Синхронизация - это процедура установления и поддержания определенных временных соотношений между двумя и более процессами.
Различают поэлементную, групповую и цикловую синхронизацию.
При поэлементной синхронизации устанавливаются и поддерживаются требуемые фазовые соотношения между значащими моментами переданных и принятых единичных элементов цифровых сигналов данных. Поэлементная синхронизация позволяет на приеме правильно отделить один единичный элемент от другого и обеспечить наилучшие условия для его регистрации.
Групповая синхронизация - обеспечивает правильное разделение принятой последовательности на кодовые комбинации.
Цикловая синхронизация - обеспечивает правильное разделение циклов временного объединения.
Устройства синхронизации с добавлением и вычитанием импульсов
Устройство относится к классу без непосредственного воздействия на частоту генератора и является 3-х позиционным.
При работающей системе синхронизации возможны три случая:
Импульсы генератора без изменения проходят на вход делителя частоты.
К последовательности импульсов добавляется 1 импульс.
Из последовательности импульсов вычитается 1 импульс.
Задающий генератор вырабатывает относительно высокочастотную последовательность импульсов. Данная последовательность проходит через делитель с заданным коэффициентом деления. Тактовые импульсы с выхода делителя обеспечивают работу блоков системы передачи и также поступают в фазовый дискриминатор для ставнения.
Фазовый дискриминатор определяет знак расхождения по фазе ЗМ и ТИ задающего генератора.
Если частота ЗГ приема больше, то ФД формирует сигнал вычитания импульса для УДВИ, по которому запрещается прохождение одного импульса.
Если частота ЗГ приема меньше, то импульс добавляется.
В результате тактовая последовательность на выходе D k сдвигается на.
Следующий рисунок иллюстрирует изменение положения тактового импульса в результате добавления и исключения импульсов.
ТИ2 - в результате добавления, ТИ3 - в результате вычитания.
Роль реверсивного счетчика:
В реальной ситуации принимаемые элементы имеют краевые искажения, которые изменяются случайным образом положение значащих моментов в разные стороны от идеального ЗМ. Это может вызвать ложную подстройку синхронизации.
При действии КИ смещения ЗМ как в сторону опережения, так и в сторону отставания равновероятны.
При смещении ЗМ по вине устройства синхронизации фаза стабильно смещается в одну сторону.
Поэтому для уменьшения влияния КИ на погрешность синхронизации ставят реверсивный счетчик емкости S. Если подряд придет S сигналов на добавление импульса, говорящих об отставании генератора приема, то импульс добавится и следующий ТИ появится раньше на.
Если сначала придет S-1 сигнал об опережении, потом S-1 об отставании, то добавления и вычитания не будет.
102 страницы (Word-файл)
Посмотреть все страницы
Фрагмент текста работы
2.1. Структура курса. Основные термины и определения. Структура единой сети электросвязи (ЕСЭ) РФ. Методы коммутации в сетях передачи данных. Виды сигналов. Параметры цифровых сигналов данных.
2.2. Структурная схема системы передачи дискретных сообщений. Непрерывный канал и КПТ. Краевые искажения и дробления. Методы регистрации. Дискретный канал. Каналы с памятью. Расширенный дискретный канал и его параметры. Характеристики СПДС.
2.3. Принципы эффективного кодирования. Метод Хаффмана. Словарные методы ZLW.
2.4. Помехоустойчивое кодирование. Линейные коды. Производящая и проверочная матрицы линейного кода Хемминга. Кодер. Декодер. Циклические коды. Построение кодера и его работа. Декодер с обнаружением ошибок.
Алгоритм определения ошибочного разряда. Декодеры с исправлением ошибок. Кодек Рида-Соломона. Итеративные и каскадные коды. Сверточные коды. Построение кодера и его работа. Диаграмма состояний и решетчатая диаграмма. Декодирование по алгоритму Витерби.
2.5. Адаптивные системы. Системы с ИОС. Системы с РОС-ОЖ. Расчет достоверности и скорости передачи информации.
2.6. Методы сопряжения источника дискретных сообщений с дискретным каналом. DTE/DCE, RS-232 и др.
2.7. Синхронизация. Виды поэлементной синхронизации. Техническая реализация. Расчет параметров синхронизации. Групповая, цикловая синхронизация.
2.8. УПС. Классификация. Перекодирование. АМ, ЧМ, ФМ. Модуляторы и демодуляторы. Относительная фазовая модуляция. Многопозиционная фазовая и амплитудно-фазовая модуляции. DMT, Треллис модуляция. Обзор xDSL технологии. OFDM. Радиомодемы, спутниковые модемы.
2.9. Компьютерные сети ПД. Принципы построения. Классификация. Назначение ЛВС. Типы ЛВС. Топологии сетей. Основные среды передачи в ЛВС. Технологии сетей передачи данных в операторских сетях. Корпоративные сети ПД, VPN. Модель взаимодействия открытых систем. Сетевые модели OSI и IEEE. Взаимодействия между уровнями. Примеры протоколов разных уровней. Стеки протоколов. Методы доступа к среде передачи. Сетевые архитектуры: Ethernet, Token Ring. Устройства расширения ЛВС. Репитер, мост, коммутатор, маршрутизатор, IP адресация.
Методы маршрутизации. Взаимодействие прикладных процессов через протокол TCP. Шлюзы.
ОСНОВЫ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕНЫХ СООБЩЕНИЙ
Лекция №1.
Структура курса. Основные термины и определения.
Лекций 34 часа;
Практические занятия 17 часов;
Лабораторные работы 17 часов.
Темы лекций:
1. Структура курса. Основные термины и определения;
2. Структурная схема системы ПДС;
3. Принцип эффективного кодирования;
4. Помехоустойчивое кодирование;
5. Методы сопряжения источника дискретных сообщений и дискретным каналом;
6. Синхронизация;
7. Устройства преобразования сигналов (УПС);
8. Адаптивные системы;
9. Методы коммутации в сети ПДС;
10. Компьютерные сети передачи данных.
Документальная электросвязь – это такой вид электросвязи, где сообщение можно отобразить на какой-либо носитель (бумага, экран монитора).
Службы:
Телеграфные ТГСОП;
Телефонные;
Телексные АТ/Телекс;
Факсимильные СФС:
Факс-сервер; сети
Дэйтафакс;
Передача газетных полос ПГП;
Видеотекст (электронная почта).
Телематические.
Способы распределения информации в сетях ПДС:
1. Коммутация каналов;
2. Коммутация с накоплением:
Коммутация сообщений;
Коммутация пакетов.
Коммутация каналов (КК) – установка соединения, передача сообщения в обе стороны, разрушение.
Коммутация каналов:
Коммутация с накоплением. ТФСОП :
УУ – Управляющее устройство;
НУ – Накопительное устройство;
ВЗУ – Внешнее запоминающее устройство.
Сообщение передается по участкам сети, запоминается в УК. Состоит из заголовка и данных. Отсутствует фаза установления и разъединения.
Заголовок читается Находится адрес УК Получатель
Коммутация сообщений (КС) ТГСОП.
Заголовок состоит из семи уровней. На каждом уровне сообщение обрабатывается и хранится во внешней памяти.
Основной минус КС в том, что необходимо иметь большую память, так как передаются сообщения разных длин.
Примечание: ЦКС на ЭВМ (ЦКС – центр. ком. сообщ.).
В компьютерных сетях, телематических службах (почтовые сообщения).
Коммутация пакетов:
Сообщение разбивается на пакеты. Отсутствует НУ. Время задержки сообщений меньше. Высокая скорость обработки.
Применяется в:
Компьютерных сетях;
Ethernet: на 1 и2 уровне заголовок сохраняется, а затем нет;
ТФСОП; ССПО
Используют коммутацию пакетов протоколов.
NGN – Next Generation Network (пакетная сеть);
IP – телефония.
На транспортном уровне используются следующие протоколы:
ТСР (с установлением виртуального соединения (виртуальный канал));
UDP – (без установления соединения (датаграммный режим)).
ВВК – Временной виртуальный коммутатор (устанавливается пользователем).
ПВК – Постоянный временной канал (устанавливается администратором).
В датаграммном режиме каждый пакет передается независимо друг от друга. Используется для передачи коротких сообщений.
Протокол ТСР более надежный.
Перемешивание пакетов – пакеты проходят по разным путям, появляются в разное время.
Лекция №2.
Структурная схема системы ПДС.
В основном система передачи данных использует коммутацию пакетов.
Все системы используют дискретные сообщения. Для передачи которых используются дискретные сигналы (двухуровневые).
е.э – единичный элемент.
Такой сигнал поступает в канал связи, в зависимости от канала необходимо делать преобразование. В канале связи на сигнал действуют помехи – внешние и внутренние. Поэтому используется помехоустойчивое кодирование.
Источник ДС (0:1) Канал связи (0:1) ДС Получатель
В телеграфной связи помехоустойчивое кодирование применяется редко.
Для телематических служб и СПД – обязательно.
Для передачи сообщений кроме помехоустойчивого кодирования часто используют методы сжатия информации.
Структурная схема системы ДЭС:
ИС – источник сообщения, поступ. дискр. сообщ., еще называется кодером источника или оборудованием обработки данных.
УЗО – устройство защиты от ошибок, добавляет проверочные «r» битов к битам информации «к», еще называется канальным кодером.
УПС – устройство преобразования сигнала – преобразует сигнал в форму, подходящую для передачи в канал связи.
УЗО и УПС объединяются в АПД – аппаратуру передачи данных.
ПС – приемник сообщений.
ДК – дискретный канал.
КПД – канал передачи данных.
В
качестве первичного кода используется МКТ-2 (n=5,
).
На
муждугородной связи – МКТ-5 (СКПД) 
=128.
Первичные коды не могут обнаруживать и исправлять ошибки.
В системах с ОС ввод в передаваемую информацию избыточности производится с учетом состояния дискретного канала. С ухудшением состояния канала вводимая избыточность увеличивается, и наоборот, по мере улучшения состояния канала она уменьшается.
В зависимости от назначения ОС различают системы:
с решающей обратной связью (РОС)
информационной обратной связью (ИОС)
с комбинированной обратной связью (КОС)
Рисунок 21 – Схема системы ПДС с РОС.
Рисунок 22 – Схема системы ПДС с ИОС.
В системе с РОС приемник, приняв кодовую комбинацию и проанализировав ее на наличие ошибок, принимает окончательное решение о выдаче комбинации потребителю информации или о ее стирании и посылке по обратному каналу сигнала о повторной передаче этой кодовой комбинации. Поэтому системы с РОС часто называют системами с переспросом, или системами с автоматическим запросом ошибок (АЗО).В случае принятия кодовой комбинации без ошибок приемник формирует и направляет в канал ОС сигнал подтверждения, получив который, передатчик ПКпер передает следующую кодовую комбинацию. Таким образом, в системах с РОС активная роль принадлежит приемнику, а по обратному каналу передаются вырабатываемые им сигналы решения.
В системах с ИОС по обратному каналу передаются сведения о поступающих на приемник кодовых комбинациях до их окончательной обработки и принятия заключительных решений. Частным случаем ИОС является полная ретрансляция поступающих на приемную строку КК или их элементов. Эти системы получили название ретрансляционных. Если количество информации, передаваемое по каналу ОС, равно количеству информации в сообщении, передаваемому по прямому каналу, то ИОС называется полной. Если содержащаяся в квитанции информация отражает лишь некоторые признаки сообщения, то ИОС называется укороченной. Таким образом, по каналу ОС передается или вся полезная информация, или информация о ее отличительных признаках, поэтому такая ОС называется информационной.
Полученная по каналу ОС информация анализируется передатчиком, и по результатам анализа передатчик принимает решение о передаче следующей КК или о повторении ранее переданных. После этого передатчик передает служебные сигналы о принятых решениях, а затем соответствующие КК. Приемник ПКпр или выдает накопленную кодовую комбинацию получателю, или стирает ее и запоминает вновь переданную. В системах с укороченной ИОС меньше загрузка обратного канала, но больше вероятность появления ошибок по сравнению с полной ИОС.
В системах с КОС решение о выдаче КК получателю информации или о повторной передаче может приниматься и в приемнике, и в передатчике системы ПДС, а канал ОС используется для передачи, как квитанций, так и решений.
Системы ОС:
с ограниченным числом повторений (КК повторяется не более L раз)
с неограниченным числом повторений(КК повторяется до тех пор, пока приемник или передатчик не примет решение о выдаче этой комбинации потребителю).
Системы с ОС могут отбрасывать либо использовать информацию, содержащуюся в забракованных КК, с целью принятия более правильного решения. Система первого типа называется системой без памяти, а второго- с памятью.
Системы с ОС являются адаптивными: темп передачи информации по каналам связи автоматически приводится в соответствие с конкретными условиями прохождения сигналов.
Исследования показали, что при заданной верности передачи оптимальная длина кода в системах с ИОС несколько меньше, чем в системах с РОС, что удешевляет реализацию устройств кодирования и декодирования. Однако общая сложность реализации систем с ИОС больше, чем систем с РОС. Поэтому системы с РОС нашли более широкое применение. Системы с ИОС применяются в тех случаях, когда обратный канал может быть без ущерба для других целей эффективно использован для передачи квитанций.
ИС – источник сообщений;
Н 1 – накопитель передатчика;
УУ 1 – устройство управления передатчика;
УАС – устройство анализа сигналов решения;
ПДК – прямой дискретный канал;
ОДК – обратный дискретный канал;
Н 2 – накопитель приемника;
УУ 2 – устройство управления приемника;
УФС – устройство формирования сигналов решения;
ПС – получатель сообщений.
ИС Н 1 Кодер ПДК Декодер Н 2 ПС
УУ 1 УАС ОДК УФС УУ 2
Передатчик дискретный приемник
Рис. 5.5 Структурная схема системы с РОС – ОЖ.
Работа схемы происходит следующим образом. По команде от устройства управления передатчика (УУ) источник сообщений (ИС) выдает кодовые комбинации, которые записываются в накопитель передатчика (Н 1), где формируется блок для передачи. Далее блок поступает в кодер, где осуществляется введение избыточности, т.е. кодирование кодом, позволяющим обнаруживать ошибки. Затем закодированный блок поступает в прямой дискретный канал. В приемнике декодер определяет произошла ли ошибка при передаче блока по прямому каналу. Кроме того, принятый блок записывается в накопитель приемника (Н 2). Если в блоке ошибка не обнаружена, то устройство управления приемника выдает команду в устройство формирования сигналов решения (УФС) на формирование команды «подтверждение». УФС формирует команду и отправляет ее по обратному дискретному каналу. Кроме того, УУ 2 выдает команду на Н 2 , и принятый блок передается получателю сообщений. Если в принятом блоке обнаружена ошибка, то УУ 2 выдает команду в Н 2 на стирание принятого блока, а также команду в УФС на формирование команды «переспрос». Передатчик, приняв по обратному дискретному каналу сигнал обратной связи, анализирует сигнал в блоке анализа сигналов решения. Если получен сигнал подтверждения, то УУ 1 посылает команду в источник сообщений для выдачи следующих кодовых комбинаций и цикл передачи повторяется. Если УАС дешифририует сигнал «переспрос», то УУ 1 выдает команду на Н 1 для повторения предыдущего блока. Так повторяется до правильного приема блока приемником.
Изобразим временную диаграмму работы системы с РОС – ОЖ.
nτ 0
t p
t аб
t с
t p
t p
в пдк 1 2 2 3 t
t p t p t ас t ас
ПРМ 1 2 2 3 t
из пдк t аб t аб t аб
ПРД П 3 П t
τ с РОС – ОЖ τ с τ с
Рис. 5.6 Временная диаграмма РОС – ОЖ
На временной диаграмме обозначено:
t р – время распространения сигнала по дискретному каналу связи
t аб – время анализа блока в приемнике (декодирование)
t с – длительность сигнала в обратном дискретном канале
t ас – время анализа сигнала-решения из ОДК
t ож – время ожидания, т.е. время простоя прямого дискретного канала
С – время цикла работы системы ПДС
Непосредственно из временной диаграммы можно записать следующее соотношение:
t ож = t р + t аб + t с + t р + t ас =2 t р + t с + t аб + t ас
Загрузка...