Synchronisationsmethoden in VPS-Systemen. Blockschaltbild des PDS-Systems

Das Konzept einer diskreten Nachricht ist allgemeiner als das Konzept einer Datennachricht oder einer Telegrafennachricht. Dementsprechend ist das Konzept von PDS-Systeme Das Blockschaltbild des PDS-Systems ist in Abb. 1 8 Quelle und Empfänger von Nachrichten sowie der Nachrichten-Signal-Umsetzer sind nicht im PDS-System enthalten.

Symbole aus dem IC liegen in Form von Codekombinationen vor, die aus einzelnen Elementen (Nachrichten) bestehen Die Codekombination ist gekennzeichnet durch die Basis des Codes m und die Anzahl der Einzelelemente, aus denen die Codekombination besteht (Codelänge), die repräsentiert das übertragene Symbol

Reis. 1.8 Blockschaltbild des PDS-Systems

Die Basis des Codes kennzeichnet die mögliche Anzahl unterscheidbarer signifikanter Positionen des vom IC . kommenden Signals

In der PDS-Technik werden Codes mit der Basis 2 am häufigsten verwendet. Solche Codes werden oft binär oder binär genannt. Die Hauptgründe für die weit verbreitete Verwendung von Binärcodes sind die Einfachheit der Implementierung, die Zuverlässigkeit der binären Logikelemente, die geringe Empfindlichkeit gegenüber externen Störungen usw. Daher werden in Zukunft in allen Fällen (sofern nicht anders angegeben) Binärcodes in Betracht gezogen eines Binärcodes ist der International Telegraph Code No. 2 (MTK-2), bei dem jedes übertragene Symbol einem aus fünf Elementen bestehenden Codewort entspricht

Bei 5-Element-Kombinationen können nur 32 Zeichen übertragen werden. Denken Sie daran, dass das russische Alphabet aus 32 Buchstaben besteht, außerdem gibt es Zahlen und es ist wünschenswert, die Übertragung von lateinischen Buchstaben, Satzzeichen usw. sicherzustellen. Daher ist im MTK-2-Code die gleiche Codekombination aus fünf Elementen bis zu 3 mal verwendet, je nach Modusübertragung, die durch das sogenannte Register bestimmt wird. Im MTK-2-Code gibt es drei Register Russisch, Latein und Digital. jede vom IC empfangene fünfelementige Codekombination kann einen von drei Werten haben. Die Kombination 11101 im russischen Register bedeutet also den Buchstaben I, in digitalen - 1, in lateinischen - Q.-Registern die Anzahl der verschiedenen übertragenen Zeichen erhöht sich um etwa das 3-fache)

Der vom MTK-2-Code bereitgestellte Zeichensatz reicht zum Schreiben von Telegrammen und in manchen Fällen sogar zum Übertragen von Daten aus. In der Regel werden mehr Zeichen benötigt, um Daten zu übertragen. In diesem Zusammenhang wurde der von der CCITT empfohlene Sieben-Elemente-Code MTK-5 entwickelt Standardcode Datenübertragung (DPCS). Der Code hat zwei Register

Die MTK-2- und MTK-5-Codes in der PDS-Technik werden als Primärcodes bezeichnet

Die vom IS kommende Nachricht enthält in einigen Fällen Redundanz. Letzteres liegt daran, dass die Symbole, aus denen die Nachricht besteht, statistisch in Beziehung gesetzt werden können. Dies ermöglicht es, einen Teil der Nachricht nicht zu übertragen, sondern sie beim Empfang über eine bekannte statische Verbindung wiederherzustellen.

Dies geschieht übrigens beim Übertragen von Telegrammen, wobei Vereinigungen, Präpositionen und Satzzeichen aus dem Text ausgeschlossen werden, da sie beim Lesen eines Telegramms basierend auf den bekannten Regeln zum Aufbau von Phrasen und Wörtern leicht wiederhergestellt werden können. Die Redundanz im empfangenen Telegramm macht es natürlich leicht, einige der verzerrten Wörter zu korrigieren (richtig zu lesen). Redundanz führt jedoch dazu, dass über einen bestimmten Zeitraum weniger Nachrichten übertragen werden und daher der PPP-Kanal weniger effizient genutzt wird. Die Aufgabe des Eliminierens der Redundanz bei der Übertragung im PDS-System wird vom Quellencodierer ausgeführt, und die Wiederherstellung der empfangenen Nachricht wird vom Quellendecodierer durchgeführt. Oft sind der Quell-Encoder und -Decoder im IC und im PS enthalten. Die Fragen der Redundanzbeseitigung werden in Kap. 5.

Um die Übertragungstreue zu verbessern, wird eine redundante Codierung verwendet, die es ermöglicht, Fehler beim Empfang zu erkennen oder sogar zu korrigieren. Bei der durch den Kanalcodierer durchgeführten Codierung wird das ursprüngliche Codewort umgewandelt und es wird Redundanz eingeführt. Auf der Empfangsseite führt der Kanaldecoder die inverse Transformation (Decodierung) durch, wodurch wir die Kombination erhalten Quellcode... Der Kanalcodierer und -decoder werden oft als Fehlerschutzgeräte (RCDs) bezeichnet.

Um den Encoder und Decoder des Kanals einem kontinuierlichen Kommunikationskanal (der Umgebung, in der normalerweise kontinuierliche Signale übertragen werden) anzupassen, werden Signalumwandlungsgeräte (SPS) verwendet, die während des Sendens und Empfangens eingeschaltet werden. Im Einzelfall handelt es sich um einen Modulator und einen Demodulator. Zusammen mit dem Kommunikationskanal bildet die USV einen diskreten Kanal, d. h. einen Kanal, der nur für die Übertragung bestimmt ist diskrete Signale (digitale Signale Daten).

Unterscheiden Sie zwischen synchronen und asynchronen Geheimkanälen. In synchronen diskreten Kanälen wird jedes Einheitselement zu genau definierten Zeitpunkten eingeführt. Diese Kanäle sind dafür ausgelegt, nur isochrone Signale zu übertragen. Über einen asynchronen Kanal können beliebige Signale übertragen werden - isochron, anisochron. Daher werden solche Kanäle als transparent oder codeunabhängig bezeichnet. Synchrone Kanäle sind undurchsichtig oder codeabhängig.

Ein diskreter Kanal in Verbindung mit einem Kanalcodierer und -decoder (RCD) wird als erweiterter Kanal (RDK) bezeichnet. Wenn in Bezug auf einen diskreten Kanal die Übertragung einzelner Elemente mit den Werten „0“ oder „1“ berücksichtigt wird und das Alphabet der „Quelle“, die auf dem diskreten Kanal arbeitet, als gleich 2 angesehen werden kann, dann in Bezug auf nach dem RDC gilt die Übertragung von Codekombinationen mit der Länge der Elemente und bei Verwendung eines Binärcodes ist die Anzahl der möglichen Kombinationen gleich.

Folglich kann das Alphabet der im RDK tätigen „Quelle“ als gleichwertig angesehen werden, daher der Name „erweitert“. In der Datenübertragungstechnik wird der RDK als Datenübertragungskanal bezeichnet.

Ein diskreter Kanal ist durch die Informationsübertragungsrate in Bits pro Sekunde (Bit / s) gekennzeichnet. Ein weiteres Merkmal eines diskreten Kanals ist die Baudrate B, die in Baud gemessen wird. Sie wird durch die Anzahl der pro Sekunde übertragenen Einzelelemente bestimmt. In der TD-Technik wird anstelle des Begriffs Verdrahtungsrate der Begriff Modulationsrate verwendet.

Beispiel 1 1. Berechnen wir die Geschwindigkeit der Telegraphie B und der Informationsübertragung R in einem diskreten Kanal. Die Dauer eines einzelnen Elements, jedes Informationselement trägt 1 Informationsbit und lässt eines für jeweils sieben Informationselemente überprüfen.

Verdrahtungsgeschwindigkeit und damit Baud. Die Informationsübertragungsrate wird durch die Anzahl der pro Sekunde übertragenen Informationen bestimmt, d.h.

Bei der Ermittlung der effektiven Rate wird berücksichtigt, dass nicht alle am Eingang des PD-Kanals ankommenden Kombinationen an den Empfänger ausgegeben werden. Einige Kombinationen können abgelehnt werden. Außerdem wird berücksichtigt, dass nicht alle an den Kanal übertragenen Elemente Informationen tragen (siehe Kap. 8).

Ein weiteres Merkmal eines diskreten Kanals ist die Wiedergabetreue einzelner Elemente. Sie wird durch die Fehlerrate für die Elemente bestimmt

das heißt, das Verhältnis der Anzahl der irrtümlich empfangenen Elemente zur Gesamtanzahl der von Lgper während des Analyseintervalls gesendeten Elemente.

Zur Charakterisierung des PD-Kanals verwenden wir die folgenden Parameter- Fehlerrate für Codekombinationen und effektive Informationsübertragungsrate. Die Codewort-Fehlerrate charakterisiert die Übertragungstreue und wird durch das Verhältnis der Anzahl der irrtümlich empfangenen Codewörter zu der in übertragenen Anzahl bestimmt ein gegebenes Intervall Zeit.

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Einführung

Seit jeher versucht die Menschheit, das Problem der Übertragung von Informationen über eine Entfernung in kürzester Zeit und mit weniger Fehlern zu lösen. Im Zuge der Entwicklung der Wissenschaft wurden viele Wege der Datenübertragung erfunden. Sie alle haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Daher ist dieses Problem jetzt relevant.

Gegenwärtig spielt die Technologie der Übertragung diskreter Nachrichten eine wichtige Rolle im Leben der menschlichen Gesellschaft. Mit dieser Technik können Sie sicherstellen, dass beste Verwendung teure Hochleistungsgeräte durch den Aufbau von Computernetzen und Datenübertragungsnetzen.

In diesem Beitrag werden die Hauptaspekte der PDS-Technik betrachtet.

1. Synchronisation in PDS-Systemen

1.1 Klassifizierung von Synchronisationssystemen

Synchronisation ist der Prozess des Einrichtens und Aufrechterhaltens einer spezifischen Timing-Beziehung zwischen zwei oder mehr Prozessen. Unterscheiden Sie zwischen elementweiser, Gruppen- und Rahmensynchronisation. Die Elementsynchronisation ermöglicht es an der Rezeption, ein einzelnes Element korrekt von einem anderen zu trennen und die besten Bedingungen für seine Registrierung zu bieten. Die Gruppensynchronisation stellt die korrekte Aufteilung der empfangenen Sequenz in Codekombinationen sicher, und die Rahmensynchronisation stellt die korrekte Aufteilung der Rahmen und die zeitliche Kombination von Elementen beim Empfang sicher.

Eine Element-für-Element-Synchronisierung kann durch die Verwendung einer autonomen Quelle bereitgestellt werden - dem Hüter des Zeitstandards und Methoden der erzwungenen Synchronisierung. Die erste Methode wird nur in Fällen verwendet, in denen die Zeit der Kommunikationssitzung, einschließlich der Zeit der Aufnahme der Kommunikation, die Zeit der Aufrechterhaltung der Synchronisation nicht überschreitet. Als autonome Quelle kann ein lokaler Generator mit hoher Stabilität verwendet werden.

Erzwungene Synchronisationsverfahren können auf der Verwendung eines separaten Kanals basieren, über den die zum Abstimmen des lokalen Oszillators erforderlichen Impulse übertragen werden, oder auf einer Betriebs-(Informations-)Sequenz. Die Verwendung des ersten Verfahrens erfordert eine Verringerung des Durchsatzes des Arbeitskanals aufgrund der Zuweisung eines zusätzlichen Sync-Kanals. Daher wird in der Praxis am häufigsten die zweite Methode verwendet.

Durch das Verfahren der Takterzeugung werden Synchronisationsgeräte mit Zwangssynchronisation in offen (ohne Feedback) und geschlossen (mit Feedback) unterteilt.

Geschlossene Synchronisationsgeräte werden in zwei Unterklassen unterteilt: mit direkter Wirkung auf den Master-Taktgenerator und mit indirekter Wirkung.

Synchronisierungsgeräte mit direktem Einfluss auf die Frequenz von Generatoren werden nach dem Regelverfahren in zwei Gruppen eingeteilt: Geräte mit diskreter Regelung, bei denen das Steuergerät das Stellsignal von Zeit zu Zeit diskret ändert, und Geräte mit kontinuierlicher Regelung, bei denen das Steuergerät wirkt ständig auf den Generator des SCI.

Synchronisationsgeräte ohne direkte Wirkung werden in zwei Typen unterteilt: Geräte, bei denen das Zwischengerät ein Frequenzteiler mit einem variablen Frequenzteilungsverhältnis ist, und Geräte, bei denen bei der Phasenkorrektur Impulse am Eingang des addiert oder subtrahiert werden Frequenzteiler.

1.2 Elementsynchronisation mit Addition und Subtraktion von Impulsen (Funktionsprinzip)

Die Synchronisationseinrichtung mit Addition und Subtraktion von Pulsen besteht aus einem Phasendetektor (PD), einem Master-Oszillator (MO) und einer Sync-Puls-Phasensteuereinheit (SCI) (Abb. 1). Dieser Block enthält einen Frequenzteiler (DF) der vom MO erzeugten Pulswiederholung. Am Ausgang des Frequenzteilers wird SCI erhalten, das am zweiten Eingang des PD und zum Empfänger ankommt.

Das PD vergleicht die zeitliche Lage der Impulse der Fronten (Grenzen) der empfangenen Einheitselemente und des SCI. Wenn sie nicht übereinstimmen, werden die entsprechenden Impulssignal... Wenn beispielsweise SCI den Grenzen einzelner Elemente voraus sind, erscheint der Impuls am linken Ausgang des PD, wenn sie zurückliegen - rechts. Diese Impulse werden den Eingängen des Aufwärtszählers (PC) zugeführt.

Der Steuerimpuls vom Ausgang des gefüllten RS wird der Schaltung zum Addieren und Ausschließen von Impulsen (SDII) aus der vom MO erzeugten Sequenz zugeführt. Beim Vorrücken des SCI der Grenzen der Einheitselemente zum Aufbau der SCI-Phase im SDII wird also ein Impuls aus der vom MG erzeugten Sequenz ausgeschlossen. Dadurch bewegt sich die ARU zum Rand des Einheitselements. Die Phase der Sync-Impulse hat sich nach rechts verschoben.

Wenn der SCI hinter den Grenzen der Einheitselemente im SDII zurückbleibt, wird ein Impuls der vom MG kommenden Sequenz hinzugefügt. Die SHI-Phase ist nach links verschoben.

RS wird verwendet, um den Einfluss zufälliger Faktoren, insbesondere zufälliger Kantenverzerrungen, auf die SHI-Phasenanpassung zu eliminieren. Der Steuerimpuls am Ausgang des PC erscheint nur, wenn die Fälle der Verschiebung der Grenzen der Elemente relativ zum SCI in eine Richtung vorherrschen. Dies geschieht in einer Situation, in der eine echte Phasendivergenz beobachtet wird, da die Anzahl der Verschiebungen der Elementgrenzen nach links und nach rechts relativ zum SCI mit zufälligen Kantenverzerrungen ungefähr gleich ist.

1.3 Parameter des Synchronisationssystems mit Addition und Subtraktion von Impulsen

Zu den wichtigsten Parametern, die Synchronisationsgeräte mit Addition und Subtraktion von Impulsen charakterisieren, gehören:

1. Synchronisationsfehler - ein Wert, der in Bruchteilen eines Einheitsintervalls ausgedrückt wird und gleich der größten Abweichung der Synchronisationssignale von ihrer optimalen Position ist, die mit einer gegebenen Wahrscheinlichkeit während der Synchronisation auftreten kann.

m der Teilungsfaktor des Teilers ist;

k - Instabilitätskoeffizient von Sende- und Empfangsgeneratoren;

S ist die PC-Kapazität;

Effektivwert der Kantenverzerrung einzelner Elemente.

Die ersten beiden Terme bestimmen den statischen Synchronisationsfehler. In diesem Fall bestimmt der erste Term die minimal mögliche Verschiebung des ARI beim Phasenabgleich und wird als Korrekturschritt bezeichnet. Der zweite Term ist gleich der Phasendifferenz zwischen dem SCI und den Grenzen der Elemente aufgrund der Instabilität der Sende- und Empfangsgeneratoren zwischen den beiden Phaseneinstellungen.

Der letzte Term bestimmt den dynamischen Synchronisationsfehler.

2. Synchronisationszeit t s - die Zeit, die erforderlich ist, um die anfängliche Abweichung des SCI relativ zu den Grenzen der empfangenen Elemente zu korrigieren.

ausgedrückt in Bruchteilen eines Einheitsintervalls

3. Zeit der Aufrechterhaltung der Synchronität t p.s. - die Zeit, während der die Abweichung des SCI von den Grenzen der einzelnen Elemente die zulässige Fehlanpassungsgrenze (Add) nicht überschreitet, wenn die Synchronisationsvorrichtung die Arbeit an der Phasenanpassung einstellt.

4. Ausfallwahrscheinlichkeit des Gleichlaufs P c. C. - die Wahrscheinlichkeit, dass die Abweichung des SCI von den Grenzen der Einheitselemente aufgrund der Interferenzwirkung die Hälfte des Einheitsintervalls überschreitet. Diese Phasenverschiebung stört die Synchronisationsgeräte und führt zu Fehlfunktionen. Beim Entwerfen und Berechnen von Synchronisationsgeräten werden normalerweise folgende Parameter eingestellt: Synchronisationsfehler, Bitrate B, Effektivwert der Kantenverzerrung, Korrekturfähigkeit des Empfängers µ, Synchronisationszeit t c, Synchronisationszeit t p.s. Basierend auf den angegebenen Parametern werden berechnet: die Frequenz des ZG f zg, der zulässige Instabilitätskoeffizient des Generators k, die Kapazität des RS S, der Teilerfaktor des Teilers m.

1.4 Berechnung der Parameter des Synchronisationssystems mit Addition und Subtraktion von Impulsen (Aufgaben)

1. Instabilitätskoeffizient des MO der Synchronisationsvorrichtung und des Senders k = 10 –6. Die Korrekturfähigkeit des Empfängers µ = 40%. Keine Kantenverzerrung. Abhängigkeit der Plotzeit normale Arbeit(ohne Fehler) des Empfängers auf die Telegrafiegeschwindigkeit nach Ausfall des PD des Synchronisationsgerätes. Treten Fehler eine Minute nach PD-Ausfall auf, wenn die Telegrafiegeschwindigkeit B = 9600 Baud ?

Lösung:

t p.c =; => t p.c =

t p.s. =

Nach Bedingung:

=> - stimmt nicht, denn

Folglich beträgt die Zeit zum Aufrechterhalten der Synchronität in diesem Fall weniger als eine Minute. Fehler treten nach einer Minute auf.

Da wir den Zeitpunkt des Normalbetriebs des Empfängers nach dem Ausfall des Phasendetektors der Synchronisationsvorrichtung bestimmen müssen, müssen wir den Zeitpunkt des Normalbetriebs des Empfängers mit Auftreten und Auftreten von Fehlern bestimmen. Und da bei Fehlern auftauchen, nehmen wir es gleich.

Der Graph der Abhängigkeit der Zeit des normalen Betriebs des Empfängers von der Geschwindigkeit der Telegraphie

Antworten: Fehler treten nach einer Minute auf.

2. Das Datenübertragungssystem verwendet eine Synchronisationsvorrichtung, ohne die Frequenz des Master-Oszillators direkt zu beeinflussen. Die Modulationsrate beträgt B. Der Korrekturschritt sollte nicht mehr als ?C betragen. Bestimmen Sie die Frequenz des ZG und die Anzahl der Frequenzteilerzellen, wenn der Teilungsfaktor jeder Zelle zwei beträgt. Bestimmen Sie die Werte von B, Q für Ihre Version durch die Formeln: B = 1000 + 100 N * Z, Q = 0,01 + 0,003 N, wobei N die Nummer der Option ist. Z = 1.

Lösung:

B = 1000 + 100 * 13 * 1 = 2300 Baud

?q = 0,01 + 0,003 * 13 = 0,049

;

Anzahl der Zellen

Antworten:

n = 5

3. Berechnen Sie die Parameter des Synchronisationsgeräts ohne direkten Einfluss auf die MO-Frequenz mit den folgenden Eigenschaften: Synchronisationszeit nicht mehr als 1 s, Inphase-Wartungszeit nicht weniger als 10 s, Synchronisationsfehler nicht mehr als 10 % eines Einheitsintervalls . dcr ?? - Effektivwert der Kantenverzerrung ist 10% f 0? , die Korrekturfähigkeit des Empfängers beträgt 45%, der Instabilitätskoeffizient der Generatoren beträgt k = 10 -6. Berechnen Sie die Modulationsrate für Ihre Variante mit der Formel: B = (600 + 100N) Baud, wobei N die Variantennummer ist.

Lösung:

B = 600 + 100 * 13 = 1900 Baud

Um die Parameter zu finden, lösen wir das System:

Antworten: S = 99; ; m = 13

4. Bestimmen Sie, ob die Synchronisationsvorrichtung ohne direkten Einfluss auf die MO-Frequenz durchführbar ist, wobei der Synchronisationsfehler e = 2,5% unter den Bedingungen des vorherigen Problems bereitgestellt wird.

Lösung:

S> 0 => Das Gerät kann realisiert werden

Antworten: Das Gerät ist realisierbar

5. Im Datenübertragungssystem wird eine Synchronisationsvorrichtung ohne direkten Einfluss auf die MO-Frequenz mit einem Instabilitätskoeffizienten k = 10 –5 verwendet. Der Teilerfaktor des Teilers beträgt m = 10, die Kapazität des PCs beträgt S = 10. Die Verschiebung signifikanter Momente unterliegt dem Normalgesetz mit einem mathematischen Erwartungswert von null und einer Standardabweichung von d cr.i = (15 + N / 2)% der Dauer eines Einheitsintervalls (N ist die Nummer der Variante). Berechnen Sie die Fehlerwahrscheinlichkeit beim Registrieren von Elementen nach dem Gating-Verfahren ohne Berücksichtigung und Berücksichtigung des Synchronisationsfehlers. Die Korrekturfähigkeit des Empfängers wird als 50 % angesehen.

Lösung:

qr.i. = (15 + N / 2)% = (15 + 13/2)% = 21,5%

Möglichkeit einer falschen Registrierung

P osh = P 1 + P 2 -P 1 * P 2,

wobei P 1 bzw. P 2 die Wahrscheinlichkeiten einer Verschiebung der linken und rechten Grenzen um einen Betrag größer als µ sind.

Wird die Wahrscheinlichkeitsdichte durch das Normalgesetz beschrieben, dann können die Wahrscheinlichkeiten P 1 und P 2 durch die Crump-Funktion ausgedrückt werden

, wo;

1) Ohne Berücksichtigung des Synchronisationsfehlers (

2) Unter Berücksichtigung des Synchronisationsfehlers (

Antworten: P osh ohne Berücksichtigung des Synchronisationsfehlers ist 3, unter Berücksichtigung des Synchronisationsfehlers ist gleich. Somit verursacht ein Zeitgebungsfehler eine Erhöhung der Fehlerwahrscheinlichkeit.

2.Codierung in PDS-Systemen

2.1 Klassifizierung von Codes

Linear- und Gruppencodes werden am häufigsten in PDS-Systemen verwendet.

Im einfachsten Fall wird der Code durch Auflistung aller seiner Codekombinationen (CC) spezifiziert. Aber diese Menge kann als ein bestimmtes algebraisches System betrachtet werden, das als Gruppe bezeichnet wird, auf der eine Operation modulo 2 () gegeben ist.

Es wird normalerweise gesagt, dass eine Gruppe in Bezug auf die Operation "" geschlossen ist

Eine Menge G mit einer darauf definierten Gruppenoperation ist eine Gruppe, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

1. Assoziativität;

2. Das Vorhandensein eines neutralen Elements;

3. Die Existenz eines inversen Elements.

Mit der Eigenschaft, geschlossen zu sein, kann der Gruppencode durch eine Matrix angegeben werden.

Alle anderen Elemente der Gruppe (außer LLC) können durch Hinzufügen von Modulo 2 verschiedenen Kombinationen von Matrixzeilen erhalten werden. Diese Matrix wird als Generierungsmatrix bezeichnet. Die QCs, aus denen die Matrix besteht, sind linear abhängig.

In PDS-Systemen werden in der Regel Korrekturcodes verwendet. Sequenzen von n-elementigen Codes, die für die Übertragung verwendet werden, werden als erlaubt bezeichnet. Wenn alle möglichen Folgen des n-elementigen Codes erlaubt sind, dann heißt der Code einfach, d.h. Fehler nicht erkennen können.

Nach Durchlaufen aller möglichen Paare zulässiger QCs kann man den Minimalwert von d finden, der als Codeabstand bezeichnet wird.

Damit der Code einen Fehler erkennt, muss die Ungleichung N A< N 0 (N A - число разрешенных комбинаций n - элементного кода, N 0 =2 n). При этом неиспользуемые n - элементные КК называются запрещенными. Они определяют избыточность кода. В качестве N A разрешенных КК надо выбирать такие, которые максимально отличаются друг от друга.

Auch eine Fehlerkorrektur ist nur dann möglich, wenn aus der übermittelten erlaubten Kombination eine verbotene wird. Der Schluss, dass ein solcher CC übertragen wurde, wird auf der Grundlage eines Vergleichs der empfangenen verbotenen Kombination mit allen erlaubten gemacht.

Rauschimmune Codes werden in Block- und kontinuierliche Codes unterteilt. Blockcodes umfassen Codes, bei denen jeder Buchstabe des Nachrichtenalphabets einem Block von n (i) Elementen entspricht, wobei i die Nachrichtennummer ist.

Wenn die Blocklänge konstant ist und nicht von der Nachrichtennummer abhängt, wird der Code als einheitlich bezeichnet. Wenn die Blocklänge von der Nachrichtennummer abhängt, wird der Blockcode als uneinheitlich bezeichnet. Bei fortlaufenden Codes wird die übertragene Informationssequenz nicht in Blöcke unterteilt, sondern die Prüfelemente werden in einer bestimmten Reihenfolge zwischen den Informationselementen platziert. Kontrollelemente dienen im Gegensatz zu informativen, die sich auf den ursprünglichen Ablauf beziehen, der Fehlererkennung und -korrektur und werden nach bestimmten Regeln gebildet.

Einheitliche Blockcodes werden in trennbare und untrennbare unterteilt. In trennbaren Codes werden Elemente in Informations- und Verifizierungselemente unterteilt, die bestimmte Plätze im QC einnehmen. In untrennbaren Codes gibt es keine Aufteilung der Elemente in Informations- und Verifikationselemente.

2.2 Zyklische Codes

Die Klasse der linearen Codes, die als zyklisch bezeichnet werden, hat sich weit verbreitet. Der Name dieser Codes leitet sich von ihrer Haupteigenschaft ab: wenn CC a 1, a 2, ..., an -1, an zu einem zyklischen Code gehört, dann sind die Kombinationen an, a1, a 2, ..., an - 1 durch zyklische Permutation von Elementen erhalten, gehören auch zu diesem Code.

Eine gemeinsame Eigenschaft aller erlaubten zyklischen KK-Codes (als Polynome) ist ihre restlose Teilbarkeit durch ein gewähltes Polynom, das sogenannte erzeugende. Das Fehlersyndrom in diesen Codes ist das Vorhandensein des Rests der Division des empfangenen CC durch dieses Polynom. Zyklische Codes werden normalerweise mit Polynomen beschrieben und konstruiert. Die Zahlen des Binärcodes können als Koeffizienten des Polynoms der Variablen x betrachtet werden.

In zyklischen Codes sind erlaubte CCs diejenigen, die einen Null-Rest-Modulo P r (x) aufweisen, d.h. werden ohne Rest durch das Generatorpolynom dividiert.

Zyklische Codes sind blockweise, einheitlich und linear. Im Vergleich zu gewöhnlichen linearen Codes wird den erlaubten CCs eines zyklischen Codes eine zusätzliche Einschränkung auferlegt: Teilbarkeit ohne Rest durch das erzeugende Polynom. Diese Eigenschaft vereinfacht die Hardwareimplementierung des Codes erheblich.

Die Möglichkeit, einen einzelnen Fehler zu korrigieren, hängt mit der Wahl des erzeugenden Polynoms P r (x) zusammen. Wie bei gewöhnlichen linearen Codes hängt die Art des Syndroms bei zyklischen Codes von der Stelle ab, an der der Fehler aufgetreten ist. Unter der Menge der Polynome P r (x) gibt es sogenannte primitive Polynome, für die eine Abhängigkeit von n = 2 r -1 besteht. Dies bedeutet, dass, wenn in einem der n Bits des QC ein Fehler auftritt, die Anzahl der verschiedenen Residuen ebenfalls n beträgt.

Um einen trennbaren zyklischen Code von einem gegebenen CC G (x) zu erhalten, benötigen Sie:

1. Multiplizieren Sie G (x) mit x r, wobei r die Anzahl der Kontrollelemente ist.

2. Finden Sie den Rest der Division des resultierenden Polynoms durch das erzeugende Polynom: R (x) = G (x) x r / P (x).

3. Addiere G (x) x r mit dem resultierenden Rest. G (x) x r + R (x).

Die letzten r Elemente sind die Prüfelemente in der empfangenen QC, und der Rest dient der Information.

2.3 Aufbau eines zyklischen Code-Encoders und -Decoders

1. Zeichnen Sie einen zyklischen Codecodierer, für den das erzeugende Polynom durch die Zahl (4N + 1) gegeben ist.

Lösung:

(4N + 1) = 4 * 13 + 1 = 53

57 10 -> 110101 2

P (x) = x 5 + x 4 + x 2 +1

2. Notieren Sie den CC des zyklischen Codes für den Fall, dass das erzeugende Polynom die Form P (x) = x 3 + x 2 +1 hat. Der von der Nachrichtenquelle kommende QC hat k = 4 Elemente und wird in binärer Form als Zahl entsprechend (N-9) geschrieben.

Lösung:

4 10 -> 0100 2

a) G (x) * x r = x 2 * x 3 = x 5

b) Division durch P (x):

x 5 + x 4 + x 2 x 2 + x + 1

R (x) = x + 1 - Rest

c) Codekombination:

G (x) * x r + R (x) = x 5 + x + 1

So erhaltene QC: 0100011

Antworten: 0100011

3. Zeichnen Sie einen Encoder und Decoder mit Fehlererkennung und „laufen“ Sie durch den Encoder die ursprüngliche QC, um Prüfelemente zu bilden.

Lösung:

Fehler im zyklischen Code werden durch Dividieren durch das erzeugende Polynom erkannt.

Decoder:

4. Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Empfangs des QC (Fehlerkorrekturmodus) unter der Annahme, dass die Fehler unabhängig sind, und die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Empfangs entspricht der in Kapitel 2 berechneten (unter Berücksichtigung des Synchronisationsfehlers und Ausschluss des Synchronisationsfehlers ).

Lösung:

Wenn der Code im Fehlerkorrekturmodus verwendet wird und die Fehlerkorrekturrate gleich t und.o. , dann wird die Wahrscheinlichkeit eines falschen Empfangs des QC berechnet:

Hier rosh. - die Wahrscheinlichkeit des falschen Empfangs eines einzelnen Elements;

n die Länge des Codeworts ist;

t und.über. - Vielzahl von korrigierten Fehlern;

Die Vielheit der korrigierten. Fehler t and.o ist definiert als, wobei d 0 - Codeabstand. Für den im Problem №3 spezifizierten Code (7,4) gilt d 0 = 3 und t und.o. = 1, d.h. Dieser Code ist in der Lage, einmalige Fehler zu korrigieren.

1) Berechnung ohne Berücksichtigung des Synchronisationsfehlers:

2) Berechnung unter Berücksichtigung des Synchronisationsfehlers:

Bei einem Synchronisationsfehler steigt die Wahrscheinlichkeit eines falschen CC-Empfangs.

Antworten: 0,0073; 0,123

3. PDS-Systeme mit Rückmeldung

3.1 Klassifizierung von Systemen mit OS

Je nach Verwendungszweck des OS werden Systeme unterschieden: mit entscheidendem Feedback (ROS), informationalem Feedback (IOS) und mit kombiniertem Feedback (COS).

Bei Systemen mit POC trifft der Empfänger, nachdem er die CC empfangen und auf Fehler analysiert hat, die endgültige Entscheidung, eine Kombination von Informationen an den Verbraucher auszugeben oder zu löschen und ein Signal bei der erneuten Übertragung dieser CC über den Rückkanal zu senden.

Wenn die CC ohne Fehler empfangen wird, erzeugt der Empfänger ein Bestätigungssignal und sendet es an den OS-Kanal, nachdem es empfangen wurde, sendet der Sender die nächste CC. Somit gehört in Systemen mit POC die aktive Rolle dem Empfänger und die von ihm erzeugten Entscheidungssignale werden über den Rückkanal übertragen.

Blockschaltbild des PD-Systems mit OS

PK trans - Vorwärtskanalsender, PK pr - Vorwärtskanalempfänger, OK trans - Rückwärtskanalsender, OK pr - Rückwärtskanalempfänger, RU - Entscheidungsgerät

In Systemen mit ITS werden Informationen über die beim Empfänger ankommenden QCs über den Rückkanal übertragen, bevor sie endgültig verarbeitet und endgültig entschieden werden.

Ein Sonderfall eines ITS ist eine vollständige Neuübertragung von CCs oder deren Elementen, die auf der Empfangsseite ankommen. Die entsprechenden Systeme werden als Relaissysteme bezeichnet. Im Allgemeinen erzeugt der Empfänger spezielle Signale, die ein geringeres Volumen haben als eine nützliche Information, sondern charakterisieren die Qualität ihres Empfangs, die über den OS-Kanal an den Sender gesendet werden. Wenn die Menge der übermittelten Informationen von Direktkanal OS (Receipts) entspricht der Informationsmenge in einer über einen direkten Kanal übertragenen Nachricht, dann wird ITS als vollständig bezeichnet. Wenn die in der Quittung enthaltenen Informationen nur einige Zeichen der Nachricht wiedergeben, wird das IOS verkürzt genannt.

Die über den OS-Kanal empfangenen Informationen (Empfang) werden vom Sender analysiert und aufgrund der Ergebnisse der Analyse trifft der Sender eine Entscheidung über die Übertragung des nächsten CC oder über die Wiederholung der zuvor übertragenen CC. Danach sendet der Sender Signalisierungssignale über die angenommene Entscheidung und dann die entsprechenden CCs.

Bei Systemen mit verkürztem ITS ist die Belastung des Rückkanals geringer, aber die Fehlerwahrscheinlichkeit höher als bei einem vollen ITS.

In Systemen mit CBS kann die Entscheidung, die CC an den Empfänger von Informationen auszugeben oder sie erneut zu übertragen, sowohl im Empfänger als auch im Sender des PDS-Systems getroffen werden, und der OS-Kanal wird verwendet, um sowohl Quittungen als auch Entscheidungen zu übertragen.

Systeme mit OS werden auch unterteilt in Systeme mit einer begrenzten Anzahl von Wiederholungen (jede Kombination kann maximal l-mal wiederholt werden) und mit einer unbegrenzten Anzahl von Wiederholungen (die Übertragung der Kombination wird wiederholt, bis der Empfänger oder Sender beschließt, die Kombination an den Verbraucher).

Systeme mit Betriebssystem können die in abgelehnten QCs enthaltenen Informationen verwerfen oder verwenden, um eine korrektere Entscheidung zu treffen. Systeme des ersten Typs werden Systeme ohne Speicher genannt, und der zweite - Systeme mit Speicher.

Feedback kann verschiedene Teile des Systems abdecken: Kommunikationskanal, diskreter Kanal, Datenübertragungskanal.

Systeme mit OS sind adaptiv: Die Geschwindigkeit der Informationsübertragung über Kommunikationskanäle wird automatisch an die spezifischen Bedingungen der Signalübertragung angepasst.

Derzeit sind zahlreiche Algorithmen für Betriebssysteme mit einem OS bekannt. Die häufigsten unter ihnen sind:

Wartende Systeme – nach der Übertragung der CC warten sie entweder auf ein Rückmeldesignal oder senden dieselbe CC, aber die Übertragung der nächsten CC wird erst nach Empfang einer Bestätigung für die zuvor übertragene Kombination gestartet.

Systeme mit Blockierung - Führen Sie die Übertragung einer kontinuierlichen QC-Sequenz durch, wenn keine Rückmeldesignale für die vorherigen S-Kombinationen vorhanden sind. Nach Erkennen von Fehlern (S + 1) - te Kombination wird der Systemausgang für die Zeit des Empfangs von S Kombinationen gesperrt. Der Sender wiederholt die Übertragung der S zuletzt übertragenen CC.

3.2 Timing-Diagramme für Feedback- und Standby-Systeme für einen nicht idealen Rückweg

Bei einem Fehler im Bestätigungssignal erfolgt ein Insert, bei einem Fehler im Re-Request-Signal wird ein Dropout gebildet.

1) QC von der Quelle der Nachrichten;

2) vom Sender auf dem Vorwärtskanal gesendete Codenachrichten;

3) QC, die vom Empfänger über den Vorwärtskanal empfangen wird;

4) s, übertragen über den Rückkanal;

5) das über den Rückkanal empfangene Signal;

6) QC, an den Empfänger übermittelt.

3.3 Berechnung der Systemparameter mit OS und Warten

Takt-Decoder-Impuls zyklisch

1. Erstellen Sie Zeitdiagramme für das System mit ROS-OZH (Fehler im Kanal sind unabhängig). Codekombinationen 1,2,3,4,5,6 werden an den Kanal übertragen. Codekombination 2 ist verzerrt. Bei der 3. Codekombination Ja -> Nein (Verzerrung des Bestätigungssignals).

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2. Berechnen Sie die Informationsübertragungsrate für das ROS-OZh-System. Kanalfehler sind unabhängig Psh = (N / 2) * 10 -3. Erstellen Sie Graphen der Abhängigkeit von R (R 1, R 2, R 3) von der Blocklänge. Finden Sie die optimale Blocklänge. Wenn die Wartezeit t Standby = 0,6 * t bl (bei k = 8). Der an den Kanal übertragene Block hat die folgenden Werte: k = 8,16,24,32,40,48,56. Anzahl der Kontrollelemente: r = 6. Die Blocklänge im Kanal wird durch die Formel bestimmt

n = ki + r.

Lösung:

Posh = (N / 2) * 10 -3 = (13/2) * 10 -3 = 0,0065

Finden wir die Informationsübertragungsrate nach der Formel: R = R 1 * R 2 * R 3

R 1 - Geschwindigkeit durch Einführung von Redundanz (Check-Elemente)

R 2 - Geschwindigkeit durch Warten

R 3 - Rate aufgrund von Neuübertragungen

Lassen Sie uns die Werte von R 1, R 2, R 3, R, n für verschiedene Werte von k berechnen und das Ergebnis in die Tabelle schreiben:

Aus der Tabelle und dem Diagramm ist ersichtlich, dass die optimale Blocklänge n = 62 beträgt, da bei diesem Wert wird die maximale Informationsübertragungsrate erreicht.

Antworten: optimale Blocklänge n = 62

4. Bestimmen Sie mit ROS-OZH die Wahrscheinlichkeit eines Fehlempfangs im System in Abhängigkeit von der Blocklänge und erstellen Sie einen Graphen. Betrachten Sie Fehler im Kanal als unabhängig. Fehlerwahrscheinlichkeit pro Element P osh = (N / 2) * 10 -3.

Lösung:

P osh = (N / 2) * 10 -3 = (13/2) * 10 -3 = 0,0065

Weil die Werte von P n (t) bei t > 5 zu klein sind, können sie ignoriert werden.

Abschluss

In dieser Lehrveranstaltung wurden Methoden der Synchronisation in PDS-Systemen betrachtet, insbesondere die elementweise Synchronisation mit Addition und Subtraktion von Impulsen und deren Parameterberechnung.

Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass die Flankenverzerrungen den Synchronisationsfehler beeinflussen und mit einer Zunahme des Synchronisationsfehlers die Fehlerwahrscheinlichkeit steigt.

In der Arbeit wurde auch der Aufbau des Encoders und Decoders des zyklischen Codes und des PDS-Systems mit Feedback berücksichtigt.

Aus den Berechnungen ist ersichtlich, dass bei Vorliegen eines Synchronisationsfehlers die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften CC-Empfangs zunimmt.

Eine der Methoden zum Umgang mit Fehlern kann die Verwendung von Fehlerkorrekturcodes sein. Zum Beispiel der in diesem Dokument betrachtete zyklische Code.

Referenzliste

1. Shuvalov V.P., Zakharchenko N.V., Shvaruman V.O. Übertragung diskreter Nachrichten / Ed. Shuvalova V. P. - M.: Funk und Kommunikation - 1990

2. Timchenko S.V., Shevnina I.E. Studie der Vorrichtung der Element-für-Element-Synchronisierung mit dem Hinzufügen und Eliminieren von Impulsen des Datenübertragungssystems: Werkstatt / GOU VPO "SibGUTI". - Nowosibirsk, 2009 .-- 24p.

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Textfragment der Arbeit

2.1. Kursstruktur. Grundbegriffe und Definitionen. Die Struktur des einheitlichen Telekommunikationsnetzes (ESE) der Russischen Föderation. Vermittlungsverfahren in Datenübertragungsnetzen. Arten von Signalen. Parameter digitaler Datensignale.

2.2. Blockschaltbild eines Systems zur Übertragung diskreter Nachrichten. Kontinuierlicher Kanal und CBT. Kantenverzerrung und Quetschung. Registrierungsmethoden. Diskreter Kanal. Kanäle mit Speicher. Erweiterter diskreter Kanal und seine Parameter. SPDS-Eigenschaften.

2.3. Prinzipien der effizienten Codierung. Huffman-Methode. Wörterbuchmethoden ZLW.

2.4. Anti-Jamming-Codierung. Lineare Codes. Generieren und Paritätsprüfungsmatrizen des linearen Hamming-Codes. Kodierer. Decoder. Zyklische Codes. Programmierer bauen und wie er funktioniert. Decoder mit Fehlererkennung.

Algorithmus zur Ermittlung des fehlerhaften Bits. Fehlerkorrektur Decoder. Reed-Solomon-Codec. Iterative und verkettete Codes. Faltungscodes. Programmierer bauen und wie er funktioniert. Zustandsdiagramm und Trellis-Diagramm. Dekodierung durch Viterbi-Algorithmus.

2.5. Adaptive Systeme. Systeme mit IOS. Systeme mit ROS-OZH. Berechnung der Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit der Informationsübertragung.

2.6. Verfahren zum Verbinden einer diskreten Nachrichtenquelle mit einem diskreten Kanal. DTE / DCE, RS-232 usw.

2.7. Synchronisation. Arten der Element-für-Element-Synchronisierung. Technische Umsetzung. Berechnung der Synchronisationsparameter. Gruppe, Zyklussynchronisation.

2.8. HOPPLA. Einstufung. Transcodierung. AM, FM, FM. Modulatoren und Demodulatoren. Relative Phasenmodulation. Phasen- und Amplitudenphasenmodulation mit mehreren Positionen. DMT, Trellis-Modulation. Überprüfung der xDSL-Technologie. OFDM. Funkmodems, Satellitenmodems.

2.9. Computernetzwerke PD. Konstruktionsprinzipien. Einstufung. Zweck des LANs. LAN-Typen. Netzwerktopologien. Die wichtigsten Übertragungsmedien im LAN. Technologien von Datenübertragungsnetzen in Betreibernetzen. Unternehmensnetzwerke PD, VPN. Interaktionsmodell für offene Systeme. OSI- und IEEE-Netzwerkmodelle. Interaktionen zwischen den Ebenen. Beispiele für Protokolle verschiedener Ebenen. Protokollstapel. Zugriffsmethoden auf das Übertragungsmedium. Netzwerkarchitekturen: Ethernet, Token Ring. LAN-Erweiterungsgeräte. Repeater, Bridge, Switch, Router, IP-Adressierung.

Routing-Methoden. Interaktion der Anwendungsprozesse durch das TCP-Protokoll. Gateways.

GRUNDLAGEN DER DISKRETEN MESSAGING

Vortragsnummer 1.

Kursstruktur. Grundbegriffe und Definitionen.

Vorlesungen 34 Stunden;

Praktischer Unterricht 17 Stunden;

Laborarbeit 17 Stunden.

Vortragsthemen:

1. Die Struktur des Kurses. Grundbegriffe und Definitionen;

2. Blockschaltbild des PDS-Systems;

3. Das Prinzip der effizienten Codierung;

4. Anti-Jamming-Codierung;

5. Verfahren zum Verbinden einer Quelle diskreter Nachrichten und eines diskreten Kanals;

6. Synchronisation;

7. Signalumwandlungsgeräte (USV);

8. Adaptive Systeme;

9. Vermittlungsverfahren im PDS-Netz;

10. Computernetze zur Datenübertragung.

Dokumentarische Telekommunikation Ist eine Art der Telekommunikation, bei der eine Nachricht auf jedem Medium (Papier, Bildschirm) angezeigt werden kann.

Dienstleistungen:

Fernschreiber PSTN;

Telefon;

Telex AT / Telex;

Faksimile-SPS:

Faxserver; das Netzwerk

Datumfax;

Übertragung von Zeitungsseiten an GWP;

Videotext (E-Mail).

Telematik.

Methoden der Informationsverteilung in PDS-Netzwerken:

1. Kanalumschaltung;

2. Stapelwechsel:

Umschalten von Nachrichten;

Paketvermittlung.

Channel Switching (CC) - Herstellen einer Verbindung, Senden einer Nachricht in beide Richtungen, Zerstörung.

Kanalumschaltung:

Gestapeltes Schalten. TFSOP:

UU - Steuergerät;

NU - Akkumulationsgerät;

VZU - Externes Speichergerät.

Die Nachricht wird über die Netzabschnitte übertragen und im CC gespeichert. Besteht aus Header und Daten. Es gibt keine Einrichtungs- und Trennphase.

Der Header wird gelesen Die Adresse des Vereinigten Königreichs befindet sich Empfänger

Vermittlungsnachrichten (CS) TGSOP.

Die Überschrift hat sieben Ebenen. Auf jeder Ebene wird die Nachricht verarbeitet und im externen Speicher gespeichert.

Der Hauptnachteil des COP besteht darin, dass ein großer Speicher erforderlich ist, da Nachrichten unterschiedlicher Länge übertragen werden.

Notiz: CCS auf einem Computer (CCS - zentrale Kommunikation).

In Computernetzwerken Telematikdienste (Postnachrichten).

Paketvermittlung:

Die Nachricht wird in Pakete aufgeteilt. Es gibt keine NU. Die Nachrichtenlatenz ist kürzer. Hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit.

Angewendet in:

Computernetzwerke;

Ethernet: auf Level 1 und 2 wird der Header gespeichert und dann nicht;

PSTN; SSVO

Sie verwenden Protokollpaketvermittlung.

NGN - Netzwerk der nächsten Generation (Paketnetzwerk);

IP - Telefonie.

Die Transportschicht verwendet die folgenden Protokolle:

ТСР (mit dem Aufbau einer virtuellen Verbindung (virtueller Kanal));

UDP - (verbindungslos (Datagramm-Modus)).

VVK - Vorläufig virtueller Schalter(vom Benutzer eingestellt).

PVC - Permanenter Zeitkanal (vom Administrator eingestellt).

Im Datagramm-Modus wird jedes Paket unabhängig voneinander übertragen. Wird zum Senden von Kurznachrichten verwendet.

Das TCP-Protokoll ist zuverlässiger.

Mischpakete- Pakete durchlaufen unterschiedliche Pfade, erscheinen zu unterschiedlichen Zeiten.

Vortragsnummer 2.

Blockschaltbild des PDS-Systems.

Grundsätzlich verwendet das Datenübertragungssystem Paketvermittlung.

Alle Systeme verwenden diskrete Nachrichten. Für deren Übertragung werden diskrete Signale (zweistufig) verwendet.

e.e. ist ein einzelnes Element.

Ein solches Signal tritt in den Kommunikationskanal ein, je nach Kanal ist eine Umwandlung erforderlich. Im Kommunikationskanal wird das Signal durch Interferenzen beeinflusst - extern und intern. Daher wird eine fehlerkorrigierende Codierung verwendet.

DC-Quelle (0: 1) Kommunikationskanal (0: 1) DC-Empfänger

In der Telegrafenkommunikation wird selten eine fehlerkorrigierende Codierung verwendet.

Erforderlich für Telematikdienste und SPD.

Zur Übertragung von Nachrichten werden neben der fehlerkorrigierenden Codierung häufig Verfahren der Informationskompression eingesetzt.

Strukturdiagramm des DPP-Systems:

IS - die Quelle der Nachricht, handeln. Diskr. comm., auch Quellcodierer oder Datenverarbeitungsgerät genannt.

RCD ist ein Fehlerschutzgerät, das Prüfbits "r" zu den Informationsbits "k" hinzufügt, auch Kanalcodierer genannt.

OPS – eine Signalumwandlungsvorrichtung – wandelt ein Signal in eine Form um, die für die Übertragung an einen Kommunikationskanal geeignet ist.

RCDs und USV werden zu APD - Datenübertragungsgeräten zusammengefasst.

PS ist der Empfänger von Nachrichten.

DC ist ein diskreter Kanal.

KPD - Datenübertragungskanal.

Als Primärcode wird MKT-2 verwendet (n = 5, ).

Über Intercity-Kommunikation - MKT-5 (SKPD) =128.

Primärcodes können Fehler nicht erkennen und korrigieren.

Bei Systemen mit OS wird unter Berücksichtigung des Zustands des diskreten Kanals Redundanz in die übertragenen Informationen eingetragen. Mit der Verschlechterung des Kanalzustands nimmt die eingeführte Redundanz zu und umgekehrt, wenn sich der Kanalzustand verbessert, nimmt sie ab.

Je nach Verwendungszweck des Betriebssystems werden Systeme unterschieden:

mit entscheidendem Feedback (ROS)

Informationsfeedback (IOS)

mit kombinierter Rückmeldung (KOS)

In Systemen mit POC trifft der Empfänger, nachdem er das Codewort empfangen und auf Fehler analysiert hat, die endgültige Entscheidung, die Kombination an den Informationskonsumenten auszugeben oder zu löschen und ein Signal bei der erneuten Übertragung dieses Codeworts über den Rückkanal zu senden ( erneut anfordern). Daher werden POC-Systeme oft als Over-Demand-Systeme oder automatische Fehleranforderungssysteme (ADR) bezeichnet. Wenn das Codewort ohne Fehler empfangen wird, erzeugt und sendet der Empfänger ein Bestätigungssignal an den OS-Kanal, bei dessen Empfang der Sender das nächste Codewort sendet. So spielt in Systemen mit POC der Empfänger eine aktive Rolle und die von ihm erzeugten Entscheidungssignale werden über den Rückkanal übertragen (daher der Name - das entscheidende OS).

In diesem Diagramm die PC-Spur. - Vorwärtskanalsender; PC pr - Vorwärtskanalempfänger; OK pr - Rückkanalempfänger; OK-Spur - Rückkanalsender; RU ist das entscheidende Gerät, IS ist die Quelle der Nachricht und der PS ist der Empfänger der Nachricht.

In Systemen mit ITS werden Informationen über die beim Empfänger ankommenden Codekombinationen (oder Kombinationselemente) vor ihrer endgültigen Verarbeitung und Entscheidungsfindung über den Rückkanal übertragen. Wenn die Wiederholung korrekt ist, bestätigt die sendende Seite, und wenn sie nicht korrekt ist, wiederholt sie die Nachricht erneut. Ein Sonderfall eines ITS ist eine vollständige Neuübertragung von Codekombinationen oder deren Elementen, die auf der Empfangsseite ankommen.

Die entsprechenden Systeme werden als Relaissysteme bezeichnet. In einem allgemeineren Fall erzeugt der Empfänger spezielle Signale, die ein geringeres Volumen haben als die Nutzinformationen, aber die Qualität seines Empfangs charakterisieren, die über den OS-Kanal an den Sender gesendet werden. Wenn die über den OS-Kanal übertragene Informationsmenge (Quittungen) gleich der Informationsmenge in der im Vorwärtskanal übertragenen Nachricht ist, wird der ITS als vollständig bezeichnet, aber wenn die in der Quittung enthaltenen Informationen nur einen Teil der Nachricht widerspiegeln Merkmale, dann wird der ITS verkürzt genannt. Somit werden entweder alle nützlichen Informationen oder Informationen über seine Besonderheiten über den OS-Kanal übertragen, daher wird ein solches System als Informationssystem bezeichnet. Die über den OS-Kanal empfangene Quittung wird vom Sender analysiert, und basierend auf den Ergebnissen der Analyse trifft der Sender eine Entscheidung über die Übertragung des nächsten Codeworts oder über die Wiederholung der zuvor übertragenen. Danach sendet der Sender Signalisierungssignale über die angenommene Entscheidung und dann die entsprechenden Codewörter. Entsprechend den vom Sender empfangenen Dienstsignalen gibt der Empfänger entweder das akkumulierte Codewort an den Empfänger aus oder löscht es und speichert das neu übertragene.

In Systemen mit CBS kann die Entscheidung, ein Codewort an den Empfänger auszugeben oder es erneut zu übertragen, sowohl im Empfänger als auch im Sender des PDS-Systems getroffen werden, und der OS-Kanal wird verwendet, um sowohl Quittungen als auch Entscheidungen zu übertragen.

Systeme mit OS werden ebenfalls in Systeme mit begrenzter Wiederholungszahl und mit unbegrenzter Wiederholungszahl unterteilt. Bei Systemen mit einer begrenzten Anzahl von Wiederholungen kann jede Codekombination maximal einmal wiederholt werden, und bei Systemen mit einer unbegrenzten Anzahl von Wiederholungen erfolgt die Übertragung von Kombinationen so oft, bis der Empfänger oder Sender beschließt, die Kombination an die Benutzer. Bei einer begrenzten Anzahl von Wiederholungen ist die Wahrscheinlichkeit der Ausgabe einer falschen Codekombination an den Verbraucher größer, dafür gibt es jedoch weniger Zeitverlust für die Übertragung und die Implementierung der Geräte ist einfacher.

Systeme mit Betriebssystem können die in abgelehnten Codekombinationen enthaltenen Informationen verwerfen oder verwenden, um eine korrektere Entscheidung zu treffen. Systeme des ersten Typs werden Systeme ohne Speicher genannt, und der zweite Typ - Systeme mit Speicher.

In Systemen mit POC trifft der Empfänger, nachdem er das Codewort empfangen und auf Fehler analysiert hat, die endgültige Entscheidung, die Kombination an den Informationskonsumenten auszugeben oder zu löschen und ein Signal bei der erneuten Übertragung dieses Codeworts über den Rückkanal zu senden ( erneut anfordern). Daher werden POC-Systeme oft als Over-Demand-Systeme oder automatische Fehleranforderungssysteme bezeichnet. Wenn das Codewort fehlerfrei akzeptiert wird, erzeugt der Empfänger ein Bestätigungssignal und sendet es an den OS-Kanal. Nach Empfang des Bestätigungssignals sendet der Sender die nächste Codekombination. Somit kommt in Systemen mit POC dem Empfänger eine aktive Rolle zu und die von ihm erzeugten Entscheidungssignale werden über den Rückkanal übertragen. Das Blockschaltbild des Systems mit DFB ist in Abb. 4.1.1.

In Systemen mit ITS (Abb. 4.1.2) werden Informationen über die im Kanal ankommenden Codekombinationen (oder Kombinationselemente) über den Rückkanal übertragen, bevor sie endgültig verarbeitet und endgültig entschieden werden. IOS kann vollständig oder gekürzt sein. Wenn die über den OS-Kanal übertragene Informationsmenge (Receipts) gleich der Informationsmenge in der über den Vorwärtskanal übertragenen Nachricht ist, wird der ITS als vollständig bezeichnet. Wenn die in der Quittung enthaltenen Informationen nur einige Zeichen der Nachricht wiedergeben, wird das IOS verkürzt genannt.

Die über den OS-Kanal empfangenen Informationen (Empfang) werden vom Sender analysiert, und basierend auf den Ergebnissen der Analyse trifft der Sender eine Entscheidung über die Übertragung des nächsten Codeworts oder über die Wiederholung des zuvor übertragenen. Danach sendet der Sender Signalisierungssignale über die angenommene Entscheidung und dann die entsprechenden Codewörter. Entsprechend den vom Sender empfangenen Dienstsignalen gibt der Empfänger entweder das akkumulierte Codewort an den Empfänger aus oder löscht es und speichert das neu übertragene.

Betriebssysteme:

mit einer begrenzten Anzahl von Wiederholungen (CC wird nicht mehr als L-mal wiederholt)

mit einer unbegrenzten Anzahl von Wiederholungen (CC wird wiederholt, bis der Empfänger oder Sender beschließt, diese Kombination an den Verbraucher auszugeben).

Systeme mit Betriebssystem können die in abgelehnten QCs enthaltenen Informationen verwerfen oder verwenden, um eine korrektere Entscheidung zu treffen. Ein System der ersten Art wird als System ohne Gedächtnis bezeichnet, und das zweite wird als System mit Gedächtnis bezeichnet.

Systeme mit OS sind adaptiv: Die Geschwindigkeit der Informationsübertragung über Kommunikationskanäle wird automatisch an die spezifischen Bedingungen der Signalübertragung angepasst.

Das Vorhandensein von Fehlern in den Kanälen des Betriebssystems führt dazu, dass in Systemen mit ROS spezifische Wiedergabetreueverluste auftreten, die im Auftreten unnötiger CC - Einfügungen und dem Verschwinden von CC - Ausfällen bestehen.

Ursachen für Einfügungen und Ausfälle:

Wenn durch Störung im OK das "Bestätigungs"-Signal in ein "Re-Ask"-Signal umgewandelt wurde, wird der bereits empfangene CC an den Empfänger ausgegeben und die Kombination erneut an den Kanal gesendet. Somit erhält der PS konsequent zwei identische Kombinationen - "insert".

Wenn der Übergang "Erneut fragen" - "Bestätigung" auftritt, wird die fälschlicherweise akzeptierte Kombination gelöscht, aber die nächste geht auf den Kanal. Dies bedeutet, dass der PS diese Kombination nicht erhält - sie fällt aus.

Einleitung 3 1. Synchronisation in PDS-Systemen 4 1.1 Klassifizierung von Synchronisationssystemen 4 1.2 Elementsynchronisation mit Addition und Subtraktion von Impulsen (Funktionsprinzip). 5 1.3 Parameter des Synchronisationssystems mit Addition und Subtraktion von Impulsen 8 1.4 Berechnung der Parameter des Synchronisationssystems mit Addition und Subtraktion von Impulsen 13 2. Codierung in PDS-Systemen 19 2.1 Klassifizierung von Codes 19 2.2 Zyklische Codes 20 2.3 Aufbau des Encoders und Decoders des zyklischen Codes. Bildung einer Codekombination eines zyklischen Codes 22 3 PDS-Systeme mit Feedback 28 3.1 Klassifizierung von Systemen mit OS 28 3.2 Zeitdiagramme für Systeme mit Feedback und Warten auf einen nicht idealen Rückkanal 30 Fazit 32 Literatur 33

Einführung

Das Problem, Informationen über große Entfernungen in kürzester Zeit und mit weniger Fehlern zu übertragen, bleibt bis heute aktuell, obwohl im Zuge der Entwicklung der Telekommunikationstechnologien viele Methoden der Datenübertragung erfunden und erfolgreich angewendet wurden. Jeder von ihnen hat seine ganz besonderen Vor- und Nachteile. Diskrete Messaging-Geräte spielen derzeit eine bedeutende Rolle im Leben der menschlichen Gesellschaft. Ihre weit verbreitete Verwendung ermöglicht eine bessere Nutzung Computertechnologie durch die Organisation von Computernetzen und Datenübertragungsnetzen. Die Errungenschaften der Technologie zur Übertragung diskreter Nachrichten sind aus der modernen Gesellschaft nach etwas mehr als hundert Jahren Entwicklung nicht mehr wegzudenken. Die verwendete PDS-Technik ermöglicht den Aufbau leistungsfähiger Computernetze und Datenübertragungsnetze. Unterscheidungsmerkmale unsere Zeit. Darüber hinaus kann praktisch keine Organisation ohne PDS-Technologie funktionieren, ohne sie ist es unmöglich, Unternehmen zu organisieren Computernetzwerke, wodurch die Zeit für den Informationsaustausch zwischen den Abteilungen erheblich verkürzt werden kann. Ziel und Aufgaben Seminararbeit sind theoretische Fragen der Synchronisation und Codierung in PDS-Systemen, Betrachtung von PDS-Systemen mit Feedback-OS sowie Problemlösungen gemäß der Option zu betrachten. Die Arbeit besteht aus einer Einleitung, drei Abschnitten, einem Fazit und einem Literaturverzeichnis. Der Gesamtumfang der Arbeit beträgt 33 Seiten.

Abschluss

Während der Kursarbeit wurden die Methoden Strobing, Synchronisation in PDS-Systemen, Codierung, PDS-Systeme mit OS sowie der Einfluss von Fehlern auf die Informationsübertragungsrate untersucht. Alle Aufgaben wurden gemäß den Richtlinien erledigt. Aus den Ergebnissen der durchgeführten Arbeiten können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden: Fehler können in verschiedenen Phasen des Signalempfangs auftreten: bei der Registrierung, wenn die Synchronisation hergestellt wird. Unter Bedingungen starker Signalverzerrung werden während der Registrierung Fehler im Kommunikationskanal vorhanden sein, mit einer Zunahme des Synchronisationsfehlers wird auch die Anzahl der Fehler zunehmen. Eine Erhöhung der Fehlerzahl führt zu einer Verringerung der Übertragungsgeschwindigkeit. Um Fehler zu erkennen und zu korrigieren, wird eine fehlerkorrigierende Codierung verwendet, die auch die Übertragungsrate reduziert. Die Verwendung einer effizienten Codierung, die die Redundanz der Nachricht eliminiert, ermöglicht es, die durchschnittliche Anzahl von Elementen pro Nachricht zu reduzieren und dadurch die Übertragungsrate zu erhöhen.

Referenzliste

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