Характеристика непрерывного и расширенного дискретного канала

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определения понятий непрерывного, дискретного канала (ДК) и расширенного дискретного канала (РДК) и их основные характеристики. Помехи в каналах связи

Непрерывный канал связи (НКС)

На входе и выходе НКС - непрерывный сигнал, непрерывного времени. Непрерывный канал связи - это канал ТЧ, стандартный широкополосный канал (60-108 кГц), физическая линия (кабель, волокно, воздушная линия и т. п.).

Одной из основных характеристик непрерывного канала является его пропускная способность

Модель НКС.

Канал может быть представлен цепью с соответствующей импульсной характеристикой и источниками помех.

В канале всегда присутствуют аддитивные гаусовские помехи. Кроме гаусовских в канале действуют помехи:

- гармонические (сосредоточенные по частоте),

- импульсные (сосредоточенные по времени),

- мультипликативные,

- перерывы связи (17,4 дБ).

К искажениям формы сигнала, также приводят:

- сдвиг частотных составляющих по частоте,

- фазовые скачки,

- фазовое дрожание.

Дискретный канал

Дискретный канал включает НКС + УПС приема и передачи.

Алфавит ДК состоит из двух сообщений “1” и “0”.

Основными характеристиками ДК являются: скорость передачи информации R [бит/с], скорость модуляции B [Бод].

Верность передачи информации характеризуется коэффициентом ошибок по единичным элементам.

Расширенный дискретный канал

Расширенный дискретный канал включает ДК+ Кодер + Декодер канала.

Алфавит канала состоит из 2n сообщений, где n - число элементов в кодовой комбинаций.

РДК характеризуется: коэффициентом ошибок по кодовым комбинациям, эффективной скоростью передачи информации

Основная задача РДК - повышение верности передачи.

Методы повышения верности:

Меры эксплуатационного и профилактического характера

- повышения стабильности работы генераторного оборудования

- резервирование электропитания

- выявление и замена отказавшего оборудования

- повышение квалификации обслуживающего персонала

Мероприятия по увеличению помехоустойчивости передачи единичных элементов

- увеличение отношения сигнал - помеха (увеличение амплитуды, длительности)

- применение более помехоустойчивых методов модуляции

- совершенствование методов обработки

- выбор оптимальных сигналов

- введение избыточности в передаваемую последовательность т.е. помехоустойчивое кодирование

Модели дискретных каналов связи

Дискретный канал всегда содержит внутри непрерывный канал. Преобразование непрерывного канала в дискретный производит модем. Поэтому в принципе можно получить математическую модель дискретного канала из модели непрерывного канала при заданном модеме. Образно говоря, модем, осуществляющий переход от непрерывного канала в поток ошибок. Наиболее важные и достаточно простые модели дискретных каналов следующие. импульсный помеха генераторный связь

Постоянный симметричный канал без памяти определяется как дискретный канал, в котором каждый переданный кодовый символ может быть принят ошибочно с фиксированной вероятностью р и правильно с вероятностью 1-р, причём в случае ошибки вместо переданного символа может быть с равной вероятностью принят любой другой символ. Термин “без памяти” означает, что вероятность ошибочного приёма символа не зависит от предистории, т.е. от того, какие символы передавались до него и как они были приняты. Вероятности переходов в двоичном симметричном канале схематически можно представить в виде графа (рис.3.1).

Рисунок 3.1. Переходные вероятности в двоичном симметричном канале

Постоянный симметричный канал без памяти со стиранием отличается от предыдущего канала тем, что алфавит на выходе канала содержит дополнительный (m+1)-й символ, который часто обозначают знаком “?”. Этот символ появляется тогда, когда демодулятор не может надёжно опознать переданный символ. Вероятность такого отказа от решения или стирания символа pc в данной модели постоянна и не зависит от передаваемого символа. За счёт введения стирания удаётся значительно снизить вероятность ошибки, иногда её даже считают равной нулю. На рис.3.2 показаны вероятности переходов в такой модели.

Рисунок 3.2. Переходные вероятности в двоичном симметричном канале со стиранием

Несимметричный канал без памяти характеризуется тем, что ошибки в нём возникают независимо друг от друга, однако вероятности ошибок зависят от того, какой символ передаётся. Так, в двоичном несимметричном канале вероятность приёма символа 1 при передаче символа 0 не равна вероятности приёма 0 при передаче 1.

Простейшей моделью двоичного канала с памятью является марковская модель, определяемая матрицей переходных вероятностей:

где р1--условная вероятность принять (i+1)-й символ ошибочно, если предыдущий принят правильно; (1-р1)-условная вероятность принять (i+1)-й символ правильно, если предыдущий символ принят правильно; р2- условная вероятность принять (i+1)-й символ ошибочно, если предыдущий принят ошибочно; (1-р2)-условная вероятность принять (i+1)-й символ правильно, если предыдущий символ принят ошибочно.

Безусловная (средняя) вероятность ошибки p в таком канале должна удовлетворять уравнению:

р=Р2р+З1(1-р)

Откуда

Другой подход к построению математических моделей каналов связан с методом переменных состояния. Важной особенностью этого метода является возможность непосредственного моделирования систем, описываемых уравнениями состояния с помощью аналогового или цифрового вычислительного устройства. Уравнения состояния обычно составляют в виде системы дифференциальных уравнений первого порядка, которую приводят к форме векторного (матричного) дифференциального уравнения первого порядка. Этот метод даёт универсальный подход для моделирования каналов передачи информации систем связи для самых различных сообщений, способов кодирования и модуляции, линий связи с детерминированными и случайными параметрами и аддитивными шумами.

Краевые искажения и дробления.

Под действием различных дестабилизирующих факторов: не идеальность характеристик НКС; действие помех, элементы сигнала могут искажаться по длительности, т. е. появляются краевые искажения и дробления.

Индивидуальные КИ - смещения ЗМ относительно идеального значащего момента

Относительные КИ - это индивидуальные, отнесенное к длительности единичного элемента.

Преобладания - элементы одного знака удлиняются, а другого укорачиваются.

Дробления - это искажения, при которых один элемент преобразуется в несколько более коротких (дробится).

Методы регистрации сигналов.

Процесс определения и запоминания значащей позиции сигнала данных - называется регистрацией.

Метод стробирования - значащая позиция принимаемого элемента определяются на основании анализа знака импульса в середине единичного интервала. Если индивидуальное КИ не превышает 0,5ф, то элемент регистрируются правильно.

Исправляющая способность - это величина, на которую допускаются смещения ЗМ, не вызывающее неправильный прием элемента.

Интегральный метод регистрации - решение о виде принятого элемента выносится на основании анализа напряжения на всем единичном интервале.

В идеальном случае (если единичный. элемент не искажен), то Uвых = 1; решением о «1» принимается при Uвых >= 0,5; решением о «0» принимается при Uвых < 0,5.

Основная литература

1. 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 - 464 с.

2. Теория электрической связи: Учебник для ВУЗов./ Зюко А.Г., Кловский Д.Д. - М:Радио и связь, 1999

Дополнительная литература:

1. Купинов Ю.П. и др. Основы передачи дискретных сообщений -М.: Радио и связь, 1992.

2. Мирманов А.Б. Курс лекций по дисциплине «Технология цифровой связи» - Астана: КазАТУ, 2009. (электронный)

Размещено на Allbest.ru