Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 75
Текст из файла (страница 75)
В приемнике, показанном на рис. 6.5, сигнал демолулируется и подается на М корреляторов (или согласованных фильтров). Для ортогональных кодов, таких как описанные в разделе 6.1.3.1 (которые определяются матрицей Адамара), за период передачи кодового слова (Т=2"Т,) определяются корреляции принятого сигнала. Для систем связи реального времени сообщения не могут опаздывать, поэтому время передачи кодового слова должно совпадать с длительное!ью сообщения. Следовательно, Т также можно выразить как Т= (1ой,М)Ть т 1Ть, где ҄— длительность битов сообщения. Отметим, что длительность бита сообщения в М))г раз больше, чем у кодового бита. Другими словами, кодовые биты или кодированные импульсы (сигналы РБК) должны перемещаться со скоросп ю, в М))г раз большей, чем биты сообщения.
Для ортогонально кодированных сигналов и каналов с шумом А%С«Х математическое ожидание выходной мощности для каждого коррелятора в момент времени Т равно нулю; исключением является только коррелятор, соответствующий переданному кодовому слову. Передатчик Генератор 1 И Генератор сигналов 2 висок ест Фааовая модуляция 6=о, к вквивалентна мплитудной модуляции на -1 и «.1 Генератор "С:3- Рис. б.4. Система кодирования сигналов (передатчик) Опорные сигналы Набор артогональных импульсных сигналов иемник Генератор 1 т, Выбирается сигнал (кодовое слово) с наибольтим Л г=кгь=рг. Рис. б.5. Система кодирования сигнояов с когерентным детектированием (приемник) с а «г,, ° ст 1 Каковы преимущества описанного ортогонального кодирования сигналов по сравнению с обычным поступлением в каждую единицу времени одного бита или одного импульса? Можно оценить достоверность передачи с таким кодированием и без него, сравнив уравнение (4.79) для когерентного детектирования антиподных сигналов с уравнением (6.7) для когерентного детектирования ортогональных кодовых слов.
При данном размере /с-битового сообщения (скажем, к = 5) и желаемой вероятности появления ошибочного бита (например, 1О '), детектирование ортогональных кодовых слов (каждое из которых состоит из 5 бит) может выполняться с приблизительно на 2,9 дБ меньшим отношением Е/Иы чем побитовое детектирование антиподных сигналов. (Проверить этот факт предоставляется читателю в задаче 6.28.) Данный результат можно было предвидеть, сравнив рабочие характеристики ортогональной передачи сигналов на рис. 4.28 с характеристиками бинарной (антиподной) передачи на рис.
4.29. Чем мы платим за такой уровень достоверности передачи? Плата выражается в увеличении полосы пропускания. В приведенном примере передача некодированного сообщения — это посылка 5 бит. Сколько кодированных импульсов необходимо отправить для передачи с кодированием каждой последовательности сообщения? В данном примере каждая 5-битовая последовательность сообщения представлена М = 2"= 2'= 32 кодовыми битами или кодированными импульсами. 32 кодированных импульса, составляющих кодовое слово, нужно отправить за то же время, что и соответствующие исходные 5 бит, Таким образом, требуемая ширина полосы пропускания составляет 32/5 от ширины полосы пропускания в случае без кодирования.
В общем случае, полоса пропускания, необходимая для подобных ортогонально кодированных сигналов, в МИ раз больше требуемой в случае передачи без кодирования. Далее мы рассмотрим более выгодные и эффективные способы получения компромиссов между шириной полосы пропускания и схемой кодирования [3, 4). 6.2.
Типы защиты от ошибок Перед тем как начать обсуждение структурированной избыточности, рассмотрим два основных метода использования избыточности для защиты от ошибок. В первом методе, обнаружение ошибок и повторная передача, лля проверки на наличие ошибки используется контрольный бит четности (дополнительный бит, присоединяемый к данным). При этом приемное оконечное устройство не предпринимает попыток исправить ошибку, оно просю посылает передатчику запрос на повторную передачу данных. Следует заметить, что для такого диалога между передатчиком и приемником необходима двухсторонняя связь.
Второй метод, прямое исправление ошибок (гопнап! епог сопесбоп — БЕС), требует лишь односторонней линии связи, поскольку в этом случае контрольный бит четности служит как для обнаружения, так и исправления ошибок. Далее мы увидим, что не все комбинации ошибок мохпю исправить, так что коды коррекции классифицируются в соответствии с их возможностями исправления ошибок.
6.2.1. Тип соединения оконечных устройств Оконечные устройства систем связи часто классифицируют согласно типу их соединения с другими оконечными устройствами. Возможные типы соединения, показанные на рис. 6.6, называются симплексными (йшр1ех) (не путайте с симплексными, или трансортогональными кодами), полудуплексными (па!Г-пцр!ех) и полнодуплексными (1ц!1- дмр)ех). Симплексное соединение на рис. 6.6, а — это односторонняя линия связи. Передача сигналов производится только от оконечного устройства А к оконечному устройству В. Полудуплексное соединение на рис. 6.6, 6 — это линия связи, посредством которой можно осуществлять передачи сигналов в обоих направлениях, но не одновременно.
И наконец, полнодуплексное соединение (рис. 6.6, в) — это двусторонняя связь, где передача сигналов происходит одновременно в обоих направлениях. Передача только в одном направлении а) Передача в обоих направлениях, но не одновременно б) Одновременная передача в обоих направлениях в) Рис. 6.6. Классификация типов соединения оконечных устройств: а) симплекеное; 6) полудуплексное) в) полнодуплексное 6.2.2.
Автоматический запрос повторной передачи Если защита от ошибок заключается только в их обнаружении, система связи должна обеспечить средства предупреждения передатчика об опасности, сообщающие, что была обнаружена ошибка и требуется повторная передача.
Подобные процедуры защиты от ошибок известны как методы автоматического запроса повторной передачи (Аа)о)па)гс Кереа) Ке))аез) — АК(1). На рис. 6.7 показаны три наиболее распространенные процедуры АКО. На каждой схеме ось времени направлена слева направо. Первая процелура АКО, запрос А)10 с остановками (з)ор-апе)-)ча)1 АКО), показана на рис. 6.7, а. Ее реализация требует только полудуплексного соединения, поскольку передатчик перед началом очередной передачи ожидает подтверждения об успешном приеме (асКпо)ч!едяещсп) — АСК) предыдущей.
В примере, приведенном на рисунке, третий блок передаваемых данных принят с ошибкой. Следовательно, приемник передает отрицательное подтверждение приема (пейа)гее асКпо)ч1е))ящеп) — МАК); передатчик повторяет передачу третьего блока сообщения и только после этого передает слслуюший по очередности блок. Вторая процедура АК(), непрерывный запрос А)1Ц с возвратам (сопйппопз АКЯ хч))Ъ рп!1ЪасК)„показана на рис. 6.7, 6.
Здесь требуется полнодуплексное соединение. Оба оконечных устройства начинают передачу одновременно: передатчик отправляет информацию, а приемник передает подтверждение о приеме данных. Следует отметить, что каждому блоку передаваемых данных присваивается порядковый номер. Кроме того, номера кадров АСК и )ь)АК должны быть согласова- ны; иначе говоря, задержка распространения сигнала должна быль известна априори, чтобы передатчик знал, к какому блоку сообщения относится данный кадр подтверждения приема. В примере на рис.
6.7, б время подобрано так, что между отправленным блоком сообщений и полученным подтверждением о приеме существует постоянный интервал в четыре блока. Например, после отправки сообщения 8, приходит сигнал )ч)АК, сообщающий об ошибке в блоке 4. При использовании процедуры АВ() передатчик "возвращается" к сообщению с ошибкой и снова передает всю информацию, начиная с поврежденного сообщения. И наконец, третья процедура, именуемая неорерыаным запросом АЯЦ с выборочным повторением (сопйпцоца Ай() т)1)г зе)есг)че герба)), показана на рис. 6.7, в.
Здесь, как и во второй процедуре, требуется полнодуплексное соединение. Впрочем, в этой процедуре повторно передается только искаженное сообщение; затем передатчик продолжает передачу с того места, где она прервалась, не выполняя повторной передачи правильно принятых сообщений. Передача Приемник Ошибка Ошибка е) 1 2 3 4 5 б 7 8 4 5 б 7 8 9 10 11 7 8 9 1О Передатчик Переда е Приемник ф'б('О+~+-О+ О('с+ д'О('О+ О(~+-д'О+.с+ О+ д' 1 2 3 4 5 6 7 8 4 5 6 8 9 1011 7 8 Ошибке Ошибке б) Передатчик 1 2 3 4 5 6 7 8 4 9 1011 1213141511 16!718 Приемник 12345678491011121314151116 Ошибке Ошибке е) Рис. 6.7, Автоматический запрос повторной передачи (Адй)ь а) запрос АЯД с остановками (полудуплексная связь); б) непрерывный запрос АЯ(7 с возвратом (павнодупвексная связь); в) непрерывный запрос АЯД с выборочным повторением (полнодупяексная связь) Выбор конкретной процедуры АВ() является компромиссом между требованиями эффективности применения ресурсов связи и необходимостью полнодуплексной связи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
