Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации (1976) (1151855), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Устране. иие этого несоответствия автоматизацией обработки принятой информации привело к естественной необходимости создания цифровых телеметрических систем. В настояще время цифровые телпеетрнческие системы яосзеиеиио вытеюняют применявшиеся ранее аналоговые систеыы [!Π— 12). 1.3.4. Системы дальней цифровой связи и управления Пввребвости н надежной к высококачественной передаче значительных потоков информации на дальние расстояния в сотни и тысячи километров непрерывно возрасгают.
Ограниченные возможности радиосвязи на шляпных, оредннх в коротких волнах, обусловленные нх сравнительно узкими частотными пиалаэонами, привели к необходимости применять для указанных целей УКВ. УКВ диапазон обладает большой частотной вместнмостью и нозволяет создавать устойчивые, надежные н высококачественные системы связи. Для увеличения дальности дейсивия УКВ систем связи широко применяются рвдпзрелейные линии с наземными промежуточными ретрансляционными нунктамв, а также спутниковые линии связи, в которых ретранслятор разме. шен на искусственном оиутнике Земли.
Наряду с такими лпнннми в цослелдие годы получили заметное развитие троиосферные, ионооферные и метеорные линии связи [13, 14). Особенно важное значение ети ливии спяэн имеют для решения ряда сиециалнных задач военного характера [15). Различные каналы передачи цифровой информации цо условиям их работы можно разделить на две круппы. К первой группе относятся каналы, и которых за время сеанса связи параметры сигналов ирн прохождеиим от передатчика к приемнику не получают каких либо замеввых дополнительных изменений.
Иными словами, к верной круппе относяися каналы сндеальной (или почти идеальной) оредой рвоцрострвнения сигналов. В таких каналах основное влияние на качество передачи имформацнн оказьиают флнжтуациопные шумы, а также нестабилынкть параметров и неидеальность характерисгик аппаратуры систем. Подобные каналы связи называются каналами с постоянными параметрами нли гауоспвпмгми каналами К ним относятся обычные радиорелейные ламии с промежуточными ретрансляторами; УКВ ливии связи с дальностью действия в пределах нрямои видимости, в частности, спутниковые линии связи с активным ретранслятором; космнчежие линии связи. Ко второи группе относятся каналы, а которых за время сеанса связи условия раснространевнв сигналов в вреде сущесввенно мепя1б ются.
Зти изменения могут быть вызваны как сл)чайным изменением характеристик среды под действием различных физических факторов, так н случайным перачешемием положения диаграммы направленности антенны передатчика или арг ел~ника при движении объектов, между которыми устанавливается связь. Б некоторых случаях указа~нные причины могут существовать совместно (напр~имер, связь с объектом, движущимся в среде со случайными параметрами).
Каналы второй группы мазываются каналами со случайными параметрами. Случайные изменения условий распространения сигналов приводят к заметным флюктуациям уровня прививаемого сигнала и времени его запаздывания, что сушсствснно оказывается а~а качеспве принимаемой информации.
11озгому обсспе шть высокую достоверность передачи информации в каналах со случайными параметрами значительно труднее, чем в каналах с постоянными параметрами. Важной особенностью требований к современным и перспективным системам передачи цифровой ипформации (особызно и системам передачи данных) является требование стандартизации показателей качества передачи. Так как показатели различных систем могут существенно различаться, то за основу при создании любой системы принимается стандартный телефонный канал передачи данных с показателями, устанавливаемыми для такого кааала в соответствии с рекомендациями МККТТ. Это позволяет обеспечить сопряжение разли аых линий и каналов связи в единую систему (когда в атом возникает необходимость), называемую сетью связи.
Без стандартизации наиболее важных показателей качества передачи информации по различным линиям связи немыслимо создание единой общегосударственной автоматизированной системы связи, сбора и обработки разнообразнси информации (БАСС). Как извесгно, в нашей стране ведутся обширные исследования и разработки, связанные с созданием атой чрезвычайно важной и пеобходнмоп системы.
1.4. СТРУКТУРНАЯ СХВМЛ ЦИ'ЬРОВОП ЛИПИН СВЯЗИ Специфика различных областей применения систем передачи цифровой информации требует существенно различного подхода к реализации таких систем. Система передачи данных по телефонным каналам совершенно ие похожа на систему космической связи или на цифровую систему тропосфериой связи ни по техническому исполнению, ни по параметрам. Однако в принципах построения и назначения отдельных устройств самых разных систем много общего. Это дает возможность рассматривать цифровые системы связи с общих позиций, отвлекаясь от специфики их применения и конкретных условий работы.
Такой подход позволяет 2 — 37б !7 выяснить ряд важных положений, характерных для любой системы передачи цифровой информации. В дальнейшем под системой передачи цифровой информации будем понимать упорядоченную совокупность технических средств, с помощью которых осуществляется передача информации в цифровой форме из одного пункта пространства в другой. Такая система вместе с физической средой, в которой распространяются содержащие передаваемую информацию сигналы, образует цифровую линию связи, структурная схема которой приведена на рис.
1.1. ыноуные стулен Йап®1 лреуа 1утЮ3 Иьборательная ерееатчийа раслроо"ране- часть ния сивку лриомнина Иооулятор демоуулятор Исто чнин лемех — — — -Р 1хяд Ианал сдми Тн„;1 ноуиручоигее устройстуо агенориРУти,ее устроистуо Линия сдяеи — — — и Получатель аиувроуой ил1еорнаиии Исто чнин иисзрооой и~рорнации Пербичная иньтормааия Рис. 1,1, По цифровым линиям связи можно передавать сообщения самой различной физической природы: цифровые данные, полученные от ЭВМ, речь, тексты телеграмм, команды управления, результаты измерений различных физических величин с телеметрируемых объектов и т.д.
Естественно, что все эти сообщения предварительно должны быть преобразованы в электрические колебания, сохраняющие все свойства исходных сообщений, а затем унифицированы, т. е. представлены в цифровой форме, удобной для последующей передачи*. ' Вопросы представления различных сообщений н пифровой форме подробно рассматриваются в гл. 2 18 хх,...х~...х, ~ Х= РьРч" Р~ ",Оа (1.4) который представляет собой совокупность элементов алфавита источника вместе с вероятностями их появления при образовании дискретного сообщения. Ансамбль ЯФ 19 Под источником цифровой информации на рис.
1.1 понимается устройство, в котором выполнены все указанные выше операции. Такой источник создает сообщения, представляющие собой дискретные последовательности, образованные элементами, каждый из которых может принимать только конечное число различных значений. Число возможных значений, которое может принять каждый элемент сообшения, называется размером алфавита источника. В простейшем и наиболее распространенном случае каждый элемент дискретного сообщения может принимать только одно из двух различных значений, т. е.
имеем двоичный (бннарный) алфавит и сообщения, образованные с помощью такого алфавита, будут представлять последовательности, составленные при различном сочетании двух элементов х~ н хз (например, нуля и единицы). Различные дискретные (цифровые) сообщения отличаются друг от друга видом элементов, их числом и порядком следования. Каждое конкретное сообщение представляет собой одно из возможных сообщений, которые могут быть образованы данным источником. Если алфавит источника состоит из п элементов, а каждое создаваемое источником сообщение содержит и элементов, то общее число возможных сообщений равно М=а'". (1.3) Следовательно, каждое конкретное дискретное сообщение является одним из множества возможных.
Поэтому передачу дискретных сообщений нужно рассматривать как случайный процесс, реализации которого представляют собой отдельные дискретные сообшения. В дискретных сообщениях некоторые элементы могут появляться чаще, а некоторые — реже. Иными словами, вероятности появления тех нли иных элементов в дискретном сообщении различны. Это обстоятельство учитывают с помощью ансамбля (1.5) вида (! 4) часто называют статистической схемой дискретного источника сообщений. Если совокупность элементов ансамбля (1.4) исчерпывающая, т е никаких других элементов при образовании сообщений не используется, то '~~ р,=1.
1аи В дискретных сообщениях может иметь место не только преимущественное появление одних элементов по сравнению с другими, но и преимущественное появление одних сочетаний элементов по сравнению с другими. Иными словами, между отдельными группами элементов дискретного сообщения могут существовать статистические связи. Поэтому для более полного описания статистических свойств дискретных источников и создаваемых имн сообщений желательно иметь сведения о вероятности появления всех возможных сочетаний из двух, трех, четырех и т д элементов. Указанные сведения характеризуют степень нашего знания статистики дискретных сообщений и называются априорными сведениями Эти сведения могут быть получены из экспериментального исследования статистических свойств передаваемых сообщений, проведенного для данного класса сообщений заранее, или выполняемого в процессе передачи специальными устройствами.
В последнем случае (почти неосуществимом практически) неизбежной оказывается длительная задержка в передаче, поскольку для получения достоверных априорных сведений сначала необходимо исследовать весьма продолжительные дискретные последовательности, а затем уже осуществить их передачу с учетом полученных сведений Таким образом, на выходе источника дискретных сообщений имеем процесс, представляющий собой случайную дискретную последовательность, выраженную в цифровой форме Обозначим эту последовательность (х,). Для более экономного использования линии связи, а также для уменьшения влияния различных помех и искажений передаваемая дискретная последовательность в общем случае может быть подвергнута дальнейшему преобразованию с помощью кодирующего устройства (кодера) Это преобразование может состоять из ряда операций.
включающих учет статистики поступающей 20 случайной последовательности для устранения избыточной информации (статистическое кодирование), а также введение в дискретную последовательность дополнительных элементов для уменьшения влияния помех и искажений (помехоустойчивое кодирование).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
