре­ менных позиций

Кодовое расстоя­ ние dK

Скорость пере­ дачи, %

16

2

2

2

187,5

48

2

3

2

125

12

2

3

4

125

36

3

2

2

125

18

3

2

4

125

Частотный:

 

 

 

 

 

на одно

сочетание . . . .

11

3

1

2

250

разделение при помощи вспомо­

 

 

 

 

 

гательной комбинации .

39

5

1

2

150

Частотный:

12

 

 

 

 

на одно

сочетание ...............

4

1

2

187,5

разделение при помощи удвое­

 

 

 

 

 

ния кодовых комбинаций

32

6\

1

2

125

Сменнокачествеиный неприводи­

16

4

2

2

94

мый

,

 

 

36

6

2

2

62

 

 

36

3

3

2

83

В результате принимается решение, что передается тот сиг­ нал, для которого выходные напряжения максимальны.

При втором способе выходные напряжения каждого фильтра сравниваются в приемнике с некоторым пороговым уровнем, при превышении которого фиксируется наличие сиг­ нала. Второй способ приема сигналов обладает несколько меньшей помехоустойчивостью, чем первый, однако более простым схемным решением. Способ раздельного приема сигналов с различными частотными признаками при использовании реальных приемных устройств и рассмотрен в данной работе. При этом способе возможно одновременное появление нескольких сигналов. Уменьшение вероятности образования ложных команд достигается применением раз­

личных

защит: повторение знака, защита

по

постоянному

или четному

числу

импульсов в принимаемом

коде и т. д.

Так

как

полоса

частот в канале связи

ограничена, то

при большом количестве знаков используются кодовые ком­ бинации, элементарные сигналы которых передаются парал­ лельно и последовательно. Существует два способа дешиф­ рации кодовых комбинаций: поэлементный и в целом. При поэлементном приеме знак опознается последовательной ре­ гистрацией каждой из посылок, составляющихкодовую комбинацию, при приеме в целом — оценкой всей комбинации кода в целом. Поэлементный прием распространен значительно шире приема в целом из-за более простых решений прием­ ного устройства. Прием в целом обеспечивает более высокую помехоустойчивость при кодировании с большой избыточнос­ тью, однако при кодах без избыточности (или с малой

избыточностью) он не имеет никаких

преимуществ

перед

поэлементным приемом.

 

 

При расчете вероятности подавления знака и вероятности

ложного

приема для сменнопосылочного

кода следует иметь

в виду,

что информация передается в данном случае

кодо­

выми комбинациями, состоящими из пъдвухчастотных посылок. Паузы между посылками кода и кодовыми комбинациями отсутствуют. Условимся, что в приемнике осуществляется поэлементный прием и применяется защита по числу одно­ временно принимаемых сигналов, при которой одновременный прием двух и более сигналов приводит к отказу в приеме посылки. Вероятность подавления знака определяется в из­ вестных пределах суммой:

Ра. к = Pal + Рп2 Рnftjj*

После упрощений получаем

р11 ^ о р

*П А* п. Э-

3.Сигнал подавляется на одной из позиций и одновре* менно возникает не менее двух ложных срабатываний. Ве­ роятность события

P i " = 2 Р „ . , ( 1 - Р „ .,) [ 1 - ( 1 - Р „ .

-

Или

РП /52 2 (Яц 2 ) Р п. эР л. э*

\

4. Сигнал подавляется на двух позициях, ложных сра­ батываний нет. Вероятность события

p W __ р2

/1 __ р

2 ^ р 2

5. Сигнал подавляется на двух позициях и возникает одно ложное срабатывание. Вероятность события

Рп = Р п . э (я„ — 2) Р л . э (1 — Р л . э) 4 J52 (Яц 2 ) Р ц. эР л . э-

6. Сигнал подавляется на двух позициях и возникает не ме­ нее трех ложных срабатываний. Вероятность события

Рп1= Pi.. [1 - (1 - Рл. , f ~ 2- ci4- ,P i.,( i - Рл. ,Г"“51«

^ 2 (Яч 2) Р^. 9Рл. 9.

Вероятность подавления посылки кодовой комбинации равна сумме выше приведенных вероятностей:

РП ^ {рч

2) Р л. Э + 2 Рп. Э + 2 (я ч

2 ) Рл. эРп. э ~Ь

Н~ Рп. Э “Ь (Я ч

2) Рп, ЭРл. Э 4“ (Я ч

2) Рп . эРл. э*

Отбросив величины второго и третьего порядка, получим при двухчастотном сигнале

Р п /52(яч — 2) Рл. э + 2Р п. з-

(24)

Для /яч-частотиого сигнала вероятность подавления посылки комбинации кода

Р п ^ 2 (Яч — ягч) Р л . э "Ь Я2чР п . э*

Ложный прием посылки может произойти в следующих случаях.

1 . Подавляется один из двух элементарных сигналов и одновременно возникает ложный сигнал, который с остав­ шимся неподавленным сигналом составляет разрешенную по­

сылку. Вероятность

события

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р * =

2 Я „ . , ( 1 -

Я „ . , )

л . , ( 1 —

Р л . . Г ’ " 3 .

 

где

— количество

взаимных

переходов

одной

посылки

в другую.

 

 

 

 

 

 

1. то PJlim 2 S 1Pn, 9РЛ. 9.

 

Если учесть, что Р п. э <

1, Р л. э<

 

2.

Сигнал подавляется на двух

частотных позициях, воз­

никает

два

ложных

срабатывания

на

соответствующих час­

тотных позициях. Вероятность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р л2 =

P i A

P i . , о

-

я*, э )" '- 4.

 

 

Или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рл2

 

 

р2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S 2P S. э“ Л. 9f

 

 

 

 

где

S2 — количество

переходов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Вероятность ложного

приема

 

посылки

Р л равна

сумме

вероятностей Р Л1 и

Р Л2. В связи с тем,

что

Р л2<

Рль

то Р л

будет

определяться

вероятностью

Р ль

т. е.

 

 

 

 

 

 

 

Р л ^ 2 5 1Р п.зР л .э.

 

 

 

(25)

При /п,-частотном сигнале вероятность ложного приема посылки

Рл ^ ITI4S1Pп. эРл.

Подставив значения (24), (25) в формулы (21), (22), по­ лучим для двухчастотного сигнала

Рп. к ^ 2 [(/2ч 2) Р л. э Н” 2Рп. a]l

(26)

Р л . ^ 2 ( 5 1 , + 5 Г )Р п.зРл.э,

 

где S{,

S i — количество взаимных переходов соответственно

при приеме первой и второй посылок.

 

При

Si -f- Si

= S

Pя. К

2SPп . 9P Л .

 

Аналогично

при /7г,-частотном сигнале

 

 

Р п . к 'r^' flz [(Я ,

fnч) Р л. э "Ь Я1чРп.

 

Ял. К J5*

« А

. А

. э IS,’ + s r

н--------- h s N ] .

(26а)

При

S,' =

S f +

+ SJ“1 =

S

 

 

 

 

Ял. к n* fflvSPл. зЯл. 3»

(2 7 )

Вероятность ошибки при приеме кодовой комбинации равна сумме вероятностей Р п. к и Р„. к. Для двухчастотного сигнала

 

 

РОШ

ftj}[(ПЧ

2) Рл. э +

2Рп. э] “Н 2SPп. ,эРл/э*

 

При передаче дискретной информации /п,,-частотными сиг

налами

 

вероятность ошибки

 

 

 

 

Р ош

 

И в [(rtij

/72ч) Р л . э]

“Ь

 

 

 

 

*4“ ШчРл. э!

 

m4SPп. эР л .

э-

 

 

 

 

При

 

исследованиях,

 

про­

 

 

 

 

веденных

на

ведомственных

 

 

 

 

каналах

связи

угольного

 

ком­

 

 

 

 

бината

 

«Ростовуголь», получи­

 

 

 

 

ли

вероятность

 

подавления

 

 

 

 

Рл. э =

0,5 • 10-3 ч - 10 "4

 

при

 

 

 

 

длительности сигнала не менее

 

 

 

 

5 мсек. При испытаниях аппа­

 

 

 

 

ратуры

 

передачи, информации,

 

 

 

 

разработанной

на

кафедре

ав­

 

 

 

 

томатики и телемеханики Киев­

 

 

 

 

ского

политехнического

 

ин­

 

 

 

 

ститута,

 

эти

величины

под­

 

 

 

 

твердились.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кривые

Р п.к

и

Р л. к,

 

рас­

 

 

 

 

считанные по формулам

(26а),

 

 

 

 

(27) для разных значений Р п. э,

 

 

 

 

Р л. э и

 

S,

при

пч =

6, тч = 2 ,

Рис. 3. График изменения Рп к

«в =

2

 

показаны

на

рис. 3.

 

и Рл' к в зависимости от вероят­

Вероятность

ложного

приема

ности подавления

элементарно­

кодовой

 

комбинации

на

не­

 

 

 

го сигнала:

сколько порядков меньше веро­

 

 

1 ~

Р д . Э~ Р п. э>

Рл.

9*

ятности

подавления.

Поэтому

В

Рл. 9 — ®№Рп. 9' 4

Рл. 9 —

вероятность

ошибки определя­

= 0.1Р„. э> —Для 5 = 2;-------для

ется

в

 

основном

вероятнос­

 

 

 

S = 3.

 

 

 

 

 

тью' подавления

кодовой

ком­

 

 

 

 

бинации. Так как вероятность подавления кодовой ком­ бинации составляет 10~3— 10 *, а при передаче производ­ ственно-технической информации вероятность ошибки не должна превышать значений К )'5— 10~е, то для получения необходимой достоверности передачи применяются специаль­ ные методы уменьшения ошибок.

6. Методы повышеппя достоверности передачи информации

неприводимым сменнопосылочным кодом

Все известные методы повышения достоверности пере­ дачи информации можно разделить на четыре основные группы.

1. Повышение достоверности передачи за счет увеличе­ ния вероятности приема каждого „ элементарного сигнала

вотдельности.

2.Повышение достоверности передачи за счет повторе­ ния отдельных сигналов или сообщений с последующим накоплением.

3.Применение1 кодов, обнаруживающих ошибки, с по­ следующим переспросом неправильно принятых сообщений (кодовых комбинаций).

4.Применение кодов, исправляющих ошибки. Сменнопосылочный :код относится к кодам; обнаружи­

вающим

ошибки. Достоверность

можно

повысить

путем

переспроса неправильно принятых

знаков.

Для организации

систем с

переспросом необходим канал

обратной

связи,

по которому можно передавать

информацию от приемника

к передатчику. Применяя канал обратной связи, можно устра­ нить подавления знаков. Дальнейшее повышение достовер­ ности передачи можно получить, если использовать соответ­ ствующим образом избыточность кода,

 

 

м __

г ___

loga М

 

 

 

 

*

1°б*Л1макс’

 

где

log2M — количество

информации, требуемое для

пере­

дачи

сообщений;

log2 Л4макс— максимальное количество ин­

формации, получаемое при одних и тех же параметрах

кода.

Д ля передачи

сообщений

алфавитом в 32 знака необхо­

димы шесть частотных позиций. При пч = б и тч = 2 можно получить 56 кодовых комбинаций. Избыточность, получаемая

при

этом, равна

 

 

 

 

и _ I __loga 92

= 0,17.

 

 

 

loga 56

 

 

И з

выражения (27) достоверность определяется

коэффициент

том

взаимных переходов S.

Задача заключается в том, чтобы

из полного объема кодовых

комбинаций выбрать необходи­

мое

количество комбинаций,

для

которых 5

минимальное.

При построении, комбинаций сменнопосылочного кода со­ четания из /гч используемых частотных позиций по тч час­ тот в каждой посылкеделятся на группы, количество которых равно числу посылок пв>составляющих кодовую комбинацию. При произвольном разбиении сочетаний не во всех случаях можно получить минимальное значение S. Для рациональ­ ного использования избыточности кода сочетания можно разбить на группы по следующему принципу: в первую

группу входят сочетания, составленные из

соседних эле­

ментов, во

вторую — сочетания, составленные

из элементов,

отстоящих

друг от друга на один

элемент, и т. д. При

тч = 2 получаем

 

 

 

I группа; 12,23,___ _ пч1

 

 

II группа: 13,24, . . . , пч2

 

Количество групп и сочетаний в

группе

при такой раз­

бивке зависят от общего количества элементов пч. При пч

-

ПЧ

четном и тч — 2

количество групп равно у , из которых одна со-

я„

держит ~2 сочетаний, а остальные— — 1 групп по пчсочетаний.

_ _ Пч — 1 При пц— нечетном и тч = 2 количество групп равно— ^— ,

Все группы содержат по пч сочетаний. Каждая группа со­ четаний характерна тем, что при подавлении одного эле­ мента коэффициент взаимных переходов в группе 5 = 1 .

Если формировать посылки кодовых комбинаций из от­ дельных групп сочетаний (например, первые посылки из пер­

вой

группы,

вторые

из

второй

группы

и т. д.), то получим

коэффициент

взаимных

переходов

в посылках S{ — S" = 1,

а в комбинации кода он равен двум.

 

При формировании определенных посылок из разных групп

(первые

посылки из

первой и

второй,

вторые — из третьей

и т .

д.)

коэффициент

взаимных

переходов в кодовой ком­

бинации равен количеству групп, принятых для образования комбинаций кода. Применяя вышеизложенный принцип раз­

биения сочетаний, при пч =

6

получим следующие три группы

с 5 = 1:

 

 

 

 

 

 

/

12

23

34

45

56

61

/ /

13

24

35

46

51

62

III

14

25

36.

 

 

 

 

Эти группы изображены на рис. 4.

l l

 

 

 

Комбинируя между собой сочетания l u

групп, по*

лучаем М = 6

6 = 36 при 5 = 2. А комбинируя сочетания

/

и / / /

групп

или

I I и I I I у получаем М =

6

3 = 18

ком­

бинаций

кода.

При

S =

3 M = (6 + 6 ) x 3

= 36 или

М =

=

6 (6 +

3) =

54 кодовых

комбинаций. При М =

32 посылки

необходимо формировать соответственно из первых двух групп.

Кодовые

комбинации

при

5

: 2

приведены в табл.

4.

 

 

Jspynna

 

IIгруппа

 

Вероятность

ошибки

при

 

передаче

сообщений

сменно­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

посылочным .кодом и

наличии

 

 

 

 

 

канала

 

обратной связи

РОШ—

 

 

 

 

 

=

4Р П. А

. э- При наибольшей

 

 

 

 

 

вероятности

подавления

эле­

 

 

 

 

 

ментарного

сигнала,

 

равной

 

 

 

 

 

0,5 * 10-3 , и симметричном ка­

 

 

 

 

 

нале

СВЯЗИ

Рот =

4

 

0,5 х

 

 

 

 

 

X Ю“ 3

 

0,5

10-3= 10-°. Про­

 

 

 

 

 

извольная

разбивка сочетаний

 

 

 

 

 

на

группы значительно

увели­

 

 

 

 

 

чивает

 

вероятность

ошибки.

 

 

 

 

 

Обычно для

получения

36 ко­

 

 

 

 

 

довых

комбинаций, состоящих

 

 

 

 

 

из двухчастотных посылок, со­

Рис. 4. Группы сочетаний.

 

четания

на

группы разбивают­

 

 

 

 

 

ся

так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

12

13

14

15

16

23

 

 

 

 

 

 

I I

24

25

26

34

 

35

36.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4

Комбинация кода

Комбинация кода

 

Комбинация кода

Комбинация кода

1-я по­

2-я под­

1-я по­

2-я по­

1-я по­

 

2-я по­

1-я по­

 

2-я по­

сылка

сылка

сылка

сылка

 

сылка

 

сылка

сылка

 

сылка

12

13

23

46

 

45

 

 

13

56

 

 

46

12

24

23'

51

 

45

 

 

24

56

 

 

51

12

35

23

62

 

45

 

 

35

56

 

 

62

12

46

34

13

 

45

 

 

46

61

 

 

13

12

51

34

24

 

45

 

 

51

61

 

 

24

12

62

34

35

 

45

 

 

62

61

 

 

35

23

13

34

46

 

56

 

 

13

61

 

 

46

23

24

34

51

 

56

 

 

24

61

 

 

51

23

35

34

62

 

56

 

 

35

61

 

 

62