Рефераты - Афоризмы - Словари
Русские, белорусские и английские сочинения
Русские и белорусские изложения
 

Проектирование системы передачи дискретной информации

Работа из раздела: «Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника»

/

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. Статистический анализ искажений

3. Определение исправляющей способности приемного устройства для нормативной вероятности ошибки

4. Определение вероятности ошибки для заданного сообщения

5. Выбор способа повышения верности передачи заданного сообщения

6. Определение количества блоков в передаваемом сообщении, выбор параметров помехоустойчивого кода

7. Составление структуры пакета передаваемых данных для заданного протокола

8. Составление алгоритмов функционирования передающего и приемного устройства

9. Составление функциональных схемы передающего и приемного оконечных устройств

10 Определение характеристик разработанной системы передачи с повышенной верностью

11. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

12. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ВВЕДЕНИЕ

Прошло более 40 лет со времени разработки и внедрения первой отечественной аппаратуры передачи АПД. Потребность в новом виде связи - передаче дискретных сообщений - определилась широким распространением автоматизированных систем управления, увеличением передаваемой в них информации, более высокими требованиями к достоверности.

Техника передачи дискретных сообщений развивалась в нескольких направлениях. С одной стороны, совершенствовались методы передачи дискретных сообщений, с другой аппаратура так же совершенствовалась.

Бурное развитие электроники отразилось и на и на технике передачи сообщений. Появились первые ЭВМ, затем и первые сети. Появилось мировая глобальная сеть интернет. Но потребность на новые локальные и глобальные сети продолжает расти. Поэтому крайне важно знать основы проектирование дискретных систем передачи данных.

Цель данного проекта: получения навыков проектирования таких систем.

2. Статистический анализ искажений

Сигналы, передаваемые в канал связи, подвержены влиянию различного рода помех, в результате чего значение искажений изменяются случайным образом. Это дает основание все вопросы, связанные с характером изменения искажений рассматривать с вероятностной точки зрения.

Приемные оконечные устройства обладают определенной защищенностью от искажений, то есть исправляющей способностью. При превышении величины искажений исправляющей способности возникнет ошибка. Для оценки использования оконечных устройств и канала связи в системе передачи дискретной информации проводят анализ краевых искажений статистическим методом. Для этого проводят измерения искажений, составляют таблицу наблюдений, строят гистограмму, отображающую ряд распределений искажений. Результаты измерений в виде интервалов смещений и повторяемости представлены заданием и приводятся в табл. 1.

Графической интерпретацией приведенной таблицы может служить гистограмма наблюдений, то есть график, построенный из прямоугольников, по оси абсцисс которых отложены интервалы смещений, а отметки на оси ординат пропорциональны повторяемости смещений. По к ширине интервала i - значения нормированной частоты, рассчитываемой по формуле:

, (1.1)

где ni - повторяемость смещений;

i - интервал смещений.

Гистограмма дает наглядное представление о характере распределения смещений. Однако для расчетов желательно аппроксимировать ее непрерывной функцией, которая как можно точнее соответствовала бы результатам измерений. Форма гистограммы, представленной на рисунке 1, и физическая сущность краевых искажений позволяет предположить, что последняя может быть достаточно точно аппроксимирована функцией нормального закона распределения. Плотность вероятностей нормального закона распределения определяется соотношением:

, (1.2)

где - случайная величина, в данном случае относительное значение краевого искажения;

- математическое ожидание случайной величины;

- среднее квадратическое отклонение от значения ;

Нормальный закон полностью определяется параметрами и .

(1.3) (1.4)

Данные для расчета параметров нормального закона распределения и построения кривой f() приведены в табл. 1. По данным этой таблицы в соответствии (1.3) и (1.4) находим: , .

Таблица 1

Dmax

Dmin

Ni

д

di*ni

(д-a)^2*ni

норм част

f

-50

-11

3

-30,5

-91,5

2731,767655

0,000062

9,30274E-13

-11

-9

11

-10

-110

1029,868536

0,004450

0,006954362

-9

-7

33

-8

-264

1944,377452

0,013350

0,018267552

-7

-5

87

-6

-522

2802,848146

0,035194

0,038407608

-5

-3

160

-4

-640

2162,041898

0,064725

0,064635042

-3

-1

235

-2

-470

660,0864169

0,095065

0,08706281

-1

1

262

0

0

27,50865715

0,105987

0,093866621

1

3

212

2

424

1145,035612

0,085761

0,081003457

3

5

129

4

516

2411,942397

0,052184

0,055951249

5

7

68

6

408

2719,547418

0,027508

0,030933559

7

9

26

8

208

1801,525983

0,010518

0,013688752

9

11

8

10

80

852,6846192

0,003236

0,004848548

11

50

2

30,5

61

1900,241543

0,000041

3,09629E-13

 Сумма

 

1236

 

-400,5

22189,47633

 

 

 

Пр%=

6

б=

-0,32403

у=

4,238771911

 

Кривая нормального закона на рис 1. Графической интерпретацией приведенной таблицы 1.1 может служить гистограмма наблюдений, то есть график, построенный из прямоугольников, по оси абсцисс которых отложены интервалы смещений, а отсечки по оси ординат пропорциональны повторяемости смещений. По оси ординат отложено отношение частоты повторения смещений ni к ширине интервала смещений i .

Форма гистограммы, представленная на рисунке 1, дает основание предположить, что закон распределения смещений границ принимаемых импульсов близок к нормальному закону.

Рис. 1. Гистограмма и кривая нормального закона распределения.

Плотность вероятностей нормального закона распределения определяется по формуле (1.3):

, (1.5)

где - значение краевого искажения,

a - математическое ожидание случайной величины,

- среднее квадратичное отклонение от значения a.

При сравнении теоретической кривой () и экспериментально построенной гистограммой видно, что теоретическая кривая нормального закона распределения лишь примерно соответствует данным наблюдений. Для того чтобы проверить справедливость гипотезы о нормальном законе распределения величины краевых искажений, используем критерий Пирсона. Суть проверки заключается в нахождении величины набл2 и сравнении ее с табличным значением критических точек распределения кр2 для заданного уровня защищенности и числа степеней свободы. Величина набл2 определяется:

, (1.6)

где ni - экспериментальная повторяемость смещений границ посылки;

- теоретическая повторяемость смещений границ посылки.

, (1.7)

где pi - вероятность попадания смещения границы импульса в интервал i

N - общее число испытаний N =

Вероятность pi определяется параметрами закона распределения и случайной величины i, а также из гипотетического распределения с плотностью f(,,).

pi = Ф(Zi+1) - Ф(Zi), (1.8)

где Ф(Z) - табулированная функция Лапласа:

, (1.9)

Zi= (дi - б)/, (1.10)

Значение, необходимое для сравнения с расчетным, выбирается по таблице критических точек распределения в соответствии с уровнем значимости а и степенью свободы. Степень свободы - S определяется по формуле:

S = k - r - 1, (1.11)

где k - количество интервалов; r - количество параметров закона распределения (для нормального закона распределения r = 2).

Следовательно:

Следовательно:

S = 13 - 2 - 1=10, (1.12)

Величина кр2 для разных уровней значимости находится по таблице.

При а = 0,01: кр2 = 23,2;

Расчетное значение набл2 = 22,70493. То есть набл2 < кр2(а = 0,01), следовательно, принимаем гипотезу о нормальном распределении величины искажений, то есть данные наблюдений согласуются с гипотезой о нормальном распределении. Результаты вычислений сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Z1

Z2

Ф1

Ф2

Pi

ni'

ч^2

-11,71942532

-2,518647169

-0,5

-0,494100668

0,005899332

7,291574352

2,525876

-2,518647169

-2,046812392

-0,494100668

-0,479661778

0,01443889

17,84646804

2,626521

-2,046812392

-1,574977615

-0,479661778

-0,442300194

0,037361584

46,17891782

3,761108

-1,574977615

-1,103142838

-0,442300194

-0,36901943

0,073280764

90,5750243

0,141107

-1,103142838

-0,63130806

-0,36901943

-0,236030441

0,132988989

164,3743904

0,116413

-0,63130806

-0,159473283

-0,236030441

-0,063351097

0,172679344

213,4316692

2,179587

-0,159473283

0,312361494

-0,063351097

0,129007095

0,192358192

237,7547253

2,472436

0,312361494

0,784196271

0,129007095

0,283597524

0,154590429

191,0737702

2,291822

0,784196271

1,256031048

0,283597524

0,395447643

0,111850119

138,2467471

0,618476

1,256031048

1,727865825

0,395447643

0,459993859

0,064546216

79,77912298

1,739148

1,727865825

2,199700602

0,459993859

0,486085928

0,026092069

32,24979728

1,211169

2,199700602

2,671535379

0,486085928

0,496994744

0,010908816

13,48329658

2,22991

2,671535379

11,87231353

0,496994744

0,5

0,003005256

3,714496416

0,791358

 Сумма

 

 

 

1

22,70493

При распределении искажений по нормальному закону вероятность ошибки численно равна вероятности появления искажения, превышающего допустимое значение .

Необходимо определить вероятность превышения случайной величиной некоторого значения (в данном курсовом проекте по заданию - вероятность превышения 0,2; 0,35; 0,36; 0,37; 0,38; 0,39; 0,4 и 0,45. Это необходимо осуществить с учётом преобладаний, которые связаны с индексом модуляции и девиации. То есть нужно оценивать такие искажения с учётом возможности сдвигов.

Согласно заданию

Вероятность превышения определится как:

(2.1)

где - функция Лапласа (вероятностей) аргумента Z,

(2.2)

- величина преобладания отклонения вправо или влево (так же является случайной величиной):

, (2.3)

Значение функции Лапласа можно найти по соответствующим таблицам или при помощи математических приложений для ПК (в данном случае использовался пакет MathCAD). Ход расчетов и их результаты сведены в таблицу 3.

Таблица 3

ддоп

Z1

Z2

Ф1

Ф2

Pош

20

-3,028703999

1,689643773

-0,498771974

0,454451937

0,046776089

35

-4,798084413

3,459024187

-0,499999199

0,499728932

0,000271869

36

-4,916043107

3,576982881

-0,499999558

0,499826209

0,000174233

37

-5,034001801

3,694941575

-0,49999976

0,499890031

0,000110209

38

-5,151960496

3,81290027

-0,499999871

0,499931327

6,8802E-05

39

-5,26991919

3,930858964

-0,499999932

0,499957679

4,2389E-05

40

-5,387877884

4,048817658

-0,499999964

0,499974261

2,5775E-05

45

-5,977671356

4,63861113

-0,499999999

0,499998246

1,755E-06

Очевидно, что для соблюдения требований МСЭ-Т, которые регламентирую величину ошибки не хуже, чем , следует выбрать допустимое отклонение равным 39%. Таким образом, .

3. Определение исправляющей способности приемного устройства для нормативной вероятности ошибки

Одним из основных параметров приемника дискретной информации характеризующим помехоустойчивость является исправляющая способность. Этим параметром оценивают способность приемника правильно фиксировать элементы сообщения при наличии на входе искажений в определенных пределах импульсов.

На основе результатов предыдущего пункта полагаем, что исправляющая способность регистрирующего устройства будет определяться величиной 39%.

Рассчитаем при этом интервал регистрации:

(3.1)

где - относительная величина краевых искажений,

- длительность элементарного импульса, с;

где В - скорость дискретной модуляции, Бод ( согласно варианту 17·200=3400);

- интервал (время) регистрации, при котором еще не возникает ошибки, с;

Итак, интервал регистрации для приемного устройства должен соответствовать примерно секунды.

4. Определение вероятности ошибки для заданного сообщения

Необходимо определить вероятности появления ошибок кратностей 1,2 и 3 в следующем сообщении:

[Столярчук_Андрей_Сергеевич_1990]

Вероятности рассчитаем, используя формулу Бернулли:

, (4.1)

, (4.2)

где- нормативная вероятность появления ошибки в одном элементе данных, ;

- кратность ошибки;

- число элементов в посылке (сообщении).

Используется код КОИ-7, соответственно имеем, что =8.

Таблица 4

Столярчук

9

Андрей

6

Сергеевич

9

6800

 

N

72

N

48

N

72

N

54400

p1

0,003042836

p1

0,002030622

p1

0,003042836

 p1

0,008406922

p2

4,57908E-06

p2

2,02287E-06

p2

4,57908E-06

p2

0,000354416

p3

4,52926E-09

p3

1,31485E-09

p3

4,52926E-09

p3

0,000009956

Как видно, вероятность появления однократной ошибки в сообщении превышает нормативное значение , поэтому необходимо прибегнуть к мерам повышения достоверности передачи.

5. Выбор способа повышения верности передачи заданного сообщения

В системах с ИОС, называемых также системами со сравнением, или с обратной проверкой и повторением, приемник запоминает принятую информацию и посылкой по обратному каналу служебного сигнала обратной связи информирует передатчик о принятой информации. Передатчик анализирует сигнал обратной связи и принимает решение о верности передачи. Если передатчик принял решение, что информация, принятая приемником, не имеет ошибок, то он посылает приемнику служебный сигнал, подтверждающий это, и только после этого приемник выводит принятую информацию на устройство отображения информации, а передатчик продолжает дальнейшую передачу информации.

Если передатчик принял решение, что в принятой информации есть ошибка, то он посылает приемнику сигнал ошибки и затем повторяет передачу неверно принятой приемником информации. В приемнике информация, принятая перед сигналом ошибки, стирается. Таким образом, на печатающее (запоминающее) или другое устройство отображения выводится только информация, принятая без ошибок или с необнаруженными ошибками.

Сигналы обратной связи могут формироваться на каждую или несколько принятых кодовых комбинаций. Если каждой кодовой комбинации соответствует свой сигнал обратной связи, то ИОС называют полной, а если один сигнал обратной связи передается на несколько комбинаций - то укороченной.

В четных вариантах задания проектируется система с информационной обратной связью с передачей по обратному каналу результатов помехозащищенного кодирования.

Рис. 2. Структурная схема ИОС с НП

По команде готовности УУпрд и источник информации ИИ передают на УПС комбинацию из n разрядов, причем УУпрд формирует преамбулу и балластные биты в конце блока. В накопителе передачи НПрд запоминаются информационные биты, откуда они поступают на кодер, а проверочные символы (после кодирования) на устройство сравнения УС.

На приеме принятая комбинация поступает в устройство приема сигнала, откуда служебные символы идут в УУпрм, а информационные на кодер. УПСпрм отправляет проверочные символы по обратному каналу в УС (устройство сравнения). На второй вход УС из кодера передатчика поступает соответствующая комбинация, как результат кодирования комбинации, хранящейся в НПрд. Таким образом, УС сравнивает поразрядно две k-комбинации, соответствующие одной и той же информационной последовательности. Если в результате сравнения окажется, что ошибка не обнаружена, то РУпрд выдает соответствующий сигнал УУпрд, которое в свою очередь дает сигнал подтверждения правильности принятой комбинации. После этого УУпрд разрешает ИИ выдать очередную комбинацию для передачи в прямой канал и стереть предыдущую в НПрд.

Получив подтверждение УУпрм дает сигнал о выдаче информационной комбинации, хранящейся в НПрм получателю информации ПИ приступает к приему следующей комбинации, поступающей вслед за сигналом подтверждения.

Если при сравнении в УС обнаруживается ошибка, то РУпрд дает соответствующий сигнал УУпрд, Получив сигнал стирания, приемник с помощью УУпрм блокирует поступление информации к ПИ и стирает, хранящуюся в НПрм информацию, записывая туда же комбинацию, поступившую вторично вслед за сигналом стирания. Далее работа приемника и передатчика повторяется.

6. Определение количества блоков в передаваемом сообщении, выбор параметров помехоустойчивого кода

В качестве помехоустойчивого кода будем использовать циклический код. Количество разрядов, которыми отличаются две кодовые комбинации, называют кодовым расстоянием d. Наименьшее кодовое расстояние называется минимальным кодовым или Хэмминговым расстоянием dmin. От минимального кодового расстояния зависит число обнаруживаемых и исправляемых ошибок.

При (простые коды) - все кодовые комбинации являются разрешенными и ошибки не обнаруживаются;

При - обнаруживаются одиночные ошибки;

При - исправляются одиночные и обнаруживаются двойные ошибки.

Зависимость между числом проверочных символов в кодовой комбинации длиной для минимального кодового расстояния dmin= 3 определяется как:

(5.1)

Используя таблицу, основанную на расчетах по приведенной выше формуле, определим количество блоков в передаваемом сообщении. Воспользуемся следующей формулой:

, (5.2)

где- число информационных символов в блоке (см. таблицу )

Таблица 5

n

k

m

S

P(3)

7

3

4

850

2,66535E-12

15

4

11

309,0909091

3,46378E-11

31

5

26

130,7692308

3,41959E-10

63

6

57

59,64912281

3,01693E-09

127

7

120

28,33333333

2,52586E-08

255

8

247

13,76518219

2,05809E-07

511

9

502

6,772908367

1,64803E-06

1023

10

1013

3,356367226

1,29772E-05

2047

11

2036

1,669941061

9,97001E-05

4095

12

4083

0,832721038

0,000732351

8191

13

8178

0,415749572

0,004928575

Опираясь на соотношение (5.2) и на результаты в таблице 4 можно сделать вывод, что целесообразно разбить весь текст на 7 блоков по 511 разрядов, при этом будут иметь место “балластные” разряды, но общая длина сообщения будет меньше, чем для других вариантов.

За порождающий полином для синтеза кодера и декодера выбираем полином вида: x9+x3+1.

Рис. 3. Структурная схема ЛПС-С для декодера CRC с полиномом

7. Составление структуры пакета передаваемых данных для заданного протокола

Основные характеристики первоначального стандарта IEEE 802.3:

· топология - шина;

· среда передачи - коаксиальный кабель;

· скорость передачи - 10 Мбит/с;

· максимальная длина сети - 5 км;

· максимальное количество абонентов - до 1024;

· длина сегмента сети - до 500 м;

· количество абонентов на одном сегменте - до 100;

· метод доступа - CSMA/CD;

· передача узкополосная, то есть без модуляции (моноканал).

Строго говоря, между стандартами IEEE 802.3 и Ethernet существуют незначительные отличия, но о них обычно предпочитают не вспоминать.

Сеть Ethernet сейчас наиболее популярна в мире (более 90% рынка), предположительно таковой она и останется в ближайшие годы. Этому в немалой степени способствовало то, что с самого начала характеристики, параметры, протоколы сети были открыты, в результате чего огромное число производителей во всем мире стали выпускать аппаратуру Ethernet, полностью совместимую между собой.

В классической сети Ethernet применялся 50-омный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). Однако в последнее время (с начала 90-х годов) наибольшее распространение получила версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары. Определен также стандарт для применения в сети оптоволоконного кабеля. Для учета этих изменений в изначальный стандарт IEEE 802.3 были сделаны соответствующие добавления. Помимо стандартной топологии шины все шире применяются топологии типа пассивная звезда и пассивное дерево. При этом предполагается использование репитеров и репитерных концентраторов, соединяющих между собой различные части (сегменты) сети. В результате может сформироваться древовидная структура на сегментах разных типов.

Рис. 4. Классическая топология сети Ethernet

В качестве сегмента (части сети) может выступать классическая шина или единичный абонент. Для шинных сегментов используется коаксиальный кабель, а для лучей пассивной звезды (для присоединения к концентратору одиночных компьютеров) - витая пара и оптоволоконный кабель. Главное требование к полученной в результате топологии - чтобы в ней не было замкнутых путей (петель). Фактически получается, что все абоненты соединены в физическую шину, так как сигнал от каждого из них распространяется сразу во все стороны и не возвращается назад (как в кольце).

Максимальная длина кабеля сети в целом (максимальный путь сигнала) теоретически может достигать 6,5 километров, но практически не превышает 3,5 километров.

Для передачи информации в сети Ethernet применяется стандартный манчестерский код.

Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу CSMA/CD, обеспечивающему равноправие абонентов. В сети используются пакеты переменной длины со структурой, представленной на рисунке (цифры показывают количество байт)

Рис. 5. Структура пакета сети Ethernet

Длина кадра Ethernet (то есть пакета без преамбулы) должна быть не менее 512 битовых интервалов или 51,2 мкс (именно такова предельная величина двойного времени прохождения в сети). Предусмотрена индивидуальная, групповая и широковещательная адресация.

В пакет Ethernet входят следующие поля:

· Преамбула состоит из 8 байт, первые семь представляют собой код 10101010, а последний байт - код 10101011. В стандарте IEEE 802.3 восьмой байт называется признаком начала кадра (SFD - Start of Frame Delimiter) и образует отдельное поле пакета.

· Адреса получателя (приемника) и отправителя (передатчика) включают по 6 байт и строятся по стандарту, описанному в разделе 'Адресация пакетов'. Эти адресные поля обрабатываются аппаратурой абонентов.

· Поле управления (L/T - Length/Type) содержит информацию о длине поля данных. Оно может также определять тип используемого протокола. Принято считать, что если значение этого поля не больше 1500, то оно указывает на длину поля данных. Если же его значение больше 1500, то оно определяет тип кадра. Поле управления обрабатывается программно.

· Поле данных должно включать в себя от 46 до 1500 байт данных. Если пакет должен содержать менее 46 байт данных, то поле данных дополняется байтами заполнения. Согласно стандарту IEEE 802.3, в структуре пакета выделяется специальное поле заполнения (pad data - незначащие данные), которое может иметь нулевую длину, когда данных достаточно (больше 46 байт).

· Поле контрольной суммы (FCS - Frame Check Sequence) содержит 32-разрядную циклическую контрольную сумму пакета (CRC) и служит для проверки правильности передачи пакета.

Таким образом, минимальная длина кадра (пакета без преамбулы) составляет 64 байта (512 бит). Именно эта величина определяет максимально допустимую двойную задержку распространения сигнала по сети в 512 битовых интервалов (51,2 мкс для Ethernet или 5,12 мкс для Fast Ethernet). Стандарт предполагает, что преамбула может уменьшаться при прохождении пакета через различные сетевые устройства, поэтому она не учитывается. Максимальная длина кадра равна 1518 байтам (12144 бита, то есть 1214,4 мкс для Ethernet, 121,44 мкс для Fast Ethernet). Это важно для выбора размера буферной памяти сетевого оборудования и для оценки общей загруженности сети.

Выбор формата преамбулы не случаен. Дело в том, что последовательность чередующихся единиц и нулей (101010...10) в манчестерском коде характеризуется тем, что имеет переходы только в середине битовых интервалов (см. раздел 2.6.3), то есть только информационные переходы. Безусловно, приемнику просто настроиться (синхронизоваться) при такой последовательности, даже если она по какой-то причине укорачивается на несколько бит. Последние два единичные бита преамбулы (11) существенно отличаются от последовательности 101010...10 (появляются переходы еще и на границе битовых интервалов). Поэтому уже настроившийся приемник легко может выделить их и детектировать тем самым начало полезной информации (начало кадра).

Развитие технологии Ethernet идет по пути все большего отхода от первоначального стандарта. Применение новых сред передачи и коммутаторов позволяет существенно увеличить размер сети. Отказ от манчестерского кода (в сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) обеспечивает увеличение скорости передачи данных и снижение требований к кабелю. Отказ от метода управления CSMA/CD (при полнодуплексном режиме обмена) дает возможность резко повысить эффективность работы и снять ограничения с длины сети. Тем не менее, все новые разновидности сети также называются сетью Ethernet.

8. Составление алгоритмов функционирования передающего и приемного устройства

Для системы с ИОС:

По алгоритмам функционирования различают: системы с ИОС и ожиданием (подтверждением); системы с ИОС и непрерывной передачей; системы с ИОС и адресным повторением. Решение о выдачи информации потребителю или о ее стирании и необходимости повторной передачи в системах с ИОС принимается передатчиком системы.

Передача с подтверждением иллюстрируется структурной схемой на рис.6. Знаки через ключевую схему в виде последовательного простого кода поступают в канал А-Б и буферное ЗУ1. На станции Б принятая кодовая комбинация поступает в накопитель и на вход анализатора, который определяет вид принятой комбинации: информационная или циклового фазирования. Информационная комбинация с выхода анализатора через выходное устройство подается в обратный канал. Комбинация фазирования поступает в цепь фазирования (на схеме обозначено Ф).

Рис. 6. Функциональная схема системы с ИОС с подтверждением а - ст. А: 1 - источник сообщений; 2 - ключ; 3 - формирователь кодовых комбинаций; 4 - выходное устройство; 5 - формирователь команд; 6 - ЗУ1; 7 - формирователь сигнала «Запрос»; 8 - формирователь сигнала «Стирание»; 9 - схема сравнения; 10 - входное устройство; б - ст.Б: 1 - ключ; 2 - ЗУ2 (накопитель); 3 - анализатор; 4 - входное устройство; 5 - получатель информации; 6 - формирователь сигнала «Стирание»; 7 - формирователь сигнала «Норма»; 8 - выходное устройство.

После приема на станции А информационная комбинация сравнивается с переданной, хранящейся в ЗУ1. Результат сравнения представляется в виде формирования одного из двух сигналов: «Запрос» либо «Стирание». Если переданный или принятый по каналу обратной связи знаки совпадают, формируется сигнал «Запрос», открывающий ключевую схему, через которую на передачу из источника сообщений подается очередное сообщение. Если совпадения нет, формируется сигнал «Стирание». Этим сигналом запирается ключ (прекращается передача очередного сообщения) и подается команда в канал А-Б. Поступление этой команды на станцию Б приводит к формированию сигнала «Стирание», которым стирается соответствующая кодовая комбинация, ранее принятая на станции Б и находящаяся в ЗУ. Вслед за командой о выявлении ошибки со станции А на станцию Б повторно поступает и записывается вместо стертого то сообщение, которое привело к формированию команды на стирание.

Если ошибка на станции А схемой сравнения не обнаружена, то на станцию Б передается очередная кодовая комбинация без предшествующей ей команды на стирание. В этом случае на выходе анализатора формируется сигнал «Норма», открывающий ключ, через который из ЗУ2 ранее принятое сообщение выдается потребителю. Таким образом, если ошибок нет, то на передачу каждого сообщения затрачивается время , где - длительность передаваемого сообщения; - время распространения сигнала. Наличие ошибки приводит к увеличению времени Т, поскольку , где - длительность команды на стирание.

9. Составление функциональных схемы передающего и приемного оконечных устройств

На основании разработанного алгоритма составляется структурная схема УЗО, которая представляет собой совокупность основных блоков, реализующих заданные функции, и связей между ними.

Рис. 7. Структурная схема передающей части УЗО

БППИ - блок проверки и преобразования информации;

БН - буферный накопитель;

ДНБ - датчик номера блока;

ДСК - датчик служебных комбинаций;

ФСО1 и ФСО2 - формирователь сигналов обмена с ООД и УПС соответственно;

БНУ - блок начальной установки;

УУ - устройство управления;

ФТИ - формирователь тактовых импульсов;

БАСИ - блок аварийной сигнализации;

СПЗ - счетчик числа повторных запросов;

АОКС - анализатор обратного канала связи.

Рис 8. Структурная схема приемной части УЗО

РгСК - регистр служебных комбинаций;

ДК - декодер; ВхРг - входной регистр;

ФСОС - формирователь сигналов обратной связи;

ДшСК - дешифратор служебных комбинаций;

БН - буферный накопитель;

БПВИ - блок преобразования и выдачи информации;

ФТИ - формирователь тактовых импульсов;

УУ - устройство управления;

БНУ - блок начальнй установки;

ФСО1 и ФСО2 - формирователь сигналов обмена с ООД и УПС соответственно;

БЦФ - блок циклового фазирования;

БАСИ - блок аварийной сигнализации и индикации.

Рис. 9. Диаграмма работы устройств

10. Определение характеристик разработанной системы передачи с повышенной верностью

Под характеристиками системы передачи понимается достоверность передачи, время доставки сообщения и реальная скорость передачи полезной информации. Для упрощения расчетов считаем, время без переспросов (т.е. информация передается достоверно).

Под характеристиками системы передачи понимается достоверность передачи, время доставки сообщения и реальная скорость передачи полезной информации.

В общем случае для ИОС время доставки сообщения определится по формуле:

(10.1)

Относительно малыми параметрами и можно пренебречь. определится по формуле:

(10.2)

где количество блоков в сообщении,

разрядность одного блока, всего фрэйма

длительность единичного импульса, с, .

Таблица 6

tпр

tоб

Тиос

1,461764706

0,072058824

1,533823529

В общем случае, при неверном приеме скорость передачи будет уменьшаться пропорционально числу попыток передачи.

Достоверность передачи (вероятность необнаружения ошибки на один передаваемый блок):

(10.4)

где - вероятность транспозиции к-ой комбинации

Тогда вероятность ошибки во всем сообщении из S блоков

составит Рош = 1 - ( 1 - Рбл ) =1,64803E-06.

Таблица 7

С

Pно

Pош

2409,66443

1,61399E-08

1,64803E-06

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Не смотря на то, что современные системы передачи данных гораздо сложнее, поставленная цель была достигнута. Были получены навыки статистического анализа систем передачи, знания о структуре пакетов.

Принципиальная схема всего устройства не рассматривалась из-за ее громоздкости. Схемы управления узлами так же не были раскрыты, поскольку могут быть реализованы по-разному - либо программно-аппаратным способом (например, при помощи контроллера или микропроцессора), либо посредством аппаратной логики, что требует наличия большого числа счетчиков и сложных комбинационных схем.

передача дискретная информация

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. В.А. Кудряшов, Н.Ф. Семенюта «Передача дискретной информации на ж.д. транспорте», М: Транспорт, 1986г.

2. В.П. Писаренко, «Методическое пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине ПДИ», 2004г.

3. Ю. Блэк, «Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы», М: Мир, 1990 г.

4. В.А. Егнатов, «Теория передачи информации», М: Сов. радио, 1979г.

5. В.И. Шляпоберский, «Основы техники передачи дискретных сообщений», М: Связь, 1973г.

ref.by 2006—2019
contextus@mail.ru