ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Скорость модуляции:
В= 1200 Бод;
Скорость распространения сигнала по каналу связи:
v = 80000км/с;
Среднее время наработки на отказ группового устройства:
Тгу= 1500ч;
Среднее время восстановления группового устройства:
гу= 1.5 ч;
Среднее время восстановления устройства защиты от ошибок :
узо= 0.33ч;
Среднее время восстановления УПС:
упс= 0.33ч;
Вероятность ошибки в дискретном канале:
Рош= 0.0005 и 0.005;
Элементная база 555;
Уровень сигнала на выходе канала:
Рс вых=-44.4 дБ;
Принципиальная схема - распредилитель;
Вид модуляции - ЧМ;
Эффективное значение аддитивной флуктуационной помехи:
Uп эф=1.0 мВ;
Время восстановления работоспособности:
Тв= 0.5ч;
Вероятность необнаруженной ошибки: Рно=3,010-6
Расстояние между оконечными станциями: L=5500 км
Коефициент груповых ошибок =0.55
Минимальная кодовае ростояние циклического кода d0=4
Время нароботки на отказ Tузо,ч=350
Время нароботки на отказ Тупс,ч=500
Коефициент готовности Кг=0.95
Вероятность безотказной работы на протяжении 12 ч. Не менее
Р (t=12ч)=0.915
1. Модели частичного описания дискретного канала
В реальных каналах связи ошибки возникают по многим причинам. В проводных каналах наибольшее количество ошибок вызывается кратковременными прерываниями и импульсными помехами. В радиоканалах заметное влияние оказывают флуктуационные шумы. В коротковолновых радиоканалах основное количество ошибок возникает при изменениях уровня сигнала вследствие влияния замирания. Во всех реальных каналах ошибки распределяются во времени очень неравномерно, из-за этого неравномерны и потоки ошибок.
Существует большое количество математических моделей дискретного канала. Также помимо общих схем и частных моделей дискретного канала, существует большое число моделей, дающих частичное описание канала. Остановимся на одной из таких моделей модели А. Л. Пуртова.
Формула модели дискретного канала с независимыми ошибками.
Ошибки несут пакетный характер, поетому вводится коефициент
По этой модели можно определить зависимость вероятности появления искаженной комбинации от ее длины n и вероятность появления комбинаций длиной n с t ошибками(t<n).
Вероятность P( >1,n) является неубывающей функцией n.
При n=1 P(>1,n)=pош
При n вероятность P(>1,n)
Вероятность появления искажений кодовой комбинации длиной n
Где -- показатель группирования ошибок.
При 0 имеем случай независимого появления ошибок, а при 1 появление групповых ошибок (при =1 вероятность искажений кодовой комбинации не зависит от n, так как в каждой ошибочной комбинации все елементы приняты с ошибкой) Наибольшее значение d(0,5 до 0,7) наблюдается, на КЛС, поскольку кратковременное прерывание приводит к появлению групп с большей плотностью ошибок. В радиорелейных линиях, где наряду с интервалами большой плотности ошибок наблюдается интервалы с редкими ошибками, значение d лежит в пределах от 0,3 до 0,5. В КВ радиотелеграфных каналах показатель группирования ошибок самый небольшой(0,3-0,4).
Распределение ошибок в комбинациях различной длины
оценивает не только вероятность появления искаженных комбинаций(хотя бы одна ошибка), но и вероятность комбинаций длиной n с t наперед заданными ошибками P(>t,n).
Следовательно, группирование ошибок приводит к увеличению числа кодовых комбинаций, пораженную ошибками большей кратности. Анализируя все выше сказанное, можно заключить, что при группирование ошибок уменьшается число кодовых комбинаций заданной длины n. Это понятно также из чисто физических соображений. При одном и том же числе ошибок пакетирование приводит к сосредоточению их на отдельных комбинациях, (кратность ошибок возрастает), а число искаженных кодовых комбинаций уменьшается.
Графики зависимости необнаруженой ошибки в блоке от его длины.
Вероятность Р1=0.0005; Р2=0.005
получаем Рис 1.
Расчёт вероятности ошибки на выходе канала связи для ЧМ выполним по формулам:
где - функция Крампа;
Уровень выходного сигнала Uп.эф =1.0 мВ
По условию нам задан уровень мощности сигнала на выходе канала связи: Pс.вых= -44.4 дБ. Зная уровень сигнала по напряжению (U0 = 0,775 В) найдём напряжение сигнала по формуле:
Тогда :
Построим графики зависимости вероятностей ошибок в блоке в зависимости от его длины.
Вероятность Р=0.016
;
Рис Зависимость вероятности ошибки от длины блока.
2. СИСТЕМА С РОС И НЕПРЕРЫВНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ ИНФОРМАЦИИ (РОС-нп)
Построить структурную схему системы с РОСнп и блокировкой и описать алгоритм её функционирования использовав временные диаграммы.
В системах с РОС-нп передатчик передает непрерывную последовательность комбинаций, не ожидая получения сигналов подтверждения. Приемник стирает лишь те комбинации, в которых решающее устройство обнаруживает ошибки, и по ним дает сигнал переспроса. Остальные комбинации выдаются ПИ по мере их поступления. При реализации такой системы возникают трудности, вызванные конечным временем передачи и распространения сигналов. Если в некоторый момент времени закончен прием кодовой комбинации 2, в которой обнаружена ошибка, то к этому моменту времени по прямому каналу уже ведется передача следующей кодовой комбинации. Если время распространения сигнала в канале tc превышает длительность кодовой комбинации nto, то к моменту t' может закончиться передача одной или нескольких комбинаций, следующих за второй. Еще некоторое число кодовых комбинаций будет передано до того времени (t'), пока будет принят и проанализирован сигнал переспроса по второй комбинации.
Таким образом, при непрерывной передаче за время между моментом обнаружения ошибки (t') и приходом повторенной кодовой комбинации (t"') будет принято еще h комбинаций, где
где символ [х] означает наименьшее целое число, большее или равное х.
Так как передатчик повторяет лишь комбинации, по которым принят сигнал переспроса, то в результате повторения с запаздыванием на h комбинаций порядок следования комбинаций в информации, выдаваемой системой ПИ, будет отличаться от порядка поступления кодовых комбинаций в систему. Но получателю кодовые комбинации должны поступать в том же порядке, в котором они передавались. Поэтому для восстановления порядка следования комбинаций в приемнике должны быть специальное устройство и буферный накопитель значительной емкости (не менее ih, где i -- число повторений), поскольку возможны многократные повторения.
Во избежание усложнения и удорожания приемников системы с РОС-нп строят в основном таким образом, что после обнаруже-ния ошибки приемник стирает комбинацию с ошибкой и блокиру-ется на h комбинаций (т.е. не принимает h последующих комби-наций), а передатчик по сигналу переспроса повторяет h послед-них комбинаций (комбинацию с ошибкой и h--1, следующий за ней). Такие системы с РОС-нп получили название систем с блокировкой РОС-нпбл. Эти системы позволяют организо-вать непрерывную передачу кодовых комбинаций с сохранением порядка их следования. Временная диаграмма (рис. 2.3) иллюстрирует работу системы с РОС-нпбл при обнаружении ошиб-ки во второй комбинации в случае h=4. Как видно из диаграммы, передача комбинаций ИИ осуществляется непрерывно до момента получения передатчиком сигнала переспроса (после передачи пятой комбинации). После этого передача информации от ИИ прекращается на время h и четыре комбинации (начиная со второй и h--1=3 последующие) передаются из накопителя передатчика. Заметим, что его емкость должна быть равна/г комбинациям, т, е. kh бит. В это время в приемнике стираются h комбинаций: вторая комбинация, в которой обнаружена ошибка (отмечена звездочкой на рис. 2.3) и три последующие комбинации (заштрихованы на рисунке). Получив переданные из накопителя комбинации (от второй до пятой включительно) приемник выдает их ПИ, а передатчик продолжает передачу шестой и последующих комбинаций.
Рис. 2.2. Структурная схема алгоритма системы с РОС-нпбл
Рис. 2.3. Временные диаграммы работы системы с РОС-нпол
Хранение в передатчике каждой комбинации до получения сигнала подтверждения правильности приема (нуля) осуществля-ется в запоминающем устройстве. Переспрос реализуется переда-чей единицы. При этом кодовая комбинация, во время передачи которой принят сигнал переспроса, преднамеренно искажается пе-редатчиком путем инвертирования последнего бита. Работу систе-мы с циклической нумерацией в случае h=2 иллюстрирует вре-менная диаграмма рис. 2.4. При этом рис. 2.4а соответствует случаю обнаружения ошибки в комбинации а14. На рис. 2.4б показан случай перехода сигнала подтверждения на комбинацию
а22 в сигнал переспроса (Н). При этом передатчик, получив сиг-нал переспроса, искажает
Рис. 2.4. Временные диаграммы работы системы с РОС-нпбл и циклической нумерацией сообщений
передаваемую в это время комбинацию а33. Получив трансформированный сигнал, передатчик по оконча-нии передачи комбинации а33 повторяет комбинацию а22. Так как комбинация а33 преднамеренно искажена передатчиком, приемник обнаруживает эту ошибку и стирает комбинацию а33, давая сиг-нал на ее повторную передачу. Циклический номер а2 принятой затем комбинации а22 меньше ожидаемого номера а3, поэтому комбинации а22 также стирается, а по обратному каналу поступа-ет сигнал подтверждения (Д), после чего передатчик повторяет комбинацию а33. При отсутствии цикловой нумерации в рассмот-ренной ситуации произошла бы вставка комбинации а22. На рис. 4б представлен случай, когда сигнал переспроса на комбинацию а22 перешел в сигнал подтверждения, что в случае отсутствия цикловой нумерации привело бы к выпадению этой комбинации. В рассматриваемом случае приемник одновременно с выдачей сигнала переспроса по комбинации а22 стирает комби-нацию а33 и посылает на нее сигнал переспроса. Передатчик, по-лучив этот сигнал, искажает комбинацию а14 и т. д„ т. е. система переходит в режим постоянного переспроса. Это фиксируется спе-циальным устройством, и работа системы останавливается. Так удается избежать выпадения комбинаций. Поскольку большинство каналов связи является четырехпроходным, то с целью повышения их использования, кроме рассмотренных выше однонаправленных (симплексных или полудуплекс-ных) СПДИ, широко применяются дуплексные СПДИ, в которых передача информации производится одновременно в двух направ-лениях. Это оказывается возможным благодаря тому, что переспросы в системе с РОС-нпбл происходят сравнительно редко и подавляющую часть времени обратный канал может быть исполь-зован для передачи.
Страницы: 1, 2
