Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1152062), страница 23
Текст из файла (страница 23)
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).
Простое мажоритарное декодирование уменьшает вероятность ошибки стаф. финга до значения 3 р'очь где ррщ вероятность ошибки приема элемента. Для каналов с умеренной вероятностью ошибки р, =10 ' такой уровень избыточности и простое мажоритарное декодирование могут быть недостаточными. Для приведенной выше структуры последовательности символов длительность сверхцикла составляет й4М =(оп+ ш) М =(Зп+ю) М, (5.6) если с=З, где с — избыточность передачи стаффинга в каждом из и информационных каналов. Например, если число входных каналов цифровой информации я=98, длительность цикла М=!00, а дли- 120 с Р„ф — ~~)~ ~( ) р, (1 — р, ) с-1-1 В табл.
5.1 приведены значения этой вероятности при различ- (5. 10) Таблица 5.! Вероятность ошибки стаффннга Р„е прн различных вероятностях ошибки приема ялементоя сигнала Избыточ- ность кодиро- вания стаффинга с При вероятности ошибки приема символ и „ — ! 1Π— 2 1Π— з 1Π— 4 1Π— б 1Π— б 1О 2,8.10 8,56 1О 3 8 о Ш вЂ” 4 2,93.10 4 9,93 10 3,22 10 2,98 1О 9,93 !О 3,4 !О 1,22.!О 4,42 1О 1,63 10 6 !О 3. 10 — б 9,98 1О 3,5 1О 1,26 1О 4,6 !О 1 7.!О 6 4. 10 — 21 3 1О 3 10 ! 10 3,5 1О 1,26 (О 3!О !. !о — '4 3 5.!Π— 'Я 3 5 7 9 11 13 15 ной вероятности сбоя символов группового сигнала н разных ве- личинах избыточности кодовых слов стаффинга.
Например, для с=7 и р,в=10 — 4 вероятность ошибки стаффннга оказывается рав- ной 3,5 !Π— 'б. 12! тельность синхроснгнала сверхцикла в=32, то общая длительность сверхцикла Мй(=[3 98+32] 100=326.100=32500 элементов. (5.7) Эффективность т) может быть также выражена через относительную допустимую неопределенность частоты следования символов входных потоков е с учетом выражений (5.4) и (5.5). Для структуры последовательности, приведенной на рис. 5.7, можно выразить эффективность т) через е д 1 ! в т) = не= -а. П= — — — . л+2 со+в се с Из выражения (5.8) получается эффективность данного метода стаффинга для заданной структуры группового сигнала (1/се) — (в!с) 1 — ве — (5. 9) (1/с е) — (в! с) + 2 1 — в е + 2с е При мажоритарном декодировании и нечетном числе элементов в кодовом слове стаффинга с ошибка стаффинга возникает прн одновременном сбое' (с/2+1/2) элементов кодового слова.
Если вероятность ошибки приема символа р,ш, то вероятность ошибки стаффинга будет Средний интервал времени т между потерями целостности потока цифровой информации в отдельном канале, т. е. Время между ошибками стаффинга, для сверхцикла длительностью Т вЂ”вЂ” 1вых (/а+ А В гтг 1а+ А 1 !а при передаче команды один раз за сверхцпкл определяется вероятностью ошибки стаффинга М)(/а+ А 1) (5.1 1) 1 стф )эстф Как, например, если М=3.104, ро =10-', с=11, /а=104 бит/с, Л/=1 бит/с, то из табл. 5.1 имеем Р„ф=4,6 10-'е, и средний интервал времени между потерями целостности потока в соответствии (5.11) будет равен 3104 1 (5.12) 5.4. стАФФинг кОдОВых слОВ Стаффинг кодовых слов является вариантом стаффинга символов и допускает несколько большее различие скоростей объединяемых потоков цифровой информации.
Положим, как и на рис. 5.1, что имеется и входных потоков цифровой информации (каналов) со скоростями передачи символов /,(/,„(/„„, бит/с, где /эгаггс=/а+А/ — максимальная скорость передачи символов. Каждый из этих потоков разделен на й-элементные кодовые слова, следующие друг за другом со скоростью ге=/м„,/л. Затем эти )е-элементные слова перекодируются в лт-элементные кодовые слова (гн)й). За цикл в каждом канале передается одно кодовое слово, поэтому частота циклов гтц также равна )с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
