Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1151860), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Эти методы стаффинга, 115 обсуждаемые в последующих параграфах, имеют несколько ва- риантов, различающиеся эффективностью и сложностью практиче- ской реализации. 6.2. СТАФФННГ ЭЛЕМЕНТОВ Начнем с простейнгего примера асинхронного сопряжения одного входного потока символов, имеющего переменную скорость, с заданной опорной частотой станции. Стаффннг элементов — это такое преобразование, прн котором дополнительные «опознаваемые» элементы вставляются в исходный поток, чтобы преобразовать переменную скорость следования элементов в несколько ббльшую, но постоянную скорость следования элементов на выходе, как это показано на рис. 5.4. Опознаваемые элементы стаф- Рис.
6.4й Пример преобразования пифрово- а) го потока при стаффннге элементов: а исходный поток символов; б передаваемый в системе поток символов, содержа- й) Шнй дополнительные элементы стаффннга Сгф (горизонтальная штриховка); в — поток после исключения элементов стаффннга; г — результирующий поток после выравни- Д) вания во времени моментов следования символов. Нвквввква штриховкой отмечены нмаульсы начала циклов г) гСпр т у г Сгаг 1 вь й +~! стемы, когда происходит сглаживание выходного расхода воды, несмотря на возможные резкие изменения поступления воды в этот резервуар извне.
Наполнение буферного устройства можно измерять с помощью рез версивного счетчика по разности между числами опор- Кнпулвгы гггагтрввго б.б. Изменение во времени заполнебуферного запоминающего устрой- и формирование команд на стаф- финг Рис. ния ства 116 финга вставляются между информационными символами в пере даваемый поток символов 1рис. 5.4б), На приемной стороне осуществляется изъятие элементов стаффинга, а затем производится выравнивание скорости следования информационных символов. Буферное устройство работает таким образом, что каждые Т=))ст)" с в информационный поток может быть введен один дополнительный элемент от устройства управления стаффингом.
Это присходит при условии, что буферное устройство, имеющее память на )е элементов, оказывается заполненным ниже некото- рого уровня. Работа буфергргбобсввв тс г всггтлскг ного устройства аналогична действию накопительного резервуара водопроводной си- ных импульсов входного и выходного потоков символов.
Как показано на рис. 5.5, каждый раз, как только заполнение памяти буферного устройства оказывается ниже порогового уровня, в память вставляется искусственный импульс. Момент времени, в который был вставлен этот импульс, «отмечается» так, чтобы этот импульс можно было бы легко изъять из информационной последовательности на приемной стороне в аналогичном буферном устройстве.
Обратим внимание 1рис. 5.5), что команда стаффинга вырабатывается несколько раньше момента вставления импульса. На приемной стороне (рис. 5.6) в устройстве разделения принимаемый поток символов синхронно распределяется между устюнр Я" яы,'зг ри, агп ' яагуп ри„ аыгуааагу .га Рис. б.б.
Упрощенная структурная схема устройства разделения группового потока символов на независимые выходньм потоки с восстановлением исходных частот следования символов; ЗУ вЂ” буферное запоминающее устройство; ГУН вЂ” генератор, управляемый напряжением; С вЂ” синкросигнал; Инф— поток информапиовнык символов; ОИ вЂ” опорные импуль- сы ройством цикловой синхронизации и каналами приема цифровой информации. В каждом таком канале по командам стаффинга, вырабатываемым устройством управления, из потока символов исключаются дополнительно введенные элементы, а дальнейшее считывание элементов осуществляется опорными импульсами генератора, управляемого напряжением, входящего в устройство фазовой автоподстройки частоты. В результате выравнивается мгновенная скорость выходного потока информационных символов (рис.
5.6). Опорный генератор управляется сглаженным сигналом ошибки в зависимости от того, заполнено ли буферное устройство выше нли ниже заданного порога. В обгцем случае в каждом канале передачи цифровой информации для выравнивания скорости следования выходных символов требуется отдельный генератор, управляемый напряжением. Таким образом, после сглаживания !17 прбпусков в потоках символов, оставшихся после изъятия символов стаффинга, формируется выходной поток информационных символов со скоростью, близкой к соответствующей скорости входного потока на передающей стороне. Динамические характеристики устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), а следовательно, и показатели флуктуации временнбго положения (джиттера фазы) символов выходного потока зависят от нескольких параметров: объема памяти буферных устройств в аппаратуре объединения и разделения потоков символов, динамики входного потока символов, длительности цикла передачи, синхронизации и параметров отклика устройства ФАПЧ.
5.3. УПРАВЛЕНИЕ СТАФФИНГОМ ЭЛЕМЕНТОВ Типичная структура группового (выходного) потока символов состоит из последовательности Аг-элементных циклов, а каждые из М таких циклов образуют сверхг(икл. Следовательно, можно описать совокупность всех символов такого сверхцикла и представить в виде матрицы размером гн'ХМ с двоичными элементами ац а, (ам .
а,) а, (ав„. аг„) Г гаесгеиат - гагаагагиие сиеиаеа г г 4 пггммм мг гм а л.лялл.. лллхгтп. с«я ки мг Рас. 5.7. Пример структуры 145-элементного цикла передачи. Для стаффинга используется 73-й элемент, а для цикловой синхронизации — 145-й; Ц вЂ” цнкловый синхроснгнал ляет собой чередование символов 1 и 0 от цикла к циклу.
При передаче элементов !43 каналов информации н двух дополнительных элементов имеем в каждом цикле Аг=п+2. 118 в (ап. а„) где вектор а; представляет йй цикл в сверхцикле. В каждом цикле имеется и информационных элементов (по числу объединяемых каналов) и еще по крайней мере два элемента: один синхросигнал начала цикла и один символ управления стаффингом. Каждый из этих двух элементов может изменяться по заданному закону от цикла к циклу. Следовательно, в каждом сверхцикле имеется М символов управления (М>п) для указания в кодированной форме, какие конкретно символы являются символами стаффинга и т.
д. Пример структуры !45-элементного цикла приведен на рис. 5.7 1495). Здесь цикловый синхросигнал представ- Для скорости следования символов группового сигнала 1„ах=- =10' бпт1с частота циклов составляет Рцл )аых)Л! Гц. Символы стаффинга в каждом канале передачи информации могут формироваться один раз за сверхцикл длительностью Л'М элементов, т.
е. один раз за Л)М1!',ых с. Если )'„,х=10ьбит1с, 1х'=100, М=325, то максимальная скорость следования символов стаффинга в любом из каналов передачи информации составляет 100 Л~ < '"* — =30,7 бит1с. ФМ 32 600 (5.1) Для сигналов с большим разбросом скоростей следования символов Л1 длительность сверхцикла должна быть, следовательно, меньше.
В частности, если для каждого пз входных сигналов максимальная скорость следования символов 1а+Л1, а минимальная )„то скорость следования элементов группового сигнала при объединении и каналов передачи информации получается как 1а ы = (1. + Л 1) Й = Кцй!, (5.2) Если отношение Л111, превысит условие (5.4), то необходимо уменьшить либо количество объединяемых каналов и, либо длительность сверхцикла. Результирующая эффективность т) передачи информации— это отношение суммарной скорости передачи символов на всех входах к скорости следования символов на выходе, или и!1а+Л1) и и = — =- — при У = и + 2, (5.5) )аых Лl и+ 2 поскольку для данного примера в каждом цикле должны передаваться два дополнительных элемента: один для синхронизации по циклам, а другой — для управления стаффингом (рис. 5.7).
Сигналы управления стаффпнгом должны передаваться с до. статочно большой избыточностью для уменьшения канальных 119 где Х> и для обеспечения цикловой синхронизации и управления стаффингом в каналах, а )кц=1,+Л1 — частота следования циклов. М-элементпое кодовое слово управления, следующее с частотой сверхциклов, содержит и групп по с элементов в каждои для управления стаффпнгом в каждом пз каналов передачи ин.
формации и общее ю-элементное слово синхронизации по сверхциклам. Таким образом, М=си+ю. Следовательно, на основе вырахсений (5.1) и (5.2) максимально допустимая разница скоростей следования потоков информации Л1 составляет Л а < 1аых (1а+ Л)) Л' 1а+ Л1 )ци МЛ! (си+ аь) )х' си+ аь си+ м Максимальная относительная нестабильность частоты е, допускаемая в каждом из исходных потоков символов, тогда составляет еЛ Л1 1 1 (5.4) 1а+ Л1 си+ аь М ошибок без потери целостности потока, Под этим понимается либо ошибочный пропуск в канал приема цифровой информации символа стаффинга, либо, наоборот, ошибочное изъятие информационного символа, в результате чего соответствуюший отрезок последовательности информационных символов на выходе сдвигается на один тактовый интервал вперед или назад. Ясно, что такая потеря целостности группового информационного потока приводит, по крайней мере, к ошибочному приему оставшихся элементов в цикле, возможно к неправильному распределения) группового сигнала между каналами на приемной стороне и, следовательно, к более серьезным искажениям, нежели сбой одиночного информационного элемента.
Оконечное оборудование при приеме группового сигнала с такими искажениями может выйти из синхронизма по циклам, и передача информации будет нарушена на значительное время. Двоичные символы, обеспечиваюгцие синхронизацию по сверх- циклам и управление стаффингом в каждом из л=М вЂ” 2 каналов передачи информации, объединяются во времени в каждом цикле переда ш с информационными символами. Именно эти двоичные символы используются для формирования кодовых слов управления с избыточным помехоустойчивым кодированием: одно кодовое слово начала сверхцикла и по одному кодовому слову управления стаффингом для каждого канала передачи. Возможный вариант структуры такого сигнала управления в сверхцикле для п=!43 имеет вид ~ — й4 элементов --«~ С„, ФС,С,С,С4С, Сгм~ Ф'С,...поток символов управления, ! кодовое слово с-элементное слово управления начала сверхцикла стаффингом в канале 5, (0110101001011010...) 000 — передача информации, 111 — стаффинг, где канал управления, наблюдаемый после разделения каналов в каждом цикле, имеет избыточность 3: 1 (с=З).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
