Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1151865), страница 20

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

Текст из файла (страница 20)

Структура сообщения (передаваемой информации) оптимизируется таким образом, что объем суперкадра относительно невелик (в СРНС ГЛОНАСС вЂ” 7 500 бит). В суперкадре передается полный объем неоперативной информации для всех НС. Каждый суперкадр состоит из пяти кадров. Каждый кадр состоит из 15 стро~ и содержит полный объем оперативной информации для конкретного НС и часть альманаха.

Вся передаваемая информация представляется в виде слов, каждое из которых занимает определенное место в строке. Информационная строка кадра содержит 100 бит информации. В СРНС ОРИ скорость передачи ЦИ также составляет 50 бод, структура потока цифровой информации аналогична и имеет следующие параметры: длительность суперкадра — 12,5 мин; объем суперкадра — 37 500 бит; в суперкадре 5 кадров по 5 строк каждый. 106 Радиосигналы и навигационные сообщения в СРНС 5.5.2. Помехоуетойчивое кодирование навигационной информации С целью повышения достоверности передачи/приема навигационных данных по каналу связи НС вЂ” потребитель используют помехоустойчивое кодирование, суть которого заключается во введении избыточности (дополнительных символов) в передаваемый поток данных 15.5,5.16]. При помехоустойчивом кодировании используются не все возможные кодовые комбинации, а только некоторые из них, т.

е. весь код обладает избыточностью относительно той части, которая применяется для кодирования информации. Оставшаяся часть кода может быть направлена на обнаружение возможных ошибок и их устранение, т.е. на повышение достоверности приема данных. Правило преобразования исходного потока символов в новый поток определяет метод помехоустойчивого кодирования. Существует большое многообразие методов помехоустойчивого кодирования 15.5,5.11,5.16], которые можно подразделить на два принципиально отличающихся класса: 1. Использование блоковых кодов, при котором исходный непрерывный поток символов в кодере разбивается на блоки одинакового объема из к символов.

Все дальнейшие операции производятся над каждым блоком отдельно и независимо от остальных блоков. Каждому входному блоку из к символов ставится в соответствие (по тому или иному правилу) блок из и выходных символов (и > 1 ), которые и передаются по каналу связи. 2. Непрерывное кодирование, при котором исходный непрерывный поток символов подвергается обработке (как правило, с использованием рекуррентных процедур) в кодере без какого либо предварительного разбиения его на отдельный фрагменты, но с введением избыточности.

Блоковые коды Пусть имеем к информационных символов (битов источника), которые нужно передать двоичным кодовым словом А =~а,,а2,...,а, длины Аб„> /с. Мл з Из к битов источника можно сформировать 2" = М кодовых комбинаций, которые все полагаются возможными. Каждой (из М ) кодовой комбинации источника ставится в соответствие кодовое слово А, в котором Ф двоичных символов являются информационными, (~в, — й) символов — избыточными.

Таким образом, получаем М кодовых слов длины ~в„, совокупность которых называется блоковым кодом. Почти все блоковые коды относятся к разделимым, кодовые комбинации которых состоят из двух различающихся частей: информационной и проверочной. Информационные и проверочные разряды во всех кодовых комбинациях 107 Глава 5 разделимого кода всегда занимают одни и те же позиции. Разделимые блоковые коды условно обозначают в виде (Л „й) .

Важными характеристиками блоковых кодов являются: скорость кода г = й/Авл; избыточность и = (Цв„— 1)/Ав„,' кодовое расстояние (или расстояние Хемминга); расстоянием Ы между двумя кодовыми комбинациями называют число позиций, в которых эти комбинации имеют разные символы; расстояние между различными комбинациями конкретного кода может быть различным; минимальное расстояние Ы,„ между кодовыми комбинациями называют кодовымрасстоянием; число обнаруживаемых и исправляемых ошибок.

Если код используется только для обнаружения ошибок кратностью а, то необходимо и достаточно, чтобы минимальное расстояние Ы„,„> а+1. Чтобы можно было исправить все ошибки кратности а и менее, необходимо иметь д,„> 2а+1. Важным классом блоковых кодов являются коды Хемминга, которые исторически появились раньше многих других. Число символов слова кода Хемминга определяется соотношениями ~6„=2" — 1; 1 =2" — 1 — и, где и — целое положительное число.

Данные коды являются линейными циклическими кодами и формируются на основе 1 разрядного регистра сдвига, охваченного обратной связью, в цепи которой использованы сумматоры по птод 2 (рис. 5.3). Сначала в 1 ячеек регистра сдвига помещается блок информационных символов, затем замыкается обратная связь и производится Ц„сдвигов. Первые й символов, снимаемых с выхода, будут информационными, а остальные ~в„— й символов — проверочными. Кодовое расстояние 0 щ = 3, поэтому коды Хемминга исправляют одиночные ошибки в кодовом слове.

Коды Хемминга используются для помехоустойчивого кодирования данных в СРНС ГЛОНАСС ~см. гл. 11). Сверточные коды При сверточном кодировании последовательность информационных символов подвергается линейному преобразованию 1суммированию по птод 2 некоторых компонент последовательности), такому, что каждой совокупности из к входных (информативных) символов ставится в соответствие п > 1 выходных символов. Таким образом, скорость сверточного кода равна г = 1/и. Линейное преобразование последовательности информационных символов реализуется на базе ( = рк разрядного регистра сдвига, где р — целое число, и п сумматоров по птод 2.

108 Радиосигналы и навигационные сообщения в СРНС Параметр 1 п~К называется длиной кодового ограничения и характеризует количество выходных символов, на которые оказывает влияние любой входной информационный символ. Рассмотрим простейший (но часто используемый на практике) случай к=1, п=2 (скорость кода г=1/2), р =3. Возможная схема сверточного кодера для этого случая приведена на рис. 5.14 а).

ао, а„. а) б) Рис. 5.14. Схема формирования сверточного кода с 1 =1, и = 2, р = 3, а) несистематического, б) систематического В выходной последовательности сверточного кодера рис. 5.14 а) отсутствует «в чистом виде» исходная информационная последовательность ао,а,, Такой сверточный код называют несистематическим. Систематическим сверточным кодом является такой код, для которого в выходной последовательности кодовых символов содержится без изменения исходная информационная последовательность ао,а,,.... Схема систематического сверточного кодера приведена на рис.

5.14 б). Как и в случае блочных кодов, корректирующая способность сверточного кода определяется кратностью а исправляемых ошибок. При сверточном кодировании для исправления всех ошибок кратности а и менее, необходимо иметь Ы~ > 2а+1, где а~~ — минимальное свободное расстояние, определяемое как минимальное расстояние по Хеммингу между последовательностями сверточного кода на длине кодового ограничения.

Турбокоды Турбокоды по своей сути являются параллельно-каскадными сверточными кодами [5.11~. Схема, поясняющая принцип формирования турбокода, приведена на рис. 5.15 при использовании систематического сверточного кода со скорость г = 1/2. 109 Глава 5 а РРо»АА-- Рис. 5.15.

Схема формирования турбокода с использованием систематического сверточного кода с г = 1/2 В схеме формирования турбокода присутствуют два идентичных систематических сверточных кодера. На вход первого сверточного кодера поступает исходная информационная последовательность ао,а!,..., а с его выхода снимается последовательность проверочных символов Д,Д,.... На вход второго ! ! сверточного кодера подается последовательность символов, формируемая из исходной информационной последовательности ао,а!,...

в результате ее перемежения в пределах блоков фиксированной длины Е„. С выхода данного кодера снимается последовательность проверочных символов Д,Д,.... Выходная 2 2 последовательность турбокодера формируется в результате мультиплексирования последовательностеи ао,а!,...,,оо,Д,..., Д,,ф!,.... ! 1 2 2 5.6. Модуляция радиосигнала навигационным сообщением 5.6.1. Относительная фазовая манипуляция Сформированное тем или иным образом цифровое 1навигационное) сообщение д„,(г) с длительность информационных символов г„, должно быть передано с помощью излучаемого навигационным спутником радиосигнала.

Как отмечалось в п. 5.3 в СРНС используются фазоманипулированные радиосигналы, для которых при передаче навигационного сообщения 3„, (~) можно записать выражение ю(~) = Асов(вог+ л!9„, (!)+ Ро) . (5.39) !10 На приемной стороне для демодуляции навигационного сообщения может использоваться фазовый детектор (ФД), в котором реализуется умножение принятого сигнала (5.39) на опорный сигнал л,„(~) = сов(а!Ог+ р,„), где р,„— начальная фаза, и выделение постоянной составляющей (рис. 5.16).

Радиосигналы и навигационные сообщения в СРНС Рис. 5.16. Схема фазового детектора Если на интервале интегрирования г, значение цифрового символа равно О, на выходе фазового детектора формируется сигнал иф = ИУ соа((а „вЂ” (ао) . (5.40) Если фаза опорного сигнала р,„стабильна на всем интервале наблюдения, то из (5.40) однозначно определяется информационный символ д. Однако, если фаза р,„по каким-либо причинам изменится на +л, то знак определяемого параметра д изменится на обратный. Это явление называют обратной работой ФД.

Характеристики

Список файлов книги