Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации (1976) (1151855), страница 61

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 61)

Как уже говорилось выше, эти подмножества формируются прн кодировании по определенным для данного кода правилам. Если в принятой кодовой комбинации ошибок нет, то на выходе всех сумматоров сформируются символы, соответствующие нулю. Если в принятой комбинации имеются ошибочные символы, то на выходе некоторых сумматоров сформируются символы, соответствующие единице, поскольку условия проверки на четность в этих сумматорах окажутся не выполненными. В этом случае анализатор ошибок выработает сигнал «ошибка». У~величивая избыточность кода и усложняя устройства проверки и анализа ошибок, можно обеспечить такие условия, при которых декодирующее устройство сможет не толыко обнаружить ошибки в приеме отдельных символов, но и исправить часть этих ошибок.

Для этого схема декодирующего устройства должна быть сущест вевно усложнена по сравнению с указанной на рис. 6.18. Схема должна содержать ряд дополнительных устройств, таких, как устройство ~памяти для запоминания исправляемой кодовой комбинации, логические устройства для направления символов на тех позициях кодовой комбинации, где они оказались принятыми ошибочно, и т. п. Многочисленные исследования доказали, что для иодов, обладающих большими корректирующими возможностями (а следователыно, представляющих собой аоследователыности с большим числом символов п), число операций при оптималыном декодировании растет экспоненциально с увеличением числа избыточных символов. Это обстоятельство существенно усложняет задачу технической реализации декодирующих устройств.

Поэтому в,последние 1О лет было уделено большое внимание вопросам упрощения методов декодирования, чтобы зависимость числа необходимых операций арн декодировании от длины кодовой последовательности была ~не экспоиенциальной, а степенной или даже л~инейной [28 — 32). В настоящее время разработаны два подхода,к решению задачи упрощения процедуры декодирования: вероятностный и алгебраический. 324 Суть вероятностного, или последовательного декодирования состоит в том, что вся совокупность возможных кодовых комбинаций (включая разрешенные и запрещенные) разбивается на две группы: высоковероятные и маловероятные.

Если ~принятая комбинация ближе к ~высокавероятной группе, оиа декоднруется сразу же без ~проверки. Если же принятая комбинация ближе к маловероятным комбинациям, она декодируется с~проверкой и исправлением ошибок. Иными словами, сильно искаженные комбинации исправляются, а слабо искаженные декодируются без исправления. Та~кое декодирование несколько уступает в помехоустойчивости оптимальному, но заметно проще в реализации 129,31]. Суть алгебраического декодирования состоит в том, что иопра~вляется только определенная часть ошибок, т. е.

корректирующие аозможности мода используются только частично. Это означает, что используется неоптимальный алгоритм декодирования, допускаюгций более простую схемную реализацию. Особенно удобны с точки зрения простоты декодирования цпкличеакие ~коды, являющиеся одной пз разновидностей систематических кодов. Для таких кодов равработаны эффективные методы алгебраического декодирования, которые ~получили название пороговых, или мажоритарных 128,30], Проведенное краткое рассмотрение особенностей корректирующих кодов показывает, что их применение связано с существенным усложнением систем передачи информации, особевно из-за декодирующих устройств.

Возникает вопрос, а насколько все зто целесообразно и нужно? Действительно, до сих пор ~помехоустойчивое кодирование не нашло еще широкого применения в цифровых системах связи, за исключением некоторых космических систем м некоторых систем передачи данных. Однако прикладное значение проблемы кодировании с развитием различных автоматизированных систем, использующих ЦВМ, будет ~непрерывно возрастать. Стремление к повышению скорости:передачи по существующим линиям связи и возрастающие требования к достоверности передаваемой информации неизбежно при~ведут к необходимости широкого применения,корректирующих кодов.

325 6.11. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМБ! СВЯЗИ С ОБРАТНЫМ КАНАЛОМ Рассмотренные 1в предыдущих параграфах методы повышения качества работы систем ~передачи цифровой информации основаны ~на введении некоторой заранее установленной избыточности в передаваемые сипналы. При многоосновных сигналах такая избыточность связана с увеличением необходимой мощности сигнала, при сложных оигналах — с увеличением их ~базы за счет расширения спектра сигнала, а при ~применении помехоустойчивых ~кодов — с усложнением структуры кодовых комбинаций,ткоторое в конечном счете также эквивалентно расширению спектра иопользуемых частот.

Реализация любого из указанных методов естественно связана с определенным усложнением систем, т. е. с увеличением аппаратур~ной избыточности. Применяя тот или иной метод, позволяющий обеспечить требуемые в данных условиях показатели работы системы связи, разработчик системы сразу платит за такие ~показатели определенную мцену» (необходимая избыточность сигнала, усложнение аппаратуры и т.

п.). С этой точки зрения системы связи однонаправленного действия являются «жесткими», негибкими системами. В последние годы большое внимание уделяется исследованиям и применению систем связи, в которых для повышения качества работы попользуется обратный канал. По этому каналу тем или мным способом передается информация, характеризующая условия приема в ~прямом канале. Используя эти сведения, можно существенно повысить достоверность передачи информации. Системы с обратным каналом ~по существу являются адаптивными системами, так как их характеристики и режим работы меняются в соответствии с состоянием канала связи и уровнем помех ~в нем. Создание систем связи с обратным каналом в ряде случаев облегчается тем, что между двумя пунктами часто имеется двухсторонняя связь.

Исполызуя сравнительно небольшую часть пропускной способности канала в одном направлении, можно существен~но повысить качество работы канала овя|зи в противоположном нааравлении. Системы с обратным каналом часто называют системами с обратной связью.

Такие системы при~нито 326 разделять на два зсласса: системы с решающей обратной связью (системы с переспросом) и системы с информационной обратной связью (системы с подтверждением или квитированием). Рассмотрим ~кратко особенности таких систем. б.11.1. Системы с решающей обратной связью Чтобы лучше уяснить особенности работы такой системы, рассмотрим простой случай, когда информация передается безызбыточным кодом и возможное повышение достоверности передачи доститается только благодаря обратному каналу. л Рис, 6Л9, Упрощенная структурная схема системы в этом случае имеет вид, показанный на рис. 6.19 Модулятор и демодулятор системы ~на этом рисунке включены в состав прямого канала.

Особенностью системы по сравнению с обычной двоичной цифровой системой является наличие буферного за~поминающего устройства (БЗУ) и логического устройспвз (ЛУ) в ~передающей части системы, иное правило работы решающего устройства в приемной части системы, а также использование обратного канала. Полагая, что прием ведется посимвольно, рассмотрим сначала работу решающего устройства*. В отличие от решающих устройств д~воичных цифровых систем связи оно имеет не один пороговый уровень ' Как известно, прием цифровой информации по кодовым комбинациям (прием ев целому) обеспечивает более высокую помехоустойчивость по сравнению с посимвольным приемом только при помехоустойчивом кодировании. Поэтому при безызбыточном кодировании прием обычно ведут посимвольно, так как он значительно проще и обеспечивает ту же помехоустойчивость, что и прием «в целом» [27).

327 Ув, а два (»»» и Уг', 1»»>с»з), и решен~не принимается в соответствии с правилом и»)с»» решение х»=х„ и,~У, решение х»=х„ »»;<и„~У, решение не принято. (6.91) Здесь и, — напряжение на выходе прямого канала (на выходе демодулятора); х» — си~мвол на выходе решающего устройства, соответствующий переданному символу хе Правило (6. 91) разбивает все ~возможные решения на две области, разделенные зонов неопределенности, которая соответствует тем случаям, когда решение не принимается.

Эту зону в литературе иногда называют заной «стирания», так ~как ~при попадании напряжения и, в эту зону переданный символ х» ке учитывается («стирается»). Прием с ~введением зоны стирания можно вести и в системах однонаправленного действия, однако он наиболее эффективен н системах с обратным ка~налом. Та~ким образом,:прием каждого символа связан с одним нз трех возможных событий: 1) символ принят правильно; 2) символ»гранят ошибочно (вместо х» принят хз или наоборот); 3) решение не принято. Если решение не примято, то в устройстве выработан служебной информации (УСИ) формируется си~меол переспроса, который передается ао обратному каналу в передающую часть системы. Под действием этого переспроса логическое устройство обеспечивает повторную передачу информациовного символа, который хранился в БЗУ.

Если поваорная передача того же символа опять не при~ведет к принятию решения на приемной стороне, то переспрос повторяется, а информационный символ передается третий раз к т. д. Если решение на приемной стороне принято, сигнал переспроса ~не передается и система работает ~как обычная система од~нонаправленного действия до тех пор, пока не появится сигнал переспроса. Исследования, показывают [Щ что в системах с переспросом весьма эффективно применение корректирующих кодов, обнаруживающих ошибки. При~пятые кодовые комбимац~ии разбиваются решающим устройством на две группы; разрешенные и ~неразрешенные комбинации. Если ~комбинация отнесена к разрешенной, то считается, что такая же ~комбинация была и ~передана.

Характеристики

Список файлов книги