Передача дискретных сообщений
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ УКРАИНЫ
УКРАИНCКАЯ ГОСУДАРСТВЕНАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ им.А.С.ПОПОВА
КИЕВСКИЙ ИНСТИТУТ СВЯЗИ
КАФЕДРА ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ
Контрольная работа №2
«Системы документальной электросвязи»
Задание:
Задача №1.
Перечислите методы повышения верности при передаче дискретных сообщений (ПДС) по каналам с различными помехами.
Опишите работу дуплексной системы ПДС с решающей обратной связью, непрерывной передачей и блокировкой приемника. Постройте временную диаграмму работы системы с соблюдением масштаба, если заданы: время распространения сигнала связи tp=200мс, длина блока n=3000, скорость модуляции В=9,6кБод. Определите емкость М буферного накопителя передатчика и время блокировки приемника при обнаружении ошибки.
Задача №2
Перечислите основные и дополнительные функции современного модема для передачи данных по каналам телефонной связи, а также международные стандарты на модемы.
Постройте подробную функциональную схему модема для работы по каналу ТЧ, опишите функции и методы построения основных узлов схемы.
Рассчитайте вероятности ошибочного приема единичного элемента сигнала при использовании различных стандартных видов модуляции, а также пропускную способность непрерывного канала ТЧ, образованного дискретного канала и коэффициент использования канала ТЧ. Задано отношение мощностей сигнал/помеха Рс/Рш=16дБ в непрерывном канале, скорость модуляции принять соответственно стандартам.
Задача№3
Постройте структурную схему каналообразующей аппаратуры с ВРК, опишите назначение узлов и работу схемы. Изобразите временные диаграммы при использовании для сопряжения оконечных устройств с дискретным каналом методов наложения (МП) и скользящего индекса с подтверждением (СИП).
Заданы: число N=6 дискретных каналов, скорость модуляции В=100бод и допустимые краевые искажения единичных элементов б=2,5% в дискретном канале.
Определите частоту дискретизации (импульсную несущую линейного сигнала) и ширину спектра линейного сигнала и сравните их значения для двух методов.
Определите, какое количество дискретных каналов с указанными выше параметрами может быть организовано в полосе капала ТЧ при методах МН и СИП, если применена передача с ЧМ-ДБП.
Задача№4
Опишите одну из сетей документальной электросвязи по следующему плану:
• назначение, история развития сети и ее современное состояние;
•структура , топология, основные вероятностно-временные и алгоритмические характеристики;
•технические средства сети, типы и параметры оконечного, коммутационного и каналообразующего оборудования;
•форматы и коды передаваемых сообщений;
• протоколы доступа к сети и взаимодействия абонентов, стандарты.
Задача №1:
1. Существуют два метода повышения верности принимаемых сообщений. Первый метод основан на улучшении качественных показателей каналов, что достигается обычно либо путем устранения самих причин появления ошибок, либо включением в канал некоторых дополнительных устройств, уменьшающих влияние помех.
Основными причинами, вызывающими ошибки, являются имтгульсные помехи н кратковременные перерывы.
Импульсные помехи обычно появляются при снижении переходного затухания между парами в одном кабеле, а также проникают из цепей питания. Поэтому поддержание на должном уровне переходного затухания между парами в кабеле, а также улучшение фильтрации в цепях питания, применение развязывающих питающих агрегатов приводит к существенному снижению потока импульсных помех и улучшению качественных показателей канала. Другая причина появления импульсных помех носит эксплуатационно-технический характер. Поток импульсных помех значительно возрастает при проведении обслуживающим персоналом всевозможных профилактических работ на магистрали во время работы связи (всякого рода переключения, подключения измерительных приборов, чистка контактов и т. п.). Устранение появления импульсных помех в данном случае может быть достигнуто только путем повышения технической культуры эксплуатации связей.
Причиной возникновения кратковременных перерывов является обычно низкое качество контактов аппаратуры связи, а также причины, имеющие эксплуатационный характер. Значительное снижение частости появления кратковременных перерывов достигается использованием аппаратуры связи с более качественными контактами (например, при замене декадно-шагового коммутационного оборудования на координатное, квазиэлектронное и электронное), а также повышением технической культуры эксплуатации
связей.
Значительное улучшение качества канала связи, особенно при организации связей большой протяженности или использование сравнительно высоких скоростей передачи, достигается включением в канал дополнительных устройств — регенеративных трансляций и фазовых корректоров. В ряде случаев это значительно повышает верность приема.
Улучшение качественных характеристик каналов с целью повышения верности приема всегда связано с определенными материальными затратами, которые в ряде случаев могут оказаться весьма высокими. Поэтому большое значение имеют широко применяющиеся в технике передачи данных методы повышения верности приема, не требующие улучшения качества канала. Эти методы основаны на внесении в передаваемый сигнал определенной избыточности. Вводимая в передаваемый сигнал избыточность вносит дополнительные условия, проверка соблюдения которых на приеме позволяет обнаружить факт искажения сигнала, а также сравнить принятый искаженный сигнал с соответствующим неискаженным.
Любые методы внесения избыточности в передаваемый сигнал связаны с увеличением объема сигнала, т. е. с увеличением либо мощности сигнала, либо ширины спектра, либо времени передачи. Возможности повышения верности приема путем увеличения мощности и ширины спектра при передаче дискретной информации по стандартным каналам связи довольно ограничены, поэтому преимущественное применение, получил метод введения избыточности путем увеличения времени передачи сигнала Этот метод может быть реализован в двух разновидностях - использованием для передачи дискретной информации пониженной по отношению к номинальному значению скорости и применением корректирующих кодов. Понижение скорости при работе по каналам невысокого качества получило широкое применение. Так, во многих типах АПД, работающих по каналам тч, предусматриваются две и более скорости модуляции (например, 600 и 1200 бод), причем с меньшей скоростью обычно ведется работа на большие расстояния, а также работа по каналам с суженной полосой пропускания (300—2700 Гц).
Применение корректиоующих кодов является более эффективным методом повышения верности, чем работа с пониженной скоростью. Оба этих метода не следует противопоставлять друг другу. Использование корректирующих кодов является методом более общим, а понижение скорости передачи можно считать частным случаем применения корректирующего кода.
2. В системе с РОС с блокировкой передача очередной кодовой комбинации производится, не дожидаясь приема по обратному каналу сигнала обратной связи, что позволяет существенно повысить скорость передачи полезной информации.
Принцип работы данной системы (рис.1.1), в которой сигналом «запрос» является разрешенная кодовая комбинация.
Рис. 1.1. Функционная схема АПД с РОС
По сигналу «ввод» передаваемая информация поступает в кодер, кодируется кодом, обнаруживающим ошибки, и передается в дискретный канал связи. Одновременно она запоминается в буферном накопителе. В приемнике противоположной станции принимаемая последовательность поступает в декодер и декодируется в нем. Если при этом ошибок не обнаруживается, то информационные разряды, накопленные в буферном регистре декодера, поступают к потребителю информации. Если обнаружена ошибка, то вырабатывается сигнал «ошибка», который стирает содержимое буферного регистра декодера и через устройство управления воздействует на датчик комбинации «запрос», которая посылается на противоположную станцию. Кроме того, прекращается выдача сигнала «ввод», а следовательно, и передача информации. После передачи комбинации «запрос» информация, накопленная в буферном накопителе, через ключ К передается в дискретный канал.
На противоположной станции комбинация «запрос» регистрируется дешифратором служебной комбинации, который вырабатывает специальный сигнал, который поступает на устройство управления, которое производит те же операции, что и при получении сигнала обнаруженной ошибки: посылает комбинацию «запрос», вслед за чем передает содержимое буферного накопителя.
Временная диаграмма работы системы иллюстрируется рис.1.2 Символ S обозначает искаженную кодовую комбинацию, комбинация «запрос» обозначена как ЗК.
Рис 1.2 Временная диаграмма работы дуплексной системы с РОС
Если комбинация «запрос», передаваемая станцией Б исказится, то приемник станции А воспримет ее как искаженную кодовую комбинацию; на станцию Б при этом будет передана запросная комбинация и т. д. Процесс переспроса не изменится и сбоя в работе не произойдет. Искажение комбинации «запрос», передаваемой станцией А, не имеет значения, так как приемник станции Б, будучи заблокированным, ее не воспринимает. При одновременном искажении комбинаций в обоих направлениях сигналы «запрос» посылаются и в том, и в другом направлениях. В результате происходит блокировка приемников. Передатчики начинают передавать информацию, накопленную в буферных накопителях, после чего восстанавливается нормальная работа связи.
Если в комбинации «запрос» имеется необнаруженная ошибка. На противоположной станции искаженная запросная комбинация воспринимается как разрешенная кодовая и продолжается передача информации. В то же время приемник станции, пославший запросную комбинацию, заблокирован, при этом теряется М кодовых комбинаций.
В том случае, когда в одном из направлений отсутствует информация для передачи, прибегают к передаче так называемой «фиктивной» информации, не выдаваемой из АПД потребителю. Необходимость в передаче «фиктивной» информации вытекает из требования поддержания импульсной и цикловой синхронизации в канале передачи данных с тем, чтобы обеспечить нормальные условия передачи сигнала «запрос» в любой момент времени.
3.
а) время блокировки приемника:
T = 3tk + 2tp
Где: tk – время передачи кодовой комбинации,
tp – время распространения сигналов в канале.
tk = nt = n/B; tk = 3000/9,6·103 = 312.5 мс.
tp = 200 мс.
Т = 3·312.5 + 2·200 = 1337.5 мс.
б) емкость буферного накопителя:
