ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Под ред. А.И.Перова (2010) (1151961), страница 19
Текст из файла (страница 19)
При сопоставлении сигнала с модуляциями ВОС(7,1) с сигналом, имеющим модуляцию ВЕК(8), получаем следующие результаты г „г 2 вввк(8) ВОс(7,1) б 4755 г „г СГВОС(7,1) / ВВВК(8) Выигрыш по СКО оценки задержки равен ГВ = 2.54. 5.5. Навигационные сообщения в СРНС 5.5.1.
Общие сведении Передаваемое в радиосигналах навигационное сообщение предназначено для проведения потребителями навигационных определений и планирования 105 Глава 5 сеансов навигации. По своему содержанию навигационное сообщение, передаваемое каждым НС, содержит оперативную и неоперативную навигационную информацию (НИ) [1.2, 1.61. Оперативная информация (ОИ) относится к тому НС, с борта которого передается данный навигационный радиосигнал, и содержит данные: эфемериды НС, т.
е. координаты и параметры движения спутника на фиксированный момент времени; сдвиг шкалы времени НС относительно системной шкалы времени; относительное отличие несущей частоты излучаемого радиосигнала от номинального значения; код метки времени, необходимой для синхронизации процесса извлечения навигационной информации в аппаратуре потребителя. Оеоператнвная информация (НОИ) содержит альманах системы, включающий: данные о состоянии всех НС системы (альманах состояния); сдвиг шкалы времени каждого НС относительно шкалы времени системы (альманах фаз); параметры орбит всех НС системы (альманах орбит); поправку к шкале времени системы относительно 1Л С.
Навигационное сообщение формируется в цифровой форме. Для этого каждый передаваемый информационный параметр подвергается квантованию по уровню. Каждому уровню квантования ставится в соответствие кодовая комбинация нулей и единиц. Систему соответствий между дискретными значениями параметра и кодовыми комбинациями называют кодолс Кодовую комбинацию, соответствующую квантованному значению какого-либо параметра, называют словоли В СРНС навигационное сообщение передается в виде потока цифровой информации (ЦИ). Скорость передачи информации в СРНС ГЛОНАСС составляет 50 бод.
Структурно поток ЦИ формируется в виде непрерывно повторяющихся суперкадров длительностью 2,5 мин, каждый из которых можно рассматривать как одно сообщение. 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
