Глава: Методы регистрации.

Введение.

Трудно переоценить роль систем передачи дискретных сообщений, которую они играют в нашей жизни. Практически ни одна организация не может функционировать без факсимильной связи, без нее невозможно создание корпоративных компьютерных сетей, которые значительно увеличивают скорость обмена информацией между подразделениями. Техника ПДС обеспечивает лучшее использование высокопроизводительной вычислительной техники. Передача сообщений тесно вошла в нашу жизнь, практически каждый компьютер имеет модем, который является самым распространенным устройством ПДС. Практически на каждом шагу мы встречаемся с необходимостью срочно получить оперативную информацию, в осуществлении этого не последнюю роль играют средства ПДС.

Целью курсовой работы является приобретение практических навыков и закрепление теоретических знаний по курсу «Основы построения телекоммуникационных сетей и систем».

Данная курсовая работа содержит четыре раздела, посвященные вопросам регистрации сигналов, синхронизации, кодирования. Также в работе рассматриваются вопросы, связанные с системами с обратной связью. Кроме кратких теоретических сведений, в работе приведены решения задач, иллюстрирующие различные методы расчета элементов в ПДС.

 

Глава: Методы регистрации.

 

П.1.1. Теоретические основы.

 

В системе ПДС выделяют дискретный канал непрерывного времени. Если на выходе дискретного канала имеем сигнал являющийся дискретной функцией дискретного времени, то на выходе дискретного канала непрерывного времени сигнал является дискретной функцией непрерывного времени. Часто дискретный сигнал непрерывного времени называют каналом постоянного тока (КПТ), так как на его выходе сигналы имеют форму импульсов постоянного тока (ИПТ) [рис 1.1].

 

 

Пусть на вход канала постоянного тока поступает последовательность прямоугольных импульсов длительностью . Если на выходе канала все значащие моменты (ЗМ) смещены(задержаны) относительно исходных на одинаковое время , определяемое конечным временем распространения сигнала, то ЗМ совпадают с идеальными, а значащие интервалы (ЗИ) – с идеальными ЗИ. При этом ЗИ сигналов на выходе канала равны соответствующим ЗИ сигналов, подаваемых на вход канала. Однако причиной смещения ЗМ относительно исходного положения может быть не только запаздывание сигнала, обусловленное конечным временем распространения сигнала, но и другие факторы. При этом элементы, передаваемые в канале, искажаются по длительности. На рис.1.2 изображены две последовательности на выходе канала, одна из которых соответствует случаю, когда все ЗМ смещены на время (рис.1.2,а) и элементы не искажаются, а другая (рис. 1.2,б) – случайно, когда элементы изменили свою длительность – появились искажения, называемые краевыми.

 

Различают три вида краевых искажений: преобладания, случайные и характеристические. Преобладания выражаются в том, что элементы одного знака удлиняются, а другого соответственно укорачиваются. Случайные краевые искажения обусловлены действием в канале помех. При этом величина имеет случайный характер. Характеристические искажения – это искажения, определяемые характером передаваемой последовательности. Они возникают в том случае, если за время переходной процесс не успевает установиться. Так как передаваемая последовательность имеет случайный характер, то и характеристические искажения будут случайными по времени.

 

Помимо краевых искажений возможны дробления передаваемой последовательности элементов. При этом один элемент длительностью превращается в несколько более коротких (дробится).

Знание характеристик краевых искажений и дроблений в КПТ позволяет оценить качество канала связи с точки зрения его пригодности для передачи дискретных сообщений. При этом немаловажен тот факт, что оценка величин краевых искажений и интенсивности дробления возможна в процессе передачи информации по каналу связи.

Сигнал, поступающий с выхода КПТ, должен быть отождествлен с «0» или «1». Необходимо также произвести запоминание значений позиции сигнала данных. Процесс определения и запоминания значений позиции сигнала данных называется регистрацией. Устройство регистрации сигналов, обеспечивающее, наименьшую вероятность неправильного приема назовем оптимальным. Реализация оптимального устройства регистрации вызывает определенные трудности, и поэтому на практике применяют упрощенные методы регистрации, которые хотя и проигрывают в помехоустойчивости оптимальному, однако проще в реализации. К числу наиболее распространенных методов регистрации относятся метод стробирования и интегральный.

 

Метод стробирования

Сущность способа регистрации стробированием состоит в том, что накопительный элемент наборного устройства приемника подключается на время, которое значительно меньше длительности элементарной посылки. Момент подключения накопительного элемента к входному устройству часто называют моментом регистрации или временем регистрации. Очевидно, что момент регистрации посылки должен совпадать с приходом из канала связи наиболее устойчивой части посылки. При наличие краевых искажений наиболее вероятным является искажение краев посылок, поэтому наиболее устойчива средняя часть посылки. Именно в момент средней части посылки ее целесообразно регистрировать.

При регистрации методом стробирования вид принимаемого элемента («0» или «1») определяется на основании анализа знака импульса постоянного тока (сигнала на выходе КПТ) в середине единичного интервала. Любое смещение момента регистрации относительно середины единичного интервала приводит к увеличению вероятности неправильной регистрации сигнала. Регистрация методом стробирования может быть реализована на электронных элементах.Структурная схема устройства, осуществляющего регистрацию посылок методом стробирования, приведена на рисунке 1.3, а временные диаграммы поясняющие принцип работы - на рисунке 1.4.

Стробимпульс

Передается последовательность 10101. На выходе входного устройства Вх.У импульсы постоянного тока имеют прямоугольную форму, но искажены по длительности (штриховой линией показаны неискаженные сигналы). Ключи Кл.1 и Кл.2 открываются одновременно на время поступления стробимпульса. Поступление импульса U₅ в моменты, соответствующие серединам единичных интервалов, обеспечивается применением устройств поэлементной синхронизации. При этом сигнал U₄ (U₅) появляется или на выходе Кл.1 (точка 4), или Кл.2 (точка 5). В зависимости от этого выходное устройство Вых.У. фиксирует «1» или «0». Если смещение ЗМ относительно идеального положения не превышает 0.5 t₀, то элемент сигнала регистрируется правильно. Величина, на которую допускается смещение ЗМ, не вызывающее неправильный прием, определяет исправляющую способность приемника. В нашем случае исправляющая способность (теоретическая) равна 0.5 t₀ или 50%. На рис.1.4 видно, что из-за смещения ЗМ относительно идеального положения на величину, превышающую 0.5 t₀, 5 элемент принимается неправильно.

 

Интегральный метод:

Сущность интегрального метода регистрации состоит в том, что во время приема на накопительном элементе происходит накопление энергии посылки в течение времени длительности неискаженной посылки то и решение в виде принятого элемента выносится на основе анализа сигнала U_вых, определяемого выражением:

 

где U_вх(t) - сигнал на входе регистрирующего устройства. Этот сигнал является дискретной функции непрерывного времени.

 

Интегрирование осуществляется на интервале, соответствующем неискаженному элементу. Пусть U_вх(t) принимается на интервале анализа как значения U_вх(t)= 0, так и U_вх(t) =1. Тогда решения о приеме «1» должно выноситься, если U_вых ³0.5. Очевидно, что ошибка при передаче «1» будет в том случае, когда U_вых <0.5.

Интегральный метод часто реализуется на основе многократного стробирования сигнала U_вх(t) в N точках. Схема, поясняющая принцип действия такого устройства регистрации, а также диаграммы, поясняющие принцип регистрации интегральным методом приведены соответственно на рис.1.5 и рис.1.6.

Сигнал U₁(t) (точка 1) управляет ключом Кл.

При открытом ключе, когда , тактовые импульсы (стробипульсы) проходят на счетчик Сч. За время действия неискаженной тактовой посылки (на интервале ) на выходе Кл (точка 3) появляется N тактовых импульсов. Если на выходе Кл на единичном интервале появится N/2+1 и более стробимпульсов, то можно сделать вывод что принята «1». Емкость счетчика достаточно взять равной N/2+1. В конце единичного интервала, определяемого с помощью устройства по элементной синхронизации, показания счетчика считываются, он обнуляется. На данных временных диаграммах не правильно принимается вторая посылка.

Сущность комбинированного способа регистрации состоит в том, что приходящую посылку стробируют в нескольких точках, например в трех. Если в двух или в трех точках регистрации зафиксирован знак «1», то и выходное устройство перейдет в состояние «1». Нетрудно заметить, что при стробировании только в центре посылки комбинированный способ регистрации переходит в регистрацию стробированием и при очень большом количестве проб в интервале длительности посылки - в интегральный способ регистрации.

 

 

Сравним помехоустойчивость методом стробирования и интегрального при действии краевых искажений. Поскольку при регистрации методом стробирования посылка регистрируется в середине, то допускается смещение любого из ЗМ на величину, не превышающую 0.5t₀. При регистрации интегральным методом суммарное смещение границ не должно превышать 0.5t₀. Очевидно, что последнее условие выполняется с меньшей вероятностью, то есть Р^(и)_ош.к > Р^(с)_ош.к, где Р^(и)_ош.к, Р^(с)_ош.к - соответственно вероятности неправильного приема при краевых искажениях и регистрации интегральным методом и методом стробирования.

Рассмотрим действия дроблений. Будем считать, что на единичный интервал приходится только одно дробление. Обозначим длительность дробления t_др. Очевидно, что все дробления могут быть подразделены на две группы t_др ³t₀/2 и t_др <t₀/2. Если t_др <t₀/2, то при интегральном методе прием будет правильным, так как искажается менее половины ИПТ. Если t_др ³t₀/2 и при этом искажено более половины ИПТ, то при интегральном методе регистрации будет неправильный прием. Однако поскольку искажено более половины посылки, то будет искажена и ее середина. Следовательно, будет неправильный прием и при регистрации методом стробирования. Таким образом, если при регистрации методом стробирования неправильный прием возможен как в случае, если t_др <t₀/2, так и при t_др >t₀/2, то при интегральном - только при t_др ³t₀/2. Поэтому Р^(и)_ош.д < Р^(с)_ош.д, где Р^(и)_ош.д, Р^(с)_ош.д -соответственно вероятности ошибки при действии дроблений для случаев регистрации интегральным методом и методом стробирования. Вероятность ошибки будет тем больше, чем чаще появляется дробления, а также чем больше средняя длительность дробления и дисперсия длительности дробления.

12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: