- •Часть 2
- •Эффективность передачи информации
- •Особенности оценки эффективности
- •Эффективность передачи дискретных сообщений
- •Эффективность передачи непрерывных сообщений
- •Эффективность передачи информации в сетях
- •Методы повышения верности передачи
- •Необходимость передачи дискретной информации с повышенной верностью
- •Классификация методов повышении верности
- •Метод многоразовой передачи
- •Нормы на характеристики канала тональной частоты
- •Технологии и архитектура беспроводных сетей
- •Персональные беспроводные сети (технологии Bluetooth, Home rf, ieee 802.15.3(4))
- •Стандарты Bluetooth и HomeRf
- •Архитектура и логическая структура сети Bluetooth
- •Технические средства сети Bluetooth
- •Высокоскоростные персональные сети стандарта ieee 802.15,3(3а)
- •Сверхбыстродействующие персональные сети (ieее 802.15.3а)
- •Низкоскоростные сети стандарта iеее 802.15.4 (ZigBee)
- •Технология сверхширокополосной связи
- •Беспроводные локальные сети (стандарты dect и ieee 802.11)
- •Локальные сети под управлением ieее 802.11
- •Стандарт dect
- •Беспроводные сети регионального масштаба
- •Региональные сети широкополосного доступа под управлением ieee 802.16
- •Мобильные сотовые технологии
- •Технологии транковой радиосвязи
- •Широковещательные сети — цифровое телевидение
- •Системы цифрового телевидения
- •Стандарт atsc
- •Стандарт dvb
- •Широковещательные сети — цифровое радио
- •Система Eureka-147
- •Технология шос
- •Всемирное цифровое радио (drm)
- •Спутниковые сети
- •Виды орбитальных группировок. Геостационарные орбиты
- •Эллиптические, средневысотные и низкие орбиты
- •Архитектура и основные принципы работы спутниковых систем связи
- •Методы множественного доступа в ссс
- •Оглавление
- •Часть 2
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Методы повышения верности передачи
Необходимость передачи дискретной информации с повышенной верностью
Необходимость передачи дискретной информации с повышенной верностью возникает в случае, когда в передаваемых документах отсутствует внутренняя смысловая избыточность, присущая каждому языку. Такое наблюдается при передаче криптограмм (шифрованные телеграммы) и при передаче данных. В первом случае внутренняя смысловая избыточность удаляется из сообщений преднамеренно, а во втором случае она отсутствует изначально, так как данные представляют собой формализованную цифровую информацию. И в том, и в другом случае восстановить по смыслу ошибочно принятый документ не удается.
Вот почему нормы на частоту ошибок в таких случаях жестче, чем в случае передачи телеграфных смысловых сообщений. На сети передачи данных МПС принятая норма на коэффициент ошибок kош составляет 1 10-6. В то же время в существующих каналах связи измеренный коэффициент ошибок kош = 1 -2 - 1 -5 . Коэффициент ошибок kош = 1 -2 относится к случаю применения для передачи дискретной информации коммутируемых каналов с электромеханическим коммутационным оборудованием. Импульсные помехи, возникающие из-за работы электромеханических реле, приводят к частому появлению ошибок.
Коэффициент ошибок характерен для выделенных каналов, оборудованных системами с импульсно-кодовой модуляцией, работающими по кабелям с медными жилами.
Имеются каналы, оборудованные системами синхронной цифровой иерархии, работающие по волоконно-оптическим кабелям.
В них коэффициент ошибок . Но таких участков в общей сети связи железнодорожного транспорта еще мало.
Сравнивая нормативные и реальные значения коэффициента ошибок, можно видеть, что они отличаются друг от друга в десять и большее число раз. Вот почему для соблюдения норм на качество передачи сигналов необходимо применять те или иные меры защиты от ошибок, меры повышения верности передачи.
Классификация методов повышении верности
Все существующие методы защиты от ошибок можно условно разбить на две группы (рис. 3).
Большинство причин снижения верности передачи связано со свойствами каналов, по которым осуществляется передача, каналообразующей аппаратуры и оконечных устройств передачи и приема. Каждый из видов технических средств создает какие- либо помехи для передачи дискретных сигналов. Поэтому первую группу составляют методы, направленные на ослабление действия помех (пассивные методы). Они, в свою очередь, могут быть разделены на организационно-технические и электротехнические.
Уменьшение действия помех организационно-техническими методами можно достичь защитой от них и уменьшением уровня мешающих влияний в самих источниках помех.
Методы улучшения качественных показателей каналов связи, в первую очередь, связаны с применением вместо воздушных линий связи кабельных, в которых уровень внешних помех незначителен вследствие экранирующего эффекта оболочки кабеля.
Уменьшить взаимные влияния между цепями можно скрещиванием цепей на воздушных линиях связи и симметрированием пар и четверок в кабельных линиях.
Учитывая, что все элементы аппаратуры связи получают электропитание от одного источника (в доме связи), уменьшить помехи можно снижением пульсаций выпрямленного напряжения, т.е. улучшением фильтрации в цепях электропитания. И, наконец, их можно уменьшить, повышая культуру технического обслуживания, уменьшая ошибочные действия технического персонала при плановых проверках аппаратуры, проводя ремонтные и профилактические работы на линиях, измеряя характеристики каналов. Опыт показывает, что данные мероприятия в совокупности повышают верность передачи в 3—5 раз.
Эффект от применения электротехнических методов основывается на знании и использовании законов электротехники и теории связи. Это, в первую очередь, относится к улучшению амплитудных и фазовых характеристик каналов и увеличению отношения мощности сигнала к мощности помехи.
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) в равной мере влияет на аналоговые и дискретные сигналы, снижая уровень полезного сигнала на приеме. Фазочастотная характеристика (ФЧХ) на передачу аналоговых сигналов влияет мало, так как человеческое ухо не восприимчиво к фазовым сдвигам. Неидеальность ФЧХ значительно влияет на дискретные сигналы, так как при этом изменяется форма принимаемых импульсов, а следовательно, появляются краевые искажения.
Рис. 3. Методы защиты от ошибок
Оптимальный выбор отношения мощности сигнала Рс к мощности помехи Рп влияет на пропускную способность канала и, как показал Шеннон, она определяется выражением, бит/с
(8)
Однако увеличивать мощность сигнала можно до определенного предела, обусловленного нормами взаимного влияния цепей.
Различной помехоустойчивостью, как было показано выше, обладают и разные виды дискретной модуляции. При модуляции на постоянном токе ДПМ имеет преимущество перед ОПМ, а при использовании в качестве переносчика переменного тока большей помехоустойчивостью обладает ФМ по сравнению с AM и ЧМ. Выбор наиболее помехоустойчивого вида модуляции в той или иной ситуации даст положительный эффект.
Альтернативным решением в части помехоустойчивости является и выбор типа оконечного устройства. В этом случае следует ориентироваться на значение исправляющей способности приемников. У электронных аппаратов исправляющая способность в 1,4—1,5 раза выше, чем у электромеханических. Вне зависимости от типа у синхронных аппаратов исправляющая способность выше, чем у стартстопных. Следовательно, при одном и том же уровне помех электронные синхронные аппараты обеспечат меньшую вероятность ошибки, чем электромеханические стартстопные.
Возможности этой разновидности мер также ограничены. Они позволяют повысить верность передачи в 5—7 раз. Однако, несмотря на кажущийся малый эффект, пренебрегать первой группой методов не следует.
Вторая группа методов предусматривает введение логической избыточности в передаваемые сообщения (активные методы). Они, в свою очередь, также имеют две разновидности. Во-первых, это статические методы защиты от ошибок, в которых вносимая логическая избыточность остается постоянной вне зависимости от помехоактивности канала. К ним относится метод многоразовой передачи, избыточность которого определяется заранее обусловленным количеством повторений и применением корректирующих кодов, каждый из которых имеет постоянную избыточность, обусловливающую его уникальные свойства. С увеличением избыточности повышается помехоустойчивость. Однако ни увеличивать число повторений, ни заменять корректирующий код с изменением условий прохождения сигналов по каналам оперативно нельзя.
Динамические методы позволяют изменять избыточность в процессе передачи в соответствии с изменением помехоактивности канала. Это адаптивные методы, позволяющие оперативно приспосабливаться к условиям прохождения сигналов. Они реализуются системами с обратной связью и требуют для своей реализации наличия двустороннего канала.
В свою очередь, системы с обратной связью представлены тремя разновидностями. Это системы с информационной обратной связью (НОС), решающей обратной связью (РОС), комбинированной обратной связью (КОС).
Методы второй группы являются наиболее действенными в борьбе с помехами и позволяют повысить верность передачи теоретически в неограниченное число раз.