Содержание к диссертации
Введение
2. Выбор метода. передачи дискретной информации в низовых звеньях систем телеобработки данных 10
2.1. Краткая характеристика каналов связи низовых звеньев СТД 11
2.2. Экспериментальное исследование загруженности ведомственных диспетчерских радиосистем 16
2.3. Выбор метода передачи и защиты от ошибок . 26
2.4. Постановка задачи исследования 43
2.5. Выводы 51
3. Исследование совместных кодовых и корреляционных способов обнаружения и коррекции ошибок 52
3.1. Определение вероятностных характеристик высокоплотных корреляционных последовательностей (ВКП) при искажении значащих моментов 53
3.2. Исследование кодовых и корреляционных способов защиты от ошибок 71
3.3. Сравнительный анализ КП по обнаружению и локализации пакетов ошибок 80
3.4. Оценка эффективности приема ВКП с локализацией ошибок и поэлементным накоплением 90
3.5. Достоверность информации при комбшшрованиых способах обнаружения и коррекции ошибок 96
3.6. Выводы 100
4. Разработка. способов и алгоритмов коррекции ошибок в шинированных системах 101
4.1. Способ коррекции одиночных ошибок 103
4.2. Коррекция ошибок перебором элементов ВКП 112
4.3. Способ поэлементного накопления кодовых комбинаций 118
4.4. Алгоритм накопления с оценкой достоверности и ранжированием конкурирующих гипотез 127
4.5. Способ приема ВКП с оценкой качества канала по искажению сигнала на выходе дискретного со гласованного фильтра 134
4.6. Выводы 147
5. Эксжриглентальная оценка. эффективности коррекции ошибок в реальных каналах связи 148
5.1. Экспериментальное исследование дроблений в УКВ каналах связи 148
5.2. Экспериментальное исследование ошибок в УКВ каналах связи 157
5.3. Оценка эффективности коррекции ошибок в УКВ каналах связи 167
5.4. Экспериментальная проверка результатов работы. 185
5.5. Выводы 190
Заключение 192
Литература 195
- Краткая характеристика каналов связи низовых звеньев СТД
- Определение вероятностных характеристик высокоплотных корреляционных последовательностей (ВКП) при искажении значащих моментов
- Коррекция ошибок перебором элементов ВКП
- Экспериментальное исследование дроблений в УКВ каналах связи
Введение к работе
Повышение эффективности и улучшение качественных показателей экономики нашей страны неразрывно связаны с созданием и функционированием общегосударственной автоматизированной системы сбора и обработки информации (ОГАС) для учета, планирования и управления народным хозяйством на базе государственной сети вычислительных центров и единой автоматизированной сети связи страны. Составной частью ОГАС являются отраслевые системы сбора и обработки информации, в том числе системы сбора и обработки информации для сельского хозяйства, развитие которых имеет в настоящее время большое значение. Так, майский (1982 г.) Пленум ЦК КПСС, посвященный дальнейшему совершенствованию сельского хозяйства, указал на необходимость "создания системы информапионно--вычислительного обслуживания отраслей и предприятий агропромышленного комплекса на основе единой сети ЭВМ коллективного пользования, широкого внедрения автоматизированных систем управления и экономико-математических методов управления" tl].
Выполнение поставленных Пленумом задач в области автоматизации сбора и обработки информации, требует дальнейшего развития систем телеобработки данных (СТД), которые представляют собой совокупность технических и программных средств, объединенных средствами связи и передачи данных, имеют сложную, часто иерархическую, структуру и предназначены для решения задач сбора, обработки и распределения информации.
Вследствие значительной территориальной рассредоточенное™ информационной сети особенно остро проблема передачи информации встает в низовых звеньях СТД, так как именно здесь встречаются наибольшие трудности в организации каналов связи (КС) и сосредотачивается большое количество средств передачи информации, которые по стоимости и технической сложности не уступают средствам обработки информации.
По некоторым оценкам Ґ29, 53, 65, 91J затраты на обеспечение передачи информации составляют 40 - 60$ затрат на создание всей системы и продолжают увеличиваться. Поэтому существенным является требование к эффективному использованию каналов связи как для передачи аналоговой, так и дискретной информации, простоте аппаратурной или программной реализации средств и способов передачи информации, снижению их стоимости при выполнении требований по достоверности.
Наиболее широкое распространение при передаче информации в низовых звеньях СТД нашли системы с решающей обратной связью (РОС). Повышение эффективности таких систем обеспечивается снижением количества переспрашиваемых сообщений. Последнее может быть обеспечено только путем частичной или полной коррекции обнаруживаемых ошибок. Поэтому задача коррекции наиболее вероятных ошибок является актуальной и представляет теоретический и практический интерес.
Проведенные в работе исследования КС, а также результаты работ [2, 66, 74], показали, что при передаче небольших объемов информации, как это имеет место в низовых звеньях СТД, использование ультракоротковолновых (УКВ) КС ведомственных диспетчерских радиосистем (ВДРС) является наиболее предпочтительным, так как применение существующих сетей не требует при внедрении системы передачи данных (СПД) дополнительных капитальных затрат на каналы связи.
Ведомственные диспетчерские радиосистемы находят широкое применение в народном хозяйстве. Только в сельском хозяйстве эксплуатируется около 300 тысяч радиостанций [71]. Как показали проведенные в работе под руководством автора эксперименталь - 6 ные исследовании занятости ВДРС передачей речевых сообщений на уровне "район-хозяйство", коэффициент использования этих систем не превышает 30$, что указывает на существование резервов для передачи дискретной информации.
Совместная передача по диспетчерской УКВ сети речевой и дискретной информации имеет большое народнохозяйственное значение, так как производится уплотнение существующих сетей, а абоненты этой сети зачастую могут являться источниками и потребителями дискретной информации.
Анализ УКВ каналов связи ВДРС позволил выявить ряд свойственных им специфических особенностей, таких как: низкое качество каналов ( Р0 = 10 - 10 °), высокий удельный вес одиночных ( Ку = 0,7), а в ряде случаев одиночных и двойных ошибок, наличие импульсных помех, нестационарность каналов во времени, наличие внутрисистемных активных помех из-за диспетчерских переговоров [4, 38, 55, 9U. Указанные особенности накладывают ряд ограничений на способы передачи и методы защиты дискретной информации от ошибок при передаче информации по каналам связи ВДРС, а именно: низкое качество каналов ВДРС и наличие мешающего потока речевых сообщений приводят к необходимости работы короткими блоками, а работа в режиме сеансной связи, когда чаще всего передаются небольшие объемы информации от территориально рассредоточенных объектов, требует организации вхождения в связь для каждого сеанса связи [8, 54, 65, 75].
В результате проведенного в работе анализа способов передачи с учетом имеющихся особенностей и ограничений произведен выбор асинхронного способа передачи высокоплотных корреляционных последовательностей, которые требуют минимальной избыточности на синхронизацию и обнаружение ошибок и позволяют организовать передачу дискретной информации совместно с аналоговой (речевые сообщения).
Однако эффективность использования ВКП в известных работах [22, 57, 84] исследованы недостаточно полно, а вопросы коррекции ошибок в рамках этого класса последовательностей не исследованы вообще.
Целью настоящей работы является разработка способов коррекции ошибок, обеспечивающих увеличение скорости передачи дискретной информации, при использовании корреляционных последовательностей в каналах связи диспетчерских радиосистем.
Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:
1. Разработка способов коррекции ошибок с учетом свойств ВКП по локализации ошибок.
2. Разработка способов накопления кодовых комбинаций (КК) при использовании ВКП.
3. Оценка параметров канала ведомственных диспетчерских радиосистем.
4. Определение зависимостей вероятностей исходов декодирования кодовых комбинаций от параметров дроблений.
5. Сравнительный анализ ВКП с известными корреляционными последовательностями (ШІ) по обнаружению и локализации пакетов ошибок.
Характерной особенностью ВКП является изменение сигнального признака трехпозиционного сигнала по каждому биту исходной двоичной последовательности, т.е. предельная плотность значащих моментов (ЗД. При решении задач коррекции ошибок, накопления КК и оценки достоверности исследованы и использованы свойства ВКП по обнаружению и локализации ошибок, базирующиеся на искажениях ЗМ при асинхронном приеме и нарушении бинарного от - 8 ношения единичных элементов при синхронном приеме ВКЛ.
Решение поставленных задач приведено в шести разделах диссертации, включая введение и заключение.
Основными результатами диссертационной работы являются:
1. Способ коррекции ошибок при использовании ВШ и кодовых методов защиты от ошибок.
2. Способ поэлементного накопления кодовых комбинаций при использовании ВКЛ.
3. Способ приема ВЮІ с оценкой качества канала по искажению сигнала на выходе дискретного согласованного фильтра (ДСФ).
4. Параметры канала, полученные при экспериментальных исследованиях ВДРС.
5. Аналитические зависимости вероятностей исходов декодирования кодовых комбинаций от параметров дроблений.
6. Результаты сравнительного анализа ВШ и известных КП по обнаружению и локализации пакетов ошибок.
В отличие от известных, предложенный способ коррекции одиночных ошибок отличается тем, что коррекция одиночных ошибок обеспечивается использованием локализующих свойств ВКП в совокупности с кодовыми методами обнаружения ошибок, что позволяет повысить скорость передачи информации в системе при выполнении требований на помехоустойчивость по сравнению с аналогичными системами с обнаружением ошибок.
Предложенный способ поэлементного накопления КК отличается тем, что осуществляется накопление только тех элементов КК, для которых приняты элементы синхросигнала (значащие моменты), а решение о декодировании кодовой комбинации выносится при достижении заданного порога декодирования синхросигнала.
Отличительной особенностью предложенного способа приема ВШ с оценкой качества канала является то, что качество канала оценивается по суммарному числу подавлений в интервалах принятия решений (ШР) элементов ВШІ и степени искажения сигнала на выхо. де ДСФ.
Поставленные в работе задачи решены с использованием аппарата теории информации, теории вероятностей, теории случайных импульсных потоков и элементов комбинаторики, алгебры логики, матричного исчисления.
Практическая ценность разработанных способов коррекции ошибок, в основе которых лежит применение ВЫ1, заключается в увеличении скорости передачи информации на 40$ по сравнению с системами без коррекции ошибок.
Устройства реализующие предложенные способы, защищены четырьмя авторскими свидетельствами.
По результатам исследований, выполненных в диссертации, разработана аппаратура передачи данных (АПД-РК), которая обеспечивает работу в режиме коррекции ошибок при передаче информации по УКВ каналам связи СТД, внедренной на объектах "Госком-сельхозтехники" КЕАССР.
Разработанные и исследованные в работе способы коррекции ошибок, а также методика расчета вероятностно-скоростных характеристик систем связи, рекомендованы для применения в разработках Кабардино-Балкарского филиала Проектно-технологического объединения по внедрению автоматизированных систем управления "Россельхозтехсистема" (КБФ ПТО АСУ "Россельхозтехсистема").
Изделие АПД-РК изготавливается опытным производством КБФ ПТО АСУ "Россельхозтехсистема". Годовой экономический эффект от внедрения устройства в систему телеобработки данных "Колос" Госкомсельхозтехники КЕАССР составляет 52,3 тысячи рублей.
Краткая характеристика каналов связи низовых звеньев СТД
Системы телеобработки данных предназначены для сбора, распределения и обработки информации и состоят из комплексов технических и программных средств [8, 65, 75] . Поэтому, прежде чем переходить к исследованию каналов связи, рассмотрим структуру комплекса технических средств СТД.
В настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом функционируют и создаются СТД, которые, как правило, имеют иерархическую структуру (рис. 2.1). В большинстве случаев структура технических средств СТД включает в себя три уровня иерархии, которые назовем условно верхний, средний, нижний.
В различных отраслях народного хозяйства нашли применение сложные информационные системы, основанные на принципе телеобработки данных. К таким системам можно отнести, в первую очередь, систему для распределения и продажи авиабилетов "Сирена" [I4J, систему по охране окружающей среды "АНКОС" С109J, двухуровневый комплекс средств телемеханики для АСУ жилищно-коммунальным хозяйством TK-2I0 [65, 109J, двухуровневый телемеханический комплекс для управления трубопроводным транспортом ЇМ-І20 [65J, систему телеобработки данных "Колос" для производственно-технического обеспечения сельского хозяйства [35J и другие.
Особенностью перечисленных систем являются высокая степень разветвленности каналов низовой сети и разнообразие их типов, а также обмен короткими сообщениями в режиме "запрос-ответ" при длине сообщений не более 60 80 единичных элементов [29, 53, 663. Информационные потоки в низовых звеньях таких систем характеризуются небольшой интенсивностью и значительной нерегулярностью [36, 53, 753. Нерегулярность информационных потоков и большое количество терминалов приводит к возникновению очередей в узлах коммутации (УК) и, как следствие, к увеличению времени задержки информации между терминалами (Т) и центром обработки данных (ЦОД). Время задержки информации в СТД является одним из определяющих критериев эффективности и ограничивается временем старения информации или нормируется. Так в системах телемеханики время передачи сообщения зависит от класса системы [65].
С учетом особенностей рассмотренных систем проведем краткий обзор КС низовых звеньев СТД.
Для передачи данных в низовых звеньях СТД между терминалами и узлами коммутации могут найти применение в основном КС телеграфной и телефонной сетей общего пользования, КС сети ЦЦ-200, УКВ радиотелефонные КС и коротковолновые КС [23, 24, 41, 45, 99J.
Использование КС телеграфной сети и сети ПД-200 для передачи данных сдерживается из-за низкой скорости передачи информации и недостаточной степени развития этих сетей. Так абоненты сети БД-200 размещены только в относительно крушшх городах [28J.
Коротковолновые КС используются при передаче информации на большие расстояния, и находят сравнительно редкое применение в низовых звеньях СТД [59].
Наиболее доступными для передачи дискретной информации в настоящее время являются КС телефонной коммутируемой сети общего пользования (ТФ-ОП) [39, 92, 94, 95] и ультракоротковолновые КС ведомственных диспетчерских радиотелефонных систем [24, 59, 66, 71J.
Таким образом в низовой связи при передаче информации на небольшие расстояния (от сотен метров до нескольких десятков километров) следует исследовать возможность применения неком мутируемых и коммутируемых каналов ТФ-ОП и УКВ каналов связи ВДРС.
Как показали исследования [47 J, применение некоммутируемых каналов обходится дорого и оправдано только при интенсивных потоках информации или недопустимости задержек в передаче.
Использование коммутируемых каналов ТФ-ОП целесообразно при передаче информации от большого числа терминалов с низкой активностью. Достоинством ТФ-ОП является гибкость в создании новых соединений [95, 96J.
Однако использование коммутируемых каналов ТФ-ОП в качестве каналов передачи данных низовой сети вызывает ряд трудностей, связанных с относительно большим временем установления соединения, наличием в этих сетях импульсных помех и кратковременных прерываний связи Г23, 31, 39, 73, 76, 78, 92, 94, 97, 99J.
По результатам, приведенным в работах [94, 97J, вероятность ошибки на таких сетях при скорости модуляции 1200 Вод со-ставляет Р0 = 2-Ю .
В низовой связи широкое распространение получили ультракоротковолновые каналы диспетчерских радиотелефонных сетей. Следует отметить, что при использовании для передачи данных ВДТС возможна совместная передача речевых сообщений и данных, не требуются капитальные затраты на создание каналов связи и существенно ускоряются сроки внедрения СТД. Каналы связи ВДРС обладают высокой оперативностью установления соединения и обеспечивают коллективный доступ абонентов.
Однако использование УКВ каналов связи ВДРС для передачи дискретной информации встречает ряд ограничений. В УКВ диапазоне наиболее сильно загружен нижний участок ( рй 40 МГц), который обеспечивает наибольшую дальность связи, но и в большей мере подвержен действию индустриальных помех. Вследствие сильной загруженности и плохой электромагнитной совместимости в этом диапазоне наблюдаются взаимные помехи от радиостанций [4, 66]. По данным работ [55, 66, 73, 91, 99J в УКВ каналах связи имеются следующие специфические особенности:
а) наличие пакетов импульсных помех;
б) нестабильность (зависимость характеристик канала от времени суток, атмосферных явлений, наличие дальних прохождений, особенно в летнее время);
в) большой диапазон значений вероятности ошибки Р0 = 10 -5- 10 , зависящей от территориального расположения абонентов (при связи с подвижными абонентами вероятность ошибки может достигнуть значений Р0- IO"1 [73 J );
г) наличие помех от абонентов, передающих только речевые сообщения, поскольку в одной сети предполагается передача речи и данных.
Характерной особенностью УКВ каналов связи является зависимость распределения ошибок в пакетах от качества канала связи. Так, при хорошем состоянии канала связи преобладают одиночные ошибки (до 80$), а при ухудшении канала связи из-за атмосферных условий увеличивается процент двойных и тройных ошибок [55J.
Следует отметить, что в наиболее приемлемых для использования в низовых звеньях СТД коммутируемых каналах связи ТЗЬОП и УКВ каналах связи ошибки группируются в пакеты. Причем можно выделить две разновидности пакетов.
Определение вероятностных характеристик высокоплотных корреляционных последовательностей (ВКП) при искажении значащих моментов
При передаче дискретной информации ошибки на приеме вызываются двумя факторами - краевыми искажениями и дроблениями сигнала f97J. Вероятность ошибочной регистрации единичных элементов обусловленная краевыми искажениями, вызванными флуктуа-вдонными шумами , достаточно мала, и в таких каналах связи, как коммутируемые каналы ГТС [28, 88 J и УКВ радиоканалы ( ис/иш} 12 дБ) [81, 99], с нею можно не считаться. Основной причиной ошибок чаще всего являются дробления [35, 43, 45J. Поэтому исследования влияния дроблений на условия приема ВКП и определение таких вероятностных характеристик, как вероятность правильного приема, подавления и трансформации единичных элементов сигнала в зоне приема представляет теоретический и практический интерес. Под дроблением будем понимать одно или многократное изменение значащей позиции внутри одного или нескольких значащих интервалов [973. Рассмотрим различные варианты искажения единичных элементов ВЕЛ из-за действия дроблений.
В первом случае произошло смещение второго ЗМ влево, во втором случае произошло смещение третьего ЗМ вправо, а в третьем случае произошло изменение значащей позиции третьего единичного элемента и образовался дополнительный значащий момент, который отсутствовал на передаче. Во всех случаях произошли искажения сигналов и ЗМ возникли в моменты времени, отличные от моментов времени при приеме без искажений.
Будем полагать, что смещение ЗМ в пределах зоны (4f + ax ), как это имеет место в первом случае (рис. 3.1,6), приводит к правильному приему сигнала. Если смещение ЗМ превысило зону (&t +&х), то произошло подавление (рис. 3.1,в). В тех случаях, когда ЗМ находится в пределах зоны (&t +дх), но произошло изменение значащей позиции сигнала, будем полагать, что произошла трансформация сигнала (рис. 3.1,г).
Оценку вероятностных характеристик будем проводить для следующего метода регистрации единичных элементов. По каждому ЗМ сигнала на приеме формируется сигнал нормированной длительности (строб), длительность бх которого определяет интервал принятия решения (ИПР) о значении элемента сигнала. Поскольку ВКП обеспечивают изменение сигнального признака по каждому биту исходной двоичной информации, такой метод регистрации позволяет локализовать место, где произошло подавлеіше (рис. 3.1,в), а также организовать асинхронный прием кодовых комбинаций. Как видно из приведенных на рис. 3.1 вариантов искажений ЕЭ, помехоустойчивость и пропускная способность СБДИ, использующих ВКП, будут полностью определяться дроблениями сигнала в зоне (At +ах).
В ряде работ [2, 97, 993 рассмотрены модели потоков дроблений применительно к СЦЩ, использующим двухпозипдонные сигналы.
В данной работе, поскольку ВКП является трехпозиционным сигналом, в качестве модели потока дроблений принята модель, базирующаяся на дискретном трехпозиционном сигнале [22J. В используемой модели, в отличие от известных, на интервале принялся решения д я о значении единичного элемента сигнала возможны подавление, правильный прием или трансформация значащего момента ЕЭ.
В дальнейшем будем рассматривать не дробления, а так называемые импульсы дробления [97J, которые при значении отличном от значения полезного сигнала приводят к изменению значения полезного сигнала на интервале взаимодействия:
Длительность импульсов дроблений XjP будем обозначать через Tjp .
Справедливость условия (3.1) следует из того, что импульсные помехи в канале связи значительно превосходят полезный сигнал по уровню. Так, в коммутируемых каналах связи уровень импульсных помех составляет Uu/J х 900 мВ, что существенно превышает уровень полезного сигнала [48, 22], а в УКВ каналах связи импульсные помехи могут на 60 - 80 дБ превышать уровень теплового шума приемника [38].
Как случайный процесс, поток импульсов дроблений описывается следующими вероятностными характеристиками [97 J:
- интенсивностью появления импульсов дробления ju ;
- плотностью распределения интервалов времени меязду моментами появления импульсов дроблений у(х) ;
- плотностью распределения длительности импульсов дроблений J(rdp).
В настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом существует большой статистический материал по исследованию потоков импульсов дроблений [23, 31, 38J, в соответствии с которыми у(х) описывается экспоненциальным законом
При определении вероятностных характеристик проведем последовательное разбиение множества вариантов взаимодействия дроблений и единичных элементов на непересекающиеся подмножества. Результат такого разбиения можно представить в виде разветвленного графа с древовидной иерархической структурой, узлы которого характеризуют разбиения подмножеств на более мелкие подмножества, а ребра - признаки подмножеств.
Процесс разбиения подмножеств продолжается до тех пор, пока не будут получены условные вероятности трансформации, подавления, и правильного приема ЕЭ сигнала в интервале принятия решения б х . Степень разбиения на подмножества в отличие от принятой в [22J определяется кратностью исправляемых ошибок.
Коррекция ошибок перебором элементов ВКП
В рассмотренном в предыдущем подразделе способе коррекции ошибок недостаточно полно используются свойства ВКП по обнаружению ошибок, поскольку при преобразовании троичной последовательности в двоичную происходит "потеря" такого признака как изменение сигнала по каждому биту двоичной информации. Однако, если после коррекции ошибки производить проверку по корреляционному коду, то возможно исправление ошибок с более высокой достоверностью, чем при методе коррекции без контроля корреляционных связей.
Рассмотрим способ исправления ошибок, который заключается в том, что в исходной троичной последовательности на локализованных участках производится операция подстановки нескольких значений троичных символов с последующей проверкой по корреляционным связям и контролем ошибок.
Структурная схема устройства коррекции ошибок по предла - из гаемому. способу приведена на рис. 4.5. Синхронизация кодовой комбинации осуществляется выделением из принимаемого сигнала синхронизирующей составляющей в п с позициях.
Принимаемая высокоплотная корреляционная последовательность записывается в регистр сдвига троичного сигнала (РСТС). После того, как опознана синхроструктура, производится запуск блока управления коррекцией ошибок, который производит регенерацию информации в РСТС. В процессе регенерации информации в РСТС производится выделение значащих моментов троичного сигнала с одновременным контролем количества ЕМ и преобразованием троичной информации в двоичную.
Если количество подавленных ЗМ не больше, чем количество корректируемых ошибок и блок обнаружения ошибок обнаружил ошибку, то производится дополнительная регенерация информации в РСТС и в накопителе синхросигнала с подстановкой в РСТС на локализованных участках по сигналам из накопителя синхросигнала комбинаций символов генератором пробных комбинаций. Попытки исправить ошибки проводятся до тех пор, пока блок контроля ЗМ и блок обнаружения ошибок не зафиксируют соответственно наличие всех ЗМ и отсутствие ошибок, или не будет осуществлен перебор всех пробных комбинаций.
Как отмечалось ранее, наиболее эффективно исправление одиночных ошибок, поскольку исправление ошибок более высокой кратности не дает заметного выигрыша в скорости. Рассмотрим функциональную схему и временные диаграммы работы устройства коррекции одиночных ошибок (рис. 4.6 и рис. 4.7).
Принимаемые из канала связи элементы {a jтроичной последовательности, которую можно представить в виде вектора Xi = (х,,х, . .,хл), преобразуются в элементы вектора
Поскольку устройство построено на элементах двоичной логики, то положительные и отрицательные сигналы последовательности ft J представлены в двоичной форме в виде содержимого ячеек регистров сдвига положительных элементов (И1Э) и отрицательных элементов (РОЭ).
В каждой из попыток исправить ошибку генератором пробных комбинаций формируется множество троичных векторов
a ={Vf , ...tVt]. Количество векторов зависит от интервала локализации следующим образом 2max = fy , (4.14) где - основание сигнала.
В процессе коррекции ошибок по команде от накопителя синхросигнала производится замена 9 элементов вектора Wi . Операция замены может быть представлена как операция поочередного сложения в элементов вектора Wi с однті из векторов 1/ множества Q-.
W L = W[ + Vr (4.15) После каждого сложения производится регенерация информации в регистрах с контролем количества ЗМ, преобразованием троичной последовательности [lVtj в двоичную {ZJ и контролем по паритету 1т " {zK}f"od2. (4.16)
При выполнении сравнения и наличии всех ЗМ в регистре информации фиксируется кодовая комбинация А і. Сложение векторов Ц; и 1 продолжается до окончания перебора множества векторов QL . В процессе перебора фиксируется число Мс выполненных сравнений. При числе сравнений Мс I производится отказ от декодирования, а при Мс = I производится включение коммутатора и выдача информации потребителю.
Вероятность трансформации при таком методе коррекции снижается по сравнению с методами, рассмотренными в п. 3.2, на величину условной вероятности необнаружения пакета ошибок, полученной в п. 3.3, поскольку генератор пробных комбинаций формирует пакеты из двух символов, которые можно рассматривать как пакет ошибок с В = 2.
В этом случае вероятность трансформации можно записать следующим образом:
Экспериментальное исследование дроблений в УКВ каналах связи
При передаче дискретной информации дробления считают основным фактором, вызывающим ошибіш в большинстве каналов связи. В радиоканалах дробления являются следствием действия импульсных помех, кратковременных пропаданий сигнала, быстрых изменений уровня сигнала [97, 99J.
Б настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом существует большой статистический материал по исследованию дроблений Г39, 59, 99J, в соответствии с которым плотность распределения интервалов времени между моментами появления импульсов дроблений описываются экспоненциальным законом, а плотность распределения длительности дроблений - логарифмически-нормальным законом.
Однако несмотря на то, что радиосиетемы передачи данных вступают в полосу интенсивного развития [59J, вопросам исследования дроблений в каналах связи диспетчерских радиосистем уделено незначительное внимание. Поскольку для оценіш влияния дроблений на правильность регистрации ЕЭ необходимо знать закон распределения дроблений по длительности и интенсивность их появления, в данном подразделе рассматривается разработанный автором анализатор дроблений (АД) и оцениваются вероятностные характеристики импульсов дроблений.
Статистические погрешности при построении оценок зависят от л/ , k и L . Величина Н выбирается по возможности большей из расчета не менее десяти отсчетов на каждый из L интервалов. По выбору числа интервалов L в литературе даются различные рекомендации 25, 86], в частности можно определить L по следующей формуле С 47 J:
Ширина разряда k равна размаху выборки, определяемому разностью между наибольшими ожидаемыми хиаііС и наименьшими хнин значениями отсчетов, деленному на L ,
Существует несколько основных методов оценки параметров импульсов дроблений С 2],
Первый метод заключается в непрерывной передаче по испытываемому каналу ЧМ сигнала, соответствующего логической единице /(I) или логическому /(0) и фиксации на приеме параметров случайных переключений на выходе устройства преобразования сигналов (ЛІС).
При втором методе по каналу связи непрерывно передается средг-няя частота /(С), равная обычно полусумме частот /(I) и /(0), и фиксируются на приеме случайные переходы /(С)—-/(I) и /(C) —/(0).
В третьем методе проводится измерение параметров импульсов дроблений, вызывающих смену полярностей элементов вне контрольной зоны с шириной (0,2 - 0,3) Т0 , что позволяет устранить влияние искажений краев при передаче информации по каналу.
Недостатком первых двух методов является необходимость наличия свободного канала для измерений, а недостатком третьего метода - большая вероятность необнаружения дроблений (до 45%).
Статистические исследования дроблений в УКВ каналах связи ВДРС проводились с использованием первого метода.
При проведении статистических исследований размах выборки определим из ширины полосы пропускания низкочастотного тракта радиостанции, который равен обычно 300 - 3400 Гц, и данных, приведенных в f99] для телефонного радиорелейного канала, отсюда хмии% 300 мкс» %на с% Змс Чило интервалов L принято равным 9 и ширина интервала в этом случае /L#300 мкс. Однако после проведения нескольких пробных замеров распределений длительности дроблений ширина интервала к принята кратной половине длительности единичного элемента при скорости модуляции 1200 Бод и равной 208 мкс, а число интервалов увеличено до 12. Структурная схема разработанного анализатора дроблений приведена на рис. 5.1. В состав АД входят двенадцать счетчиков с коэффициентом пересчета 100, причем первый счетчик используется как для счета импульсов дроблений определенной длительности, так и для индикации содержимого остальных счетчиков. В состав АД входят также формирователь одиночных импульсов F , триггер Т и регистр сдвига 6 .
В качестве устройства преобразования сигналов использовались серийно выпускаемые модемы 600/1200 КН С88, I09J. На вход передающей радиостанщш постоянно подавались частота, соответствующая логической единице (/(I) = 1300 Гц), логическому нулю (/(0)= 1200 Гц) или средняя частота ( /(C) = 1700 Гц) для скорости модуляции 1200 Бод. В обозначениях, принятых для квазитроичного сигнала /(+) = 1300 Гц, /(0) = 1700 Гц и /(-) = 2100 Гц. На выходе низкочастотного тракта приемной радиостанщш подключено УТІС, соединенное с анализатором дроблеїшй. По переднему фронту импульса дробления запускается формирователь F , который переводит триггер Т в состояние "I". Логическая единица продвигается по регистру сдвига импульсами тактовой частоты J до тех пор, пока длится импульс дробления. По окончании импульса дробления с зависимости от его длительности происходит увеличение содержимого одного из счетчиков на единицу. Автоматическое прекращение сеанса измерений производится по накоплению в одном из счетчиков 100 импульсов. Таймер включается по первому импульсу дробления и выключается по переполнению одного из счетчиков и предназначен для оценки интенсивности импульсов дроблении.
Объем выборки определялся из наличия не менее десяти отсчетов в каждом из интервалов.
