- •Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им.Проф. М.А. Бонч-Бруевича в.М. Охорзин
- •Санкт-Петербург
- •Тема 1. Основные понятия и определения в области пдс
- •1.1.Дискретность
- •Соответствующие виды сигналов:
- •1.2.Модуляция
- •1.3.Кодирование
- •1.4.Упрощенная структурная схема аппаратуры пдс.
- •Модулятор – устройство, осуществляющее модуляцию. Демодулятор осуществляет обратное преобразование. Совокупность модулятора и демодулятора образует модем.
- •1.5. Основные параметры и характеристики системы пдс
- •Тема 2. Системные характеристики систем передачи дискретных сообщений 2.1 Понятие об эталонной модели взаимодействия открытых систем
- •2.2. Понятие о телеуслугах
- •2.3 Первичные коды в системах пдс
- •2.3.1. Телеграфные коды
- •2.3.2. Коды для передачи данных
- •Тема 3. Основные характеристики уровня дискретногоканаласистем пдс
- •3.1. Понятие об искажениях дискретных сигналов
- •3.1.1. Классификация искажений
- •3.1.2.Характеристические краевые искажения
- •3.1.3 Краевые искажения типа преобладаний
- •3.1.4.Случайные искажения
- •3.2.Понятие о методах регистрации дискретных сигналов
- •3.2.1.Метод стробирования
- •3.2.2. Интегральный метод
- •Интегрирование в промежутке, меньшем длительности элементарной посылки
- •3.3 Оценка эффективности методов регистрации
- •3.3.1.Распределение краевых искажений
- •3.3.2. Распределение дроблений
- •3.3.3. Расчет вероятности ошибки при краевых искажениях
- •3.3.4.Расчет вероятности ошибки при дроблениях
- •3.4.Модели дискретных каналов
- •3.4.1.Поток ошибок в дискретном канале
- •3.4.2.Методы выявления и исследования последовательностей ошибок
- •3.4.3 Основные закономерности распределения ошибок в реальных каналах связи
- •3.4.4 Математические модели дискретных каналов с группированием ошибок
- •А. Модель неоднородного канала.
- •Б. Двухпараметрическая модель дискретного канала
- •Тема 4. Устройство синхронизации по элементам (усп).
- •4.1.Назначение и классификация
- •Основные элементы устройства , реализующего фапч:
- •4.2. Необходимость поэлементной синхронизации . Расчет времени удержания синхронизма.
- •4.3.Схема фапч с дискретным управлением.
- •4.4.Основные характеристики системы фапч.
- •Тема 5. Линейные (n,k)-коды
- •5.1. Определение помехоустойчивых кодов и их общие характеристики
- •5.1.1. Принципы построения помехоустойчивых кодов
- •5.1.2. Основные характеристики помехоустойчивых кодов
- •5.1.3 Классификация помехоустойчивых кодов
- •5.1.4.Граничные соотношения между характеристиками помехоустойчивых кодов
- •5.1.5.Задачи
- •5.2. Групповые коды и способы их описания
- •5.2.1. Основные алгебраические системы, используемые в теории кодирования
- •5.2.2. Способы представления кодовых комбинаций
- •5.2.3. Определение группового кода
- •5.2.4. Матричное описание групповых кодов
- •5.2.5. Задачи
- •5.3. Другие свойства групповых кодов
- •5.3.1. Корректирующие свойства групповых кодов
- •5.3.2. Процедуры кодирования и декодирования для группового кода
- •5.3.3. Укорочение кода
- •5.3.4. Оценка эффективности групповых кодов
- •5.3.5. Смежно-групповые коды
- •5.3.6. Задачи
- •5.4. Примеры групповых кодов
- •5.4.1. Коды с единственной проверкой на четность
- •5.4.2. Коды Хэмминга
- •5.4.3. Итеративные коды.
- •5.4.4 Задачи
- •Тема 6. Двоичные циклические (n,k) - коды
- •6.1. Основные алгебраические системы, используемые в теории кодирования.
- •6.2. Определение циклического кода
- •6.3. Построение порождающей и проверочной матриц циклических кодов.
- •6.4. Коды Боуза-Чоудхури-Хоквингема (бчх).
- •6.5. Выбор порождающего многочлена для кода бчх
- •6.6. Эффективность двоичных кодов бчх
- •6.6.1. Задачи
- •6.7. Кодирующие и декодирующие устройства циклических кодов
- •6.7.1 Процедура кодирования и декодирования для циклических кодов
- •6.7.2. Линейные переключательные схемы, используемые в кодирующих и декодирующих устройствах циклических кодов
- •6.7.3. Схемы кодирующих устройств циклических кодов
- •6.7.4. Декодирующие устройства циклических кодов
- •6.7.5. Задачи
- •Тема 7. Коды Рида- Соломона (рс)
- •7.1. Определение и основные свойства
- •Пример 7.1
- •Пример 7.2
- •7.1.1. Расширенные рс-коды
- •Пример 7.3
- •7.1.2. Укороченные рс-коды
- •7.1.3. Отображение рс-кодов над gf(2m) на двоичные коды
- •7.1.4. Способы кодирования и декодирования рс-кодов
- •1. Многочлен локаторов ошибок:
- •2.Синдромный многочлен
- •3. Многочлен значений ошибок
- •7.2. Быстрое декодирование кодов бчх
- •7.2.1. Ключевое уравнение
- •7.2.2. Решение ключевого уравнения
- •7.2.3. Примеры решения ключевого уравнения
- •7.3.Кодирование на основе решения ключевого уравнения
- •7.4.Задачи
- •Тема 8. Непрерывные коды
- •8.1. Сверточное кодирование
- •8.2. Представление сверточного кодера
- •8.2.1. Представление связи
- •8.2.1.1. Реакция кодера на импульсное возмущение
- •8.2.1.2. Полиномиальное представление
- •8.2.2. Представление состояния и диаграмма состояний
- •8.2.3. Древовидные диаграммы
- •8.2.4. Решетчатая диаграмма
- •8.3. Формулировка задачи сверточного декодирования
- •8.3.1. Алгоритм сверточного декодирования Витерби
- •8.3.2. Пример сверточного декодирования Витерби
- •8.4. Декодирование с мягким решением
- •8.4.1. Модель канала с абгш
- •2.1.2. Передача двоичных сигналов по каналам с абгш
- •2.1.3. Алгоритм Витерби с Евклидовой метрикой
- •8.5. Связь с блоковыми кодами
- •8.5.1. Терминированная конструкция (нулевой хвост)
- •8.5.2. Усеченная конструкция (direct truncation)
- •8.5.3. Кольцевая (циклическая или циклически замкнутая) (tail-biting) конструкция
- •8.5.4. Распределение весов
- •8.6. Модифицированный граф состояний
- •8.7. Решение задач
- •8.7.1. Задачи
- •8.7.2. Решение
- •8.3.2.1. Процедура сложения, сравнения и выбора
- •8.3.2.2. Вид процедуры сложения, сравнения и выбора на решетке
- •8.3.3. Память путей и синхронизация
- •8.4. Свойства сверточных кодов
- •8.4.1. Пространственные характеристики сверточных кодов
- •8.4.1.1. Возможности сверточного кода в коррекции ошибок
- •8.4.2. Систематические и несистематические сверточные коды
- •8.4.3. Распространение катастрофических ошибок в сверточных кодах
- •8.4.4. Границы рабочих характеристик сверточных кодов
- •8.4.5. Эффективность кодирования
- •8.4.6. Наиболее известные сверточные коды
- •8.5. Задачи
- •Тема 9. Некоторые специальные классы кодов. Составные коды
- •9.1. Коды для исправления пачек ошибок
- •9.2. Коды на основе последовательностей максимальной длины
- •9.3. Коды для асимметричных каналов
- •9.3.1. Коды с постоянным весом
- •9.3.2. Коды Бергера
- •9.4 Каскадные коды
- •9.4.1. Принципы построения каскадных кодов
- •9.4.2. Режимы использования каскадных кодов
- •9.4.3. Построение двоичных каскадных кодов на основе кодов Рида–Соломона и Боуза–Чоудхури–Хоквингема
- •Пример 9.2.
- •Пример 9.3.
- •9.5. Задачи
- •Тема 10. Цикловая синхронизация
- •10.1 Назначение и классификация способов цикловой синхронизации
- •10.2. Способ установки фазы приемного распределителя путем сдвига.
- •10.3. Способ мгновенной установки фазы
- •10.3.1. Маркерный способ цикловой синхронизации на основе синхронизирующих кодовых последовательностей
- •10.4 . Способ выделения сигнала фазового запуска по зачетному отрезку
- •Тема 11. Системные методы защиты от ошибок без обратной связи
- •11.1. Классификация и основные характеристики систем повышения достоверности
- •11.1.1. Теоретические основы системных методов защиты от ошибок
- •11.1.2. Классификация системных методов защиты от ошибок
- •11.1.3 .Основные параметры и характеристики систем повышения достоверности
- •11.2. Методы повышения достоверности в однонаправленных системах
- •11.2.1.Однонаправленные системы с многократным повторением сообщений
- •11.2.2.Однонаправленные системы с исправляющим ошибки кодом
- •11.2.3.Однонаправленные системы с исправлением стираний
- •11.3. Задачи
- •Тема 12. Системные методы защиты от ошибок с обратной связью
- •12.1. Системы повышения достоверности с решающей обратной связью с непрерывной последовательной передачей сообщений и блокировкой (рос-пПбл).Общие положения
- •12.2. Описание работы системы рос-пПбл
- •12.3. Режим переспроса
- •12.4. Расчет параметров системы рос-пПбл Относительная скорость передачи
- •Расчет вероятности ошибок на выходе системы
- •12.5. Рекомендации по выбору оптимального кода
- •Охарактеризуем поток ошибок, пропущенных в приемник сообщений средней вероятностью ошибки на бит, равной и показателем группирования ошибок.
- •12.6. Выбор порождающего многочлена
- •12.7. Задачи
- •Приложение 1. Коды бчх
- •Приложение 4
- •Список использованных источников
- •Предметный указатель
- •Тема 1. Основные понятия и определения в области пдс………………..……....2
- •Тема 2. Системные характеристики систем передачи дискретных сообще……...11
- •Тема 3. Основные характеристики уровня дискретного канала пдс…………………21
- •Тема 4. Устройство синхронизации по элементам (усп)…………………………...50
- •Тема 5. Линейные (n,k)-коды…….………………………………………………………..54
- •Тема 6. Двоичные циклические (n,k) – коды…………………………………… …….105
- •Тема 7. Коды Рида- Соломона (рс)…………………………………………..………..165
- •7.1.3. Отображение рс-кодов над gf(2m) на двоичные коды…………………….170
- •Тема 8. Непрерывные коды……………………………………………..………………..185
- •Тема 9. Некоторые специальные классы кодов. Составные коды………………..……210
- •9.4.1. Принципы построения каскадных кодов…………………………………………………215
- •9.4.2. Режимы использования каскадных кодов……………………………………………….218
- •9.4.3. Построение двоичных каскадных кодов на основе кодов Рида–Соломона и Боуза–Чоудхури–Хоквингема………………..……………………………………………….…219
- •Тема 11. Системные методы защиты от ошибок без обратной связи………………..……234
- •Тема 12. Системные методы защиты от ошибок с обратной связью…..…………….244
3.2.1.Метод стробирования
Сущность метода стробирования (метода «укороченного контакта» или метода избирательных импульсов) состоит в том, что полярность принятой посылки определяется в момент приема ее средней части. Время, затрачиваемое на определение полярности, называется временем регистрации . Обычно выбирается.
При регистрации не учитывается полярность посылки до момента регистрации и после него. Применение данного метода обосновано тем, что средняя часть посылки в меньшей степени подвержена искажениям, чем ее края.
Функциональная схема РУ при методе стробирования, а также временные диаграммы его работы изображены на рис. 3.8. Схема состоит из двух ячеек И с двумя входами и выходного триггера Вых Тг. На один из входов ячеек И подаются напряжения с триггера входного устройства Тр Вх У, на другой- регистрирующие (стробирующие) импульсы от устройства синхронизации по элементам. С помощью последнего регистрирующие импульсы (рис. 3.8г) устанавливаются в средней части неискаженных посылок(рис. 3.8б), границы которых показаны пунктиром.
Если средняя часть принимаемых посылок не оказалась подверженной искажению, как это показано на рис.3.8в, то на выходе Вых Тр формируются посылки той же полярности, что и переданные, т. е. обеспечивается правильная регистрация посылок (рис. 3.8д). из рисунка видно, что при регистрации методом стробирования в принятую последовательность вносится постоянное запаздывание, равное .
Так как в современных бесконтактных системах время регистрации ≈ 0, то исправляющая способность регистрирующего устройства при методе стробирования в случае двусторонних симметричных краевых искажений≈ 50%, при односторонних искажениях краев ≈ 50%, а при дроблениях .≈ 0, если дроблению подвергается средняя часть посылки.
Ввиду слабой защищенности метода стробирования от воздействия дроблений обычно при использовании его принимаются дополнительные меры по уменьшению числа коротких дроблений с длительностью . С этой целью в тракте приема перед регистрирующим устройством устанавливаются различного рода инерционные элементы, «поглощающие» дробления малой длительности,- фильтры на выходе некоторых телеграфных каналов с полосой пропускания, равной скорости телеграфирования; контуры задержки во входных устройствах приемников АПД и т. д.
Рис. 3.8
В обоих случаях обеспечивается задержка принимаемых импульсов на время , благодаря чему дробления длительностью не вызывают ошибочного приема посылок. Исправляющая способность при регистрации методом стробирования с учетом контура задержки. При этом следует иметь в виду, что защита от коротких дроблений снижает исправляющую способность при методе стробирования для случая двусторонних краевых искажений ().
3.2.2. Интегральный метод
При интегральном методе регистрации полярность посылки оценивается за весь промежуток времени . Если по истечении этого времени оказывается, что положительная полярность, например, присутствовала дольше по времени, чем отрицательная, то фиксируется положительная посылка («0»), в противном случае - отрицательная («1»).
В отличие от метода стробирования в данном случае регистрирующие импульсы размещаются не в середине, а по краям идеальных (неискаженных) посылок, благодаря чему определяется период интегрирования, равный длительности элементарной посылки .Интегральный метод регистрации является одним из способов защиты принимаемых посылок от дроблений при работе по каналам с помехами.
По виду реализации регистрирующего устройства различают аналоговый и дискретный интегральные способы регистрации.
Принцип интегрального метода работы РУ рассмотрим на примере аналогового способа. При аналоговом способе интегрирование полярности принимаемой посылки осуществляется непрерывно в течение длительности .
На рис. 3.9показаны основные узлы РУ и временные диаграммы работы аналогового интегрального устройства, реализуемого с помощью двух интегрирующих цепейи. Постоянная времени заряда конденсаторакаждой цепи выбирается в несколько раз больше, благодаря чему напряжение на конденсаторах будет изменяться пропорционально времени действия соответствующей полярности на входе РУ. Две схемы И и трансформатор Тр1 с помощью регистрирующих импульсов, поступающих от устройства фазирования по посылкам (рис. 3.9г), управляют работой интегрирующих цепей, обеспечивая разряд конденсаторов и определение результатов интегрирования за каждую элементарную посылку.
При приеме искаженных посылок (рис. 3.9в) заряжаются оба конденсатора (рис. 3.9д, е) соответственно принятой полярности. В момент поступления регистрирующих импульсов конденсаторы разряжаются через первичные обмотки трансформатора Тр1 в сердечнике трансформатора создается магнитный поток, величина которого пропорциональна разности (), а направление зависит от знака этой разности. В результате на вторичных обмотках Тр1 образуются импульсы разного направления (рис. 3.9ж), под действием которых срабатывает выходной триггер и на выход передаются восстановленные по длительности посылки, величина запаздывания которых по отношению к неискаженным принятым посылкам (рис. 3.9б) равна.
Исправляющая способность регистрирующего устройства при аналоговом способе интегрирования в случае двусторонних симметричных краевых искажений ≈ 25%, при односторонних искажениях ≈ 50%, а при дроблениях≈ 50%.
Рис. 3.9