Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей. Курсовой проект по дисциплине Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей Расчет основных параметров системы пдс
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
2k – суммарный коэффициент нестабильности задающего генератора S – емкость реверсивного счетчика, который предназначен для выявления постоянно действующих фазовых расхождений, l – отношение числа принятых входных импульсов n к числу поступивших значащих моментов. При отсутствии значащих моментов l=∞ и εстат=∞, т.е. тактовая синхронизация невозможна. При приеме телефонных точек l=1, в реальных условиях l=2..3. Динамическая погрешность – случайная величина, подчиняется Гауссовскому закону с плотностью распределения вероятностей:    Время вхождения в синхронизм зависит от первоначального расхождения по фазе между ТИпер/пр, зависит от величины расхождения по фазе и может быть 2 крайних случая при включении аппарата: Полная синфазность (случайный момент регистрации входящих импульсов располагаемся посреди импульсов); Фазовое расхождение максимально (t0/t). Время синхронизации:  Время поддержания синфазности – время, в течение которого фаза синхроимпульсов не выйдет за допустимые пределы при прекращении работы устройства тактовой синхронизации.  где  – величина теоретической исправляющей способности. Тогда  ,где μ определяется способом регистрации и заранее известно, то увеличение tПС при заданной скорости дискретной модуляции можно достигнуть только уменьшая коэффициент нестабильности задающих генераторов. Вероятность срыва синхронизации – возможность того, что фаза синхроимпульсов под действием помех сместится на величину, большую, чем  . В этом случае нарушается работа цикловой синхронизации, т.к. правильная регистрация фазирующих для работы цикловой синхронизации будет невозможна.Уменьшить вероятность срыва синхронизации Pсс можно путем увеличения емкости реверсивного счетчика. 3.4 Решение задачи Определить реализуемо ли устройство синхронизации без непосредственного воздействия на частоту задающего генератора, обеспечивающее погрешность синхронизации ε=3,2% со следующими характеристиками: время синхронизации не более 1 с; время поддержания синфазности не менее 10 с; среднеквадратическое значение краевых искажений равно 10% (от длительности единичного элемента); исправляющая способность приемника 45 %; коэффициент нестабильности генераторов 0,000001; скорость модуляции для своего варианта рассчитайте по формуле: B=(600+10N) Бод. Решение: Для решения задачи реализации, необходимо определить емкость реверсивного счетчика S. Если емкость отрицательная, то такое устройства не может быть реализовано. Составим систему уравнений:  где  и   откуда:  Выразим емкость реверсивного счетчика:  где   Емкость счетчика получилась отрицательной, следовательно, устройство синхронизации, обеспечивающее погрешность синхронизации ε=3,2%, не может быть реализуемо. Системы ПДС с ОС Классификация и принцип работы систем с обратной связью Системы без обратной связи позволяют в условиях стационарного канала получить заданную вероятность ошибки. Однако большинство реальных каналов относится к числу нестационарных – качество канала меняется во времени. При этом корректирующий код, исправляющий ошибки, можно выбрать исходя или из средней вероятности ошибки, или из максимального значения вероятности ошибки. В первом случае заданная вероятность не будет обеспечена при плохом качестве канала, во втором случае потребуется введение слишком большой избыточности. Напрашивается мысль о целесообразности изменения избыточности по мере изменения характеристик канала связи. С ухудшением качества канала вводимая избыточность увеличивается, и, наоборот, по мере улучшения качества канала она уменьшается. Системы, в которых меняется избыточность с изменением качества канала, относятся к числу адаптивных. В этих системах между приемником и передатчиком помимо основного (прямого) канала имеется вспомогательный (обратный) канал. Следует заметить, что системы без обратной связи используются обычно тогда, когда нельзя организовать обратный канал или когда предъявляются весьма жесткие требования ко времени задержки сообщений. Временем задержки кодовой комбинацииназывается время от момента выдачи ее первого элемента источником сообщений до момента получения последнего элемента комбинации получателем сообщений. Системы с обратной связью характеризуются повторением кодовых комбинаций, в которых обнаружены ошибки. Решение о необходимости повторения может выноситься на приеме (системы с решающей обратной связью – РОС) или на передаче (системы с информационной обратной связью – ИОС). 4.1.1 Системы с информационной обратной связью В системах с информационной обратной связью (ИОС) по обратному каналу посылаются квитанции о принятом блоке. Это может быть сигнал, подтверждающий прием каждого блока (полная ИОС), либо сигнал, подтверждающий прием гриппы блоков (укороченная ИОС). Простейшим вариантом системы является ретрансляционная ИОС, в которой в качестве квитанций используются блоки, посылаемые от приемника информации к передатчику по прямому каналу связи. Структурная схема ретрансляционной ИОС приведена на рис. 4.1.  Рисунок 4.1 – Структурная схема ИОС Алгоритм работы системы с ИОС следующий. Очередной блок информации поступает от источника сообщений ИС, кодируется кодирующим устройством КУ, посылается в прямой канал связи передатчиком ПрдП и запоминается в ЗУ1. На станции Ст.Б блок, принятый приемником ПрмП, помещается в запоминающее устройство ЗУ2 и возвращается в виде квитанции передатчиком ПрдО но обратному каналу связи па станцию Ст.А. Принятый на Ст.А приемником ПрмО блок сравнивается с хранящимся в ЗУ1 блоком, и результаты сравнения отрабатываются управляющим устройством УУ. Возможны две ситуации: если блоки идентичны, то УУ выдаст команды: “блокировка" для датчика сигнала “стирание" ДСС: “стереть информацию" для ЗУ1; “продолжить ввод информации” для ИС. В прямой канал связи поступает очередной блок информации, если в блоках обнаружено несовпадение, то УУ выдает команды «послать сигнал стирания» для ДСС; «передать повторно хранимый блок» для ЗУ1; «приостановить ввод информации» для ИС. В прямой канал связи повторно посылается тот же блок, предваренный сигналом «стирание». На Ст.Б так же возможны две ситуации: если поступил блок без сигнала "стирание", то анализатор сигнала “стирание" не срабатывает и это является сигналом для ЗУ2 о выдаче хранимого блока в декодирующее устройство ДУ и далее получателю сообщения ПС. В ЗУ2 будет записан очередной блок, и он же в виде квитанции отправится по обратному каналу связи на станцию Ст.А; если в поступившем блоке есть сигнал “стирание”, то АСС на него отреагирует и выдаст сигнал об уничтожении хранимого в ЗУ2 блока без выдачи его на ДУ. В ЗУ2 записывается принятый следом за сигналом “стирание” блок, и он отправляется по обратному каналу связи на станцию Ст.А. Характерными признаками системы с ретрансляционной ИОС являются: - решение о необходимости повторной передачи блока принимается передающей станцией; - пропускная способность прямого и обратного каналов связи должны быть одинаковыми; - в прямом канале не обязательно применять корректирующие коды. Системы с ИОС нашли ограниченное применение из-за низкой эффективной скорости передачи. 4.1.2 Системы с решающей обратной связью Системы с обратной связью отличаются наличием канала, по которому осуществляется «служебная» связь передатчика с приемником. В системах с РОС приемником определяется наличие в принятой комбинации ошибки или вычисляется вероятность того, что кодовая комбинация содержит ошибки. Если в кодовой комбинации обнаружены ошибки или вероятность того, что в ней содержатся ошибки, оказалась достаточно большой, то по обратному каналу посылается сигнал решения о необходимости повторения (отсюда название решающая обратная связь). Соответствующий аналог передачи с РОС можно найти и в телефонной связи. Если вследствие действия помех не расслышано слово, то обычно просят его повторить. В системах с ИОС принятая комбинация Ai* возвращается на предающую сторону по обратному каналу, где она сравнивается с переданной комбинацией Ai. Последнюю можно рассматривать как эталонную комбинацию. Если комбинации Ai* и Ai различаются, то комбинация Ai передается повторно. При разговоре по телефону также часто используют ИОС, когда в условиях сильных помех просят собеседника повторить переданное ему сообщение, чтобы убедиться, что он его воспринял правильно. Системы с РОС получили наибольшее практическое распространение. Существуют различные разновидности таких систем. Простейшая и довольно часто применяемая на практике структурная схема системы с РОС представлена на рис. 4.2.  Рисунок 4.2 – Функциональная схема системы с РОС-ОЖ Алгоритм работы системы с РОС заключается в следующем. Источник сообщений ИС выдает в кодер первую кодовую комбинацию (или блок, состоящий из нескольких кодовых комбинаций). К исходным элементам в кодере добавляются проверочные. Комбинация выдается в дискретный канал и одновременно записывается в накопитель Н1 (накопитель передачи). После выдачи первой кодовой комбинации источник ждет ответа о том, как она принята. Принятая кодовая комбинация декодируется. Информационные элементы записываются в накопитель приема (Н2). Если ошибка не обнаружена, то по команде управляющего устройства приема (УУ2) информационные элементы из накопителя Н2 выдаются получателю сообщений ПС, а по обратному каналу выдается сигнал «Да», подтверждающий правильность приема переданной кодовой комбинации (обратный канал будем считать идеальным). По сигналу «Да» управляющее устройство передачи (УУ1) стирает из Н1 кодовую комбинацию и дает разрешение на выдачу следующей кодовой комбинации. Если следующая кодовая комбинация исказилась и ошибки на приеме обнаружены, то по команде УУ2 информация из Н2стирается, а по обратному каналу выдается сигнал «Нет». По этому сигналу на передающем конце УУ1 запрещает выдачу следующей кодовой комбинации от источника сообщений и дает команду о повторной выдачи из накопителя Н1 хранящейся там кодовой комбинации. Кодовая комбинация будет повторяться до тех пор, пока не придет сигнал «Да». Очевидно, что чем больше повторений на анализируемом интервале времени, тем хуже качество канала, тем больше длится «перекачка» сообщения от источника и тем ниже скорость передачи информации. Если в системе начинает циркулировать одна и та же кодовая комбинация – говорят, что система «зацикливается». С целью предотвращения «зацикливания» обычно ограничивают количество таких повторов. После некоторого числа повторов одной и той же комбинации система переводится в режим «авария». Рассматриваемый алгоритм работы системы называется алгоритмом с ожиданием, а сама система передачи дискретных сообщений – системой с решающей обратной связью и ожиданием (РОС-ОЖ). Такие системы довольно часто используются для передачи дискретных сообщений. Основное их достоинство – простая техническая реализация. К недостаткам следует отнести существенные потери скорости передачи информации, источником которых, помимо введенных в кодовую комбинацию проверочных элементов и переспросов, являются потери на ожидание ответа со стороны приемника. В системах с РОС и непрерывной передачей информации отсутствуют потери на ожидание. В этих системах при обнаружении ошибок в принятой кодовой комбинации производится повторение этой комбинации и ряда других, примыкающих к ней. Для уменьшения потерь на переспросы иногда по каналу обратной связи передается адрес (номер) кодовой комбинации, которую нужно повторить. Такой метод применяется в системах с РОС и адресным переспросом. Однако непрерывная передача информации и тем более адресный переспрос требуют существенного усложнения аппаратуры передачи данных, что в свою очередь приводит к ее удорожанию и снижению надежности. В простейших системах с ИОС для передачи информации по прямому каналу можно использовать простые коды (без избыточности) и тогда обратный канал должен иметь такую же пропускную способность, что и прямой. В системах с РОС любого типа по обратному каналу передаются только сигналы решения и обратный канал имеет существенно меньшую пропускную способность. Возможность использования низкоскоростного канала в качестве обратного – существенное преимущество систем с РОС, делающее их применение на практике более предпочтительным по сравнению с системами с ИОС. Решение задачи Построить временные диаграммы для системы РОС-ОЖ (ошибки в канале независимы). В канал передаются кодовые комбинации 1,2,3,4,5,6. Искажена 3 кодовая комбинация. На 4-ой кодовой комбинации искажение сигнала подтверждения (Да→Нет ). Решение: Временные диаграммы для системы РОС-ОЖ приведены на рис. 4.3.  Рисунок 4.3 - Временные диаграммы для системы РОС-ОЖ Список литературы Основы передачи дискретных сообщений: Учебное пособие для студентов очной и заочной форм обучения / Н.В. Будылдина. – Екатеринбург: УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ», 2009. – 142 с. Основы передачи дискретных сообщений. Учебник для вузов / Под ред. В.М. Пушкина. - М.: Радио и связь, 1992. - 288 с. Передача дискретных сообщений. Учебник для вузов. /В.П. Шувалов, Н.В. Захарченко, В.О. Шварцман и др.; Под ред. В.П. Шувалова - М.: Радио и связь, - 1990.–464с. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В 3 томах. Том 1 – Современные технологии/Б. И. Крук, В. Н. Попантонопуло, В. П. Шувалов; под ред. профессора В. П. Шувалова. – Изд. 3-е, испр. и доп. – М.: горячая линия-Телеком, 2003.-647 с.:ил. |