Финк М. Теория передачи дискретных сообщений (1970) (1151862), страница 99
Текст из файла (страница 99)
При этом каждая совокупность А символов всех передаваемых сообщений преобразуется в символ вторичного кода с основанием тв, которому соответствует определенная реализация общего сигнала. Последовательно передаваемые символы вторичного кода объединяются в кодовые комбинации, в которые включается также необходимое число избыточных проверочных символов. Исправление или обнаружение ошибок проводится также во вторичном коде, после чего исправленные символы преобразуются в совокупность символов первичного кода, распределяемых по своим сообщениям.
Хотя теория помехоустойчивых кодов с основанием тя, где пт — простое число (в частности, т=2), достаточно хорошо разработана, описанный метод кодирования не нашел применения на практике. По-видимому, сложность его технической реализации не окупается те- 619 ми небольшими преимуществами, которые можно ожидать от его использования. Третий, более практичный способ кодирования, приМЕ11им для разделимых и квазиразделимых систем и носит название парпллсльнозо кодировпниуь Он заключается в том, что в одну кодовую комбинацию объединяются символы всех передаваемых сообщений, а добавляемые к ним избыточиыс символы передаются в виде дополнительных «сообщений».
Так, например, если система уплотнения рассчитана на передачу семи сообщений, а фактически передаются только четыре, томожно вместо остальных трех сообщений передавать проверочные сцмволы, сформированные по правилу 1л.50), и образовать систематический код 17.4). Это позволит исправлять ошибку в каком-либо одном из сообщений либо обнаруживать одновременные ошибки в двух сообщениях, как бы часто они ни возникали. Параллельное кодирование реализуется столь же просто, как и обычное последователыюе, и имеет ряд преимуществ. При параллельном кодировании легче осуществить прием в целом, методы которого будут рассмотрены в следующей главе.
В канале с селективпыми замираниями при частотном уплотнении ошибки в разных сообщениях обычно бывают менее коррелированы, чем ошибки в последовательных символах одного сообщения. Поэтому помехоустойчивые коды, рассчитанные на канал без памяти, оказываются более эффективными при параллельном кодировании, чем при последовательном. Возможны, конечно, и различные смешанные методы кодирования, например с помощью итеративного кода, в котором первая ступень кодирования параллельная, а вторая — последовательная. 9.7. Обсуждение резупьтатев Подводя итоги краткому рассмотрению методов уплотнения каналов связи, следует прежде всего отметить, что они весьма многообразны по способам реализации и по таким основным информапионным параметрам, как помехоустойчивость и занилгаемая полоса частот.
К тому же многообразны и способы помехоустойчивого кодирования в уплотненных каналах. 020 Перед разработчиком системы стоит нелегкая задача выбора наиболее приемлемого решения, тем более что помимо информационных параметров приходится считаться и с рядом других технических, экономических и организационных факторов. Было бы неоправданно смелым пытаться давать рекомендации по выбору си- ОО гО оО йз 20 !О е О к г г г ь 2 к 2 3 Рис. 9.15. и) Зависиьгость минимальной условной полосы частот сигнала от крвтяости уплотнения; б) аависпмость необходимой могиносги сигнала при некогерентнон приеме в отсутствие вамираний от кратности уплотнения при де=10 т; à — раалелимвя ортогональная система, инлиянлувльные сигналы ОФТ; 2— рвялелниля ортогональная система, иилпвилуяльные сигналы ЧТ; 2 — МОФТ; а — ортогональная система МтПГ а — смешанная система — частотное уплотне.
ние яомбинвцнаиныии сигналами ДОФТ гтипа скинепленс»). стемы уплотнения, пригодные для всех случаев. Однако некоторые общие соображения здесь можно высказать. На рнс. 9.!5,а изображены графики зависимости полосы частот, занимаемой сигналом, от кратности уплотнения для основных рассмотренных систем. Для разделимых систем предполагалосьь что в индивидуальных сигналах используется относительная фазовая манипуляция. На рис.
9.15,6 для тех же систем показана зависимость мощности сигнала, необходимой для получения заданной верности (характеризуемой средней вероятностью ошибки в сообщении ре,р — — 10 — а) от кратности уплотнения. Из этих рисунков особенно ярко видно, что системы„сохраняющие высокую помехоустойчивость при 621 увеличении кратности уплотнения требуют значительного расширения полосы частот, занимаемой сигналом, и, наоборот, для систем, сохраняющих полосу частот, требуемая мощность быстро возрастает с увеличением кратности.
Задача уплотнения канала, как было отмечено в начале главы, возникает в тех случаях, когда пропускная способность канала существенно превышает производительность каждого из источников сообщений, подлежащих передаче. Пусть, в простейшем случае, каждый источник выдает сообщения, закодированные последовательностью равновероятных и независимых двоичных символов, с технической скоростью о символов в секунду, а канал имеет постоянные параметры, полоса пропускания его ограничена величиной Р Гили он может пропускать сигналы с условной полосой частот, не превышающей Р), в нем существует белый нормальный шум со спектральной плотностью г'", а .мощность сигнала на выходе канала не может превысить Р. Этот канал можно уплотнить А сообщениями, если выполняется неравенство йо ~~Р1оК 1+ 19.70) где левая часть представляет суммарную производительность источников, а правая — пропускную способность канала.
Это неравенство можно переписать так: (9.71) Выбор метода уплотнения в первую очередь зависит от соотношения двух сомножителей в левой части (9.71). 2Д -. / Р Пусть, например, — >) 1оя', ~ 1+ — т. е. высокая 0 2 пропускная способность канала обусловливается главным образом' широкой "полосой пропускания, а имеющаяся мощность сигнала невелика. Это имеет место, например, при передаче телеграфных сообщений по тропосферным радиоканалам или по каналам с пассивной 622 ретрансляцией на искусственных спутниках Земли либо при передаче тслеметрических сообщений по маломощному радиоканалу, когда техническая скорость датчиков много меньше полосы пропускания, и т.
д. Очевидно, что в этом случае следует выбрать такую систему уплотнения, которая обеспечивает высокую верность при относительном малом отношении энергии сигнала к спектральной плотности помехи, хотя бы за счет широкой полосы занимаемых частот. В принципе такой системой является ортогональная МЧТ или какая-либо другая ортогональная комбинационная система. Следует, однако, учитывать, что при большой кратности уплотнения техническая реализация комбинационных систем оказывается сложной. Г1оэтому иногда в этих условиях используют разделимые либо смешаяные системы уплотнения, в которых общий сигнал является суммой нескольких сигналов, каждый из которых несет несколько сообщений и получен комбинационным методом.
2Г . У Р В другом крайнем случае — (<1ок, 1+ —, т. е. высокая пропускная способность обусловлена большим отношением сигнал/помеха, а полоса пропускания относительно мала. Этот случай характерен для многих кабельных каналов связи, особенно при задаче чвторичпого уплотнения» для некоторых радиорелейных каналов и т. д.
Из рассмотрения рис. 9.15 видно, что в этом случае лучше всего выбрать систему МОФТ. При очень большой кратности уплотнения, когда комбинационная система оказывается технически невыполнимой, используются смешанные системы, например, типа «Кинеплекс». В промежуточных случаях, когда 2Е/о того же порядка,что и 1ой;~ 1+ —, наиболее приемлемы, по-види- Г Р » д мому, ортогональные разделимые системы, для которых и полоса частот, и требуемая мощность сигнала растут линейно с увеличением кратности уплотнении.
Более сложные задачи возникают, когда в канале помимо флюктуационной помехи присутствуют импульсные и сосредоточенные помехи, а также когда имеют 6»З место быстрые замирания, многолучевое распространение и т. д. Только с учетом всех характеристик канала и вызываемых ими завнспмостей между ошибками при приеме отдельных символов можно выбрать рацнональную систему уплотнения. Так, например, в канале с многолучевым распространением не следует применять временнбе уплотнение, поскольку в этом случае сокращение длительности элемента сигнала увеличивает межсимвольные помехи и существенно понижает верность приема.
Если желательно применить в таком канале разделимую сне~ему уплотнения, то следует отдать предпочтение частотному, а не временному уплотнению, чтобы не сокращать длительность элемента. Если же в канале преобладают одиночные импульсные помехи, то целесообразно применить временнбе уплотнение, а не частотное или комбинационное, так как при временнбм уплотнении каждый достаточно короткий мешающий импульс может исказить лишь один символ в одном сообщении, тогда как при частотном илп комбинационном уплотнении он может вызвать ошибки во всех передаваемых сообщениях.
Следует подчеркнуть, что, вооб!це говоря, прн любом виде уплотнения, разделимом или комбинационном, можно применять произвольные формы сигналов. Поэтому в таких каналах, где форма сигнала влияет на помехоустойчивость (см. гл. 7), ее следует согласовывать с характеристиками канала. Велнчнну 2Г в (97!) часто называют пайквнстовской пропускной способностью канала. Оммсл ее заключается в следующем. Согласно теореме Кательннкова снгнал, прошедший через канал с полосой пропускання, строго ограниченной величиной Г, полностью характеризуется свонмн значениями, отсчнтаннымн через интервалы временн, равные (2Р) '. Если передавать в таком канале только двовчные сигналы, то, очевидно, величина 2Е характеризует макснмадьную возможную скорость передачн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
