Ефективність стартстопного методу синхронізації та фазування в системах передавання на базі багатопозиційних часових кодів

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ ЗВ'ЯЗКУ ТА ІНФОРМАТИЗАЦІЇ УКРАЇНИ

УКРАЇНСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ЗВ'ЯЗКУ ім. О.С. ПОПОВА

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Ефективність стартстопного методу синхронізації та фазування в системах передавання на базі БЧК

Хенді Амджад Юсеф

Одеса 1999

Роботу виконано в Українській державній академії зв'язку ім. О.С. Попова.

Науковий керівник - заслужений працівник народної освіти України,

академік міжнародної академії інформатизації,

доктор технічних наук, професор

Захарченко М.В.

Офіційні опоненти - доктор технічних наук,

Савченко Ю.Г.

професор Національного

технічного університету України (КПІ)

Одинцов М.М.

кандидат технічних наук, доцент

Українськї державної академії зв'язку ім. О.С. Попова

Ведуче підприємство - Одеський державний політехнічний університет.

Захист відбудеться " 17 " червня 1999 р. о 14-00 год. на засіданні Спеціалізованої ради К 41.816.02 Української державної академії зв'язку ім. О.С. Попова за адресою: 270021, м. Одеса-21, вул. Кузнечна, 1.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці академії.

Автореферат розіслано " 15 " травня 1999 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої ради, к.т.н., Доцент Г.Т. Фоміна

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми і стан питання.

Сучасні системи передавання інформації характеризуються високими вимогами до правильності передавання інформації та ймовірнісно-часових характеристик доставлення інформації споживачеві. Забезпечення зазначених вимог нерозривно пов'язано з розв'язанням проблеми синхронізації передавальних та приймальних пристроїв формування й обробки сигналів. Це пояснюється тим, що порушення синхронізації супроводжується появою у послідовності елементів на вході декодувального пристрою специфічних помилок - помилок синхронізації, що вони призводять до різкого зниження правильності передавання інформації та ймовірності її доставки споживачеві. Особливо яскраво це виражено при передаванні інформації каналами зв'язку з високим рівнем завад, що є характерним для низових ланок автоматизованих систем керування (АСК). Серед існуючих типів каналів зв'язку для використання в низових ланках АСК перевага надається виділеним та комутованим телефонним і телеграфним каналам.

Окрім того, в умовах масового впровадження АСК однією з основних вимог є зменшення вартості всіх її складових частин. Сказане накладає додаткові обмеження на складність реалізації системи передавання взагалі й пристроїв синхронізації зокрема, що значно ускладнює розв'язання задачі щодо віднайдення ефективних методів підвищення вірогідності передавання інформації за наявності адитивних помилок з урахуванням помилок синхронізації.

Особливістю апаратури передавання даних (АПД), що вона працює в низових ланках АСК, є відносно невисокі швидкості передавання й вимоги до правильності передавання за відносно простої реалізації пристроїв. З найбільш простими прикінцевими пристроями введення-виведення інформації обмін провадиться асинхронним - стартстопним методом. Найбільш повне використання переваг стартстопних систем передавання при одночасному підвищенні їхньої завадостійкості дасть змогу розширити коло абонентів, які обслуговуються АПД даного типу.

У зв'язку з вищезазначеним, дослідження впливу синхронізації на правильність передавання інформації й визначення способів його зменшення при передаванні інформації в низових ланках АСК є актуальною задачею і має велике практичне значення, оскільки від способів розв'язання цієї задачі істотно залежать принципи побудови систем передавання й ефективність використання каналів зв'язку.

Задачею пристрою синхронізації є встановлення відповідності поміж фіксованими за місцеположенням в кодовій комбінації значущими моментами на передаванні та прийманні. Для встановлення синхронізації необхідно мати інформацію про фазу передаваних комбінацій. Цю інформацію можна здобувати як із спеціальних сигналів, що несуть інформацію лише про фазу, так і з надлишкової частини кодової комбінації, що вона вводиться для корекції помилок.

Питанням синхронізації систем передавання присвячено праці як вітчизняних, так і зарубіжних вчених. Процеси передавання інформації стартстопними системами давно привертають увагу дослідників. У працях Н.Б. Зелігера, П.О. Котова, Б.Р. Сержевського, М.В. Захарченка, К.О. Брусиловського, Г.О. Ємельянова, А.І. Кордобовського, Є.М. Бобрешова, Ю.С. Савицького, Г.Б. Піотровського та інших вчених відбито різні аспекти питань дослідження й розробки алгоритмів роботи стартстопних приймальних пристроїв.

У зв'язку з широким впровадженням мікропроцесорів та мікроЕОМ з'явилась можливість реалізації в стартстопних системах складних і оптимальних алгоритмів обробки дискретних сигналів. У працях Б.П. Терентьєва, А.Н. Зелігера, М.Н. Арипова, С.І. Сахарчука, В.В. Пилицького, Р.В. Гізатуліна, Ю.В. Мартинова, В.А. Пака, С.А. Чекулаєва, Г.Б. Шейкмана та інших вчених досліджувались способи побудови пристроїв реєстрації та синхронізації з використанням раціональних алгоритмів приймання. Однак у зазначених роботах відбито лише окремі й поодинокі питання побудови стартстопних систем передавання і не достатньою мірою розв'язувалась задача оптимізації приймальних пристроїв.

Питанням ефективності використання самосинхронізуючих властивостей надлишкових розрядно-цифрових кодів присвячено низку праць А.М. Александрова, М.В. Захарченка, В.С. Блейхмана, Ф.Д. Закраснянського, С.Л. Квято, Є.М. Мартинова, І.Ф. Хомича та ін. Слід відзначити, що пошук оптимальних алгоритмів належить до числа найбільш актуальних задач розв'язання загальної проблеми підвищення завадостійкості при передаванні інформації в каналах зв'язку із завадами.

Являє інтерес дослідження ефективності стартстопного методу синхронізації та фазування в системах передавання даних при використанні багатопозиційних часових кодів (БЧК), а також розробка алгоритмів підвищення завадостійкості стартстопного методу передавання в системах зв'язку.

Дисертаційна робота присвячена актуальній проблемі дослідження синхронізації та фазування в системах передавання на базі багатопозиційних часових кодів.

Мета роботи і задачі дослідження.

Метою дисертаційної роботи є дослідження ефективності стартстопного методу синхронізації та фазування в системах передавання даних зі зворотнім зв'язком при використанні багатопозиційних часових кодів та сигналів, розробка методів і алгоритмів підвищення завадостійкості сучасних стартстопних систем передавання, визначення ймовірнісно-часових і статистичних характеристик систем для каналів із зосередженими завадами у часі.

Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі розв'язано такі задачі:

проведено аналіз існуючих методів та пристроїв синхронізації та фазування в сучасних системах зв'язку;

проведено аналіз динаміки роботи систем поелементної та групової синхронізації для різних класів завад;

проведено аналіз способів зменшення помилок фазування для стартстопних систем передавання дискретної інформації;

проведено оцінювання ступеня впливу пристроїв синхронізації на якість передавання сигналів;

проведено статистичні дослідження потоку помилок і спотворень реальних каналів зв'язку;

запропоновано алгоритми функціювання систем передавання з БЧК на інтервалі стартстопного циклу;

проведено оцінювання втрат правильності та швидкості входження в синхронізм для стартстопних систем передавання на базі БЧК;

запропоновано алгоритми функціювання стартстопних систем передавання для апаратної та програмної реалізації.

Методи досліджень. При розв'язанні поставленої задачі в дисертаційній роботі використано: методи математичної статистики, теорія ймовірностей та випадкових процесів, теорія множин, елементи теорії завадостійкого кодування, теорія багатопозиційних часових кодів, а також методи аналізу і моделювання на ЕОМ.

Наукова новизна роботи. У дисертаційній роботі дістано такі нові результати:

наведено результати дослідження динаміки роботи систем синхронізації та фазування для різних класів завад;

наведено результати статистичних досліджень потоку помилок та спотворень реальних каналів зв'язку;

запропоновано методику вибору параметрів БЧК при використанні в стартстопній системі передавання інформації зі зворотним зв'язком;

запропоновано аналітичні вирази для оцінювання ймовірності помилкового приймання елементів кодової конструкції БЧК;

запропоновано алгоритми фазування стартстопних систем передавання при нерівномірних сигнальних конструкціях БЧК;

проведено оцінювання роботи пристроїв синхронізації систем передавання на базі БЧК і розрахунок правильності та швидкості входження в синхронізм;

наведено результати випробувань стартстопних систем передавання даних при роботі по реальних комутованих телефонних каналах та трактах МТС;

розроблено алгоритми моделювання стартстопних систем передавання на базі БЧК при апаратній та програмній реалізації протоколів обміну канального рівня.

Практична цінність роботи. Запропоновано методику й дістано аналітичні вирази щодо розрахунку ймовірнісних та часових параметрів пристроїв синхронізації та фазування систем передавання даних. Систематизовано статистичний матеріал щодо дослідження потоку помилок та спотворень реального каналу зв'язку. Запропоновано алгоритми моделювання сигналів БЧК в стартстопних системах передавання. Розроблені алгоритми систем на базі БЧС доведено до практичної програмної реалізації.

Результати дисертаційної роботи дають змогу підвищити ефективність стартстопного методу синхронізації та фазування в системах передавання за рахунок комбінованого методу захисту від помилок на основі БЧС.

Реалізація результатів роботи. Здобуті в роботі результати використано при виконанні на кафедрі документального електрозв'язку Української державної академії зв'язку ім. О.С. Попова наукової теми: "Підвищення ефективності використання каналів і систем зв'язку".

Вірогідність здобутих результатів в роботі підтверджується результатами статистичних вимірювань та випробувань систем передавання даних на реальних комутованих каналах міської телефонної мережі.

Апробація роботи. Основні теоретичні та практичні результати дисертаційної роботи розглянуто й обговорено на наукових конференціях УДАЗ ім. О.С. Попова та семінарах кафедри документального електрозв'язку.

Публікації. З теми дисертаційної роботи опубліковано чотири наукових праці.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків та списку літератури. Робота містить 218 сторінок тексту, 59 рисунків, 9 сторінок бібліографії (99 найменувань), додаток на 26 сторінках.

Основні положення, що виносяться на захист:

Аналіз методів та пристроїв синхронізації та фазування у стартстопних системах передавання даних.

Аналіз методів підвищення точності фазування і способів зменшення помилок фазування у стартстопних системах.

Алгоритми та аналітичні вирази ефективності використання багатопозиційних часових кодів у стартстопних системах.

Аналітичні вирази для розрахунку параметрів сигнальних конструкцій БЧС з урахуванням параметрів реальних каналів зв'язку.

Алгоритми функціювання стартстопних систем передавання даних при апаратній і програмній реалізації протоколів обміну.

2. Зміст роботи

У вступі обгрунтовується актуальність досліджень, що провадяться, розкривається стан питання, формулюється мета досліджень, обгрунтовується доцільність використання багатопозиційних часових сигналів в системах передавання даних, наводяться короткий зміст дисертації, основні наукові та практичні результати.

В першому розділі розглядаються загальні питання синхронізації, як поелементної, так і групової, а також способи формування опорних сигналів синхронізації та якісні показники для різних систем передавання.

Провадиться дослідження впливу помилки синхронізації на якість роботи системи. Розглядається система синхронізації на m каналів і визначається ймовірність виявлення синхроелемента "одиниці" за умови, що помилка розпізнавання символів дорівнює 0,01.

У загальному випадку ймовірність помилкового визначення фази синхросигналу може бути визначена як

,

де m - число каналів системи; n_a - число циклів, що аналізуються.

За заданих умов приймання ймовірність виявлення приймання "одиниці" в k-му каналі P_k = 0,99, а невиявлення - q_k = 0,01; ймовірність виявлення в i-му каналі P_i = 0,5 і відповідно q_i = 0,5 (за умови рівноймовірного появлення "1" та "0" на i позиціях).

Наведено результати розрахунку залежності ймовірності помилки від числа циклів n_a для кодового слова в 10 символів (m = 10). Ймовірність помилки фазування Р_{пом ф} набирає значення від 310^-2 (при n_a = 10) до 3,210^-7 (при n_a = 30).

Показано, що метод визначення синфазного стану системи за ознакою "парності" за рівних умов приймання поступається у відношенні ймовірності помилки за методом синхронізації за спеціальним символом. При синхронізації за "парністю" потрібен приблизно вдвічі більший інтервал усереднення (Р_{пом ф} = 410^-6 при n_a = 50). Отже, поліпшення завадозахищеності досягається шляхом посилення селектуючої ознаки синхроелемента, і це можливо лише в разі, коли елементи, що вони забезпечують синхроознаку, мають досить складну структуру, яка закінчує великий обсяг інформації.

Приводиться оцінювання впливу помилки синхронізації на якість передавання інформації. Здобуто аналітичні вирази помилкового визначення фази сигнальної конструкції. Розрахунки виконуються для прямокутного, дзвоноподібного та трикутного імпульсів.

З проведених досліджень зроблено висновок, що в цифрових системах передавання даних з великим рівнем завад, що характеризуються великими значеннями ймовірності помилкового приймання (Р_пом 10^-2), помилки синхронізації не справляють істотного впливу на якість передавання. Вплив помилок синхронізації на величину Р_пом різко зростає в каналах (особливо некомутованих), розрахованих на малий рівень завад (особливо за сигналів прямокутної форми).

Розглядаються способи синхронізації в стартстопних системах передавання. Представлено алгоритм роботи стартстопного приймача із захистом від хибного старту, що дає змогу знизити ймовірність помилки фазування. Наводяться дослідження алгоритму фазування в стартстопних системах передавання. Здобуто вирази з визначення розподілу ймовірності фазування за номером циклу й побудовано залежності часу входження в фазу стартстопної системи від тривалості циклу.

У другому розділі розглядаються особливості фазування систем передавання даних при використанні багатопозиційних часових сигналів та кодів.

Метод формування сигналів БЧК грунтується на накладенні принципу багатопозиційності на часове положення значущих моментів модуляції (ЗММ) елементів кодової комбінації зі збереженням мінімально припустимого інтервалу поміж ними _{с 0}. Суть даного методу полягає в тому, що інформація про передаваний символ закладена не у вигляді сигналу на одиничному елементі ₀, а в місці перебування заданої кількості ЗММ на інтервалі часу Т₀ = m, S = ₀, де m - елементність розрядно-цифрового коду; - тривалість елемента БЧК; S - число елементів на інтервалі ₀.

Для побудови кодових конструкцій БЧК потрібна наявність захисних зон, за які можуть слугувати елементи старт та стоп на початку і наприкінці стартстопного циклу. Визначено число реалізацій N_p кодових слів, як для простого, так і для надлишкового БЧК.

Подано залежності тривалості сигнальних конструкцій за заданої потужності кодової множини та параметра S.

Пропускна здатність С_m для каналу при використанні БЧК

,

де визначає втрати в каналі за рахунок невизначеності при прийманні БЧК; Р_прав - ймовірність правильного приймання сигнальної конструкції БЧК.

Здобуто залежності пропускної здатності каналів з різним рівнем флуктуаційних шумів як функція S.

Проведено порівняльне оцінювання розрядно-цифрових та багатопозиційних часових кодів для каналів з різним рівнем завад.

Для простого БЧК з трьома ЗММ на інтервалі циклу Т₀ = 6,5₀ ймовірність запиту для систем передавання даних з ВЗЗ становить

,

а для коду із синдромним виявленням помилок

,

де Р_{нв пом} = Р²(1)Р(2) - ймовірність невиявлення помилки двох ЗММ на одне значення та одного ЗММ на два ; Ф(х) - інтеграл ймовірностей.

Показано, що для каналу з гауссовою завадою застосування БЧК із синдромним виявленням помилок є більш ефективне, ніж застосування РЦК.

Проведено оцінювання впливу пристроїв синхронізації на якість передавання в системах ПД на базі БЧС. Час підтримання синхронізації визначається з урахуванням виправляючої здатності:

,

де F - ширина каналу; К_нс - коефіцієнт нестабільності генератора.

Розглядається питання застосування нерівномірних БЧС і наводяться параметри систем фазування за наявності дроблень сигналу. Проведено оптимізацію окремих параметрів БЧС при стартстопному методі корекції та гауссовій заваді.

Пропускна здатність каналу С з урахуванням числа реалізацій алфавіту БЧК і ймовірності приймання сигнальних конструкцій визначена виразом

,

а ймовірність помилкового приймання сигнальної конструкції на інтервалі стартстопного циклу Т_х дорівнює

,

де Р₀ - ймовірність помилкового приймання одного ЗММ з урахуванням переваги в каналі;

- середнє число ЗММ в кодовому слові БЧК, а

.

Досліджено й побудовано залежності С = f(S) для різних значень , m, при а = 2,5 та а = 3,5; К_нс = 10^-2.

Здобуто оптимальні значення S, за яких значення пропускної здатності є максимальним. Аналіз здобутих результатів дослідження показав, що найбільшого впливу на пропускну здатність справляють та а за фіксованих значень = 4,66.

Третій розділ присвячено аналізу статистики потоку помилок і потоку спотворень на реальних комутованих телефонних каналах та трактах МТС з метою оптимізації БЧК й оцінюванню їхніх ймовірнісно-часових параметрів.

З використанням розробленої на кафедрі ДЕЗ методики програмного забезпечення й обробки потоку помилок проведено статистичні вимірювання на реальних каналах зв'язку.

Розроблені програми дають змогу на основі поелементного аналізу потоку помилок провадити блочний неперервний аналіз та розрахунок основних ймовірнісних характеристик, таких, як: Р₀ - частість помилок за елементами, частість появи помилкового блока Р( 1, q) довжини q, розподіл частості появи у блоці q заданої кратності помилок P(k, q) - розподіл пакетів помилок та інтервалів поміж пакетами , а також коефіцієнт , що характеризує ступінь групування помилок.

Наводяться результати статистичних досліджень потоку помилок при передаванні дискретної інформації комутованими телефонними каналами за швидкості передавання

50 - 200 Бод з використанням стандартних модемів серії V.21, V.23 (ППС-МОДЕМ-

КН-1200), рекомендованих МККТТ. Даються рекомендації щодо оптимального використання спектра комутованих телефонних каналів і зроблено висновок про те, що основною причиною появи помилок є дроблення.

Для оцінки ступеня впливу дроблень для досліджуваних каналів паралельно провадились статистичні вимірювання параметрів дроблень при передаванні каналом сигналів "одиниці" і "нуля" при організації тракту з різними ППС.

Проведено розрахунки t_{пер пр} - часу перехідного процесу й визначено ймовірності помилки при прийманні одиничних елементів для досліджуваних каналів.

Встановлено статистичну залежність поміж тривалістю дроблень та інтервалами ураження сигналу імпульсною завадою. Розрахунок часу ураження завадою визначено як

,

де S₀ - спектральна густина завади;

f - ефективна смуга частот тракту.

Впровадивши коефіцієнт H = u_зав/u_c і подавши u_c = 2S₀f, 2f = 1/₀, дістаємо t = ₀ln H.

Дістано вираз для розрахунку коефіцієнта групування помилок дискретного каналу

,

Де

q - довжина досліджуваного блока;

P₀ - частість помилок по елементах;

n_пер - число передаваних елементів за час Т;

- середня довжина пакета;

Р_пак = [1-(1-P₀)^q] - ймовірність появи пакета помилок.

Проведено дослідження зміщення ЗММ для вибору оптимальних параметрів та оцінювання ефективності використання багатопозиційного часового коду. Реєстрація ЗМВ провадилась дискретними відліками через 1% при програмній реалізації алгоритму вимірювань на ПЕОМ. В додатках наводяться програми обробки потоку помилок та спотворень на Паскалі та Асемблері.

Розглянуто спосіб непрямого оцінювання якості передавання кодових комбінацій БЧК при контролі числа ЗМВ на інтервалі стартстопного циклу.

Здобуто аналітичні вирази для визначення ймовірності появи ЗМВ в контрольних зонах кодового слова БЧК через дроблення сигналу. Ймовірність перезапиту знаку при контролі числа ЗМВ визначається інтенсивністю дроблень та параметрами каналу зв'язку і для каналів з різною інтенсивністю завад складає від 710^-3 до 710^-2.

В четвертому розділі розглядаються питання розробки алгоритмів і способів синхронізації у стартстопних системах передавання даних. Провадиться аналіз низки алгоритмів для зменшення помилок фазування для стартстопного методу синхронізації.

При використанні першого алгоритму вся інформація, що надходить з каналу зв'язку у вигляді ЗМВ, записується в блок пам'яті і паралельно працюють схеми аналізу фазових ознак. Та зі схем аналізу, на виході якої найчастіше виконуються умови перевірки стану фази, перебуває у синфазному стані.

Другий алгоритм грунтується на формуванні трьох зон фазової ознаки при подовженні циклу роботи приймального розподілювача. Кожний стартовий ЗМВ, що надходить з каналу зв'язку, запам'ятовується в пам'яті. При цьому виокремлюється зона очікування чергового ЗМВ. Якщо в черговому циклі в зоні очікування старту перехід не надійшов, то запускання приймального розподілювача провадиться записаним у пам'яті стартом попереднього циклу. Аналіз зміщення стартового переходу дає змогу виносити рішення про підстроювання розподілювача в той чи інший бік.

Слід відзначити, що застосування БЧК у стартстопних системах ПД з розв'язувальним зворотним зв'язком дозволяє дістати додаткову інформацію про стан фази за рахунок зв'язку поміж місцями перебування ЗММ A_ix_i = 0 (mod A₀). Появу будь-якої кодової комбінації БЧК, що не входить до складу дозволених кодових слів, можна розглядати як початкову фазу розфазування системи. Запровадивши додатковий аналіз фази за інтенсивністю появи сигналів стирання і контролю місць положення значущих моментів відновлення в зонах аналізу, можна зреалізувати просту схему синхронізації та фазування при познаковому захисті інформації в цілому.

Використання сигналів БЧК істотно змінює вимоги до систем синхронізації, оскільки потрібна частота тактових сигналів набагато вище за першу гармоніку сигналів на виході каналу, що збільшує вплив стабільності генератора приймального обладнання на якість приймання. Середнє значення тактової частоти для системи з БЧК визначається як

,

де F - смуга пропускання каналу; i - число ЗММ на інтервалі часу T₀ = m₀, а мінімальна тривалість повторюваного переривання, що викликає зрив синхронізації за N періодів генератора,

де f_т - девіація частоти генератора;

D = , а Т_р = (2Т₀ - ) - період регулювання.

Здобутий вираз t_пер дає змогу провадити розрахунок системи синхронізації, виходячи з параметрів сигналу БЧК та характеристик каналу зв'язку.

Проведено дослідження втрат правильності передавання при порушенні циклової синхронізації.

Знаючи функцію розподілу зміщення m-го циклу в зонах асинфазності, можна визначити втрати правильності при передаванні дискретних сигналів

,

де P(j/i) - ймовірність помилкового приймання j-го елемента при зміщенні циклу на величину i; P(k) - ймовірність запуску приймача в k-й зоні асинфазності; - ймовірність запуску приймача в i-й зоні, за умови його початкового запуску в k-й зоні.

Проведено оцінювання швидкості входження в фазу стартстопних систем.

Здобуто вирази для ймовірності перебування приймача в синфазному стані зразу після ввімкнення та в m-му циклі після ввімкнення при передаванні алфавіту комбінацій БЧК з постійним числом ЗММ.

Результати аналізу показують, що при використанні БЧК з i = 3 ймовірність переходу однієї дозволеної комбінації в іншу становить 2,1410^-2. Це відповідає ймовірності перебування приймача в синфазному стані в (k+1)-му циклі P_k+1(E/) = 0,9787, а з імовірністю 0,994 стартстопна система, що використовує БЧК, ввійде у фазу з другого циклу після ввімкнення, що вдвічі-втричі швидше за звичайні системи, що використовують коди МТА-2 та КОИ-7.

При використанні коду МТА-2 середня кількість циклів для відновлення циклової синхронізації становить а = 3,5 ( = 1,5), а ймовірність виходу стартстопного приймача з фази Р_вих = 2,610^-4 за ймовірності помилкового приймання елементів та кодового знаку відповідно Р₀ = 2,510^-3 та Р_кк = 810^-3.

Як показують дослідження пристроїв фазування стартстопних систем, що використовують БЧК з i = 3, ймовірність виходу приймача з фази Р_вих=310^-5, що є на порядок вище, ніж для систем, які використовують прості коди МТА. Розглядаються алгоритми функціювання стартстопної системи на базі БЧК при ущільненні й розділенні джерел інформації.

Запропоновано стартстопну систему ПД з БЧК з кодовим розділенням у часі двох джерел інформації. Подано алгоритми для програмної реалізації передавального та приймального протоколів обміну стартстопної системи.

Провадяться дослідження ефективності застосування стартстопного протоколу канального рівня ІСО № 1745, затвердженого Міжнародною організацією по стандартах, при використанні РЦСК та БЧК.

В таблиці наведено основні параметри системи з блоковим захистом для РЦСК (чисельник) та БЧК (знаменник) при роботі каналами із зосередженими завадами.

Таблиця

Nп		Рвк		Rп	Rе	Vінф
15	1,06/1,10	0,93/0,95	23,5/24,5	0,63/0,6	0,55/1,13	15,9/28,0
30	1,09/1,11	0,91/0,94	40,3/41,1	0,74/0,71	0,64/1,32	18,6/34,0
45	1,11/1,06	0,9/0,93	58/55,0	0,77/0,81	0,66/1,47	19,7/38,0

Як показують проведені дослідження, в каналах із зосередженими завадами застосування БЧК з виправленням помилок при збереженні алгоритму протоколу обміну ІСО № 1745 дає змогу збільшити ефективну швидкість передавання системи вдвічі-втричі, а для каналу з гауссовою завадою ефективну швидкість можна збільшити в 1,3…1,4 рази, забезпечуючи при цьому задані вимоги щодо правильності передавання кодового знаку кадра канального рівня.

У висновку сформульовано основні результати реферованої роботи:

Наведено результати дослідження динаміки роботи систем синхронізації для різних класів завад.

Запропоновано алгоритми фазування стартстопних систем передавання при нерівномірних сигнальних конструкціях БЧК.

Запропоновано аналітичні вирази для оцінювання ймовірності помилкового приймання елементів конструкції БЧК.

Запропоновано методику вибору параметрів БЧК при використанні в стартстопній системі передавання зі зворотним зв'язком.

Проведено оцінювання ефективності контролю якості передавання за числом ЗМВ в кодовій комбінації.

Проведено аналіз статистики реальних каналів зв'язку низових ланок АСК і дано рекомендації щодо оптимального використання спектра комутованих телефонних каналів.

Здобуто аналітичні вирази для визначення ймовірності появи ЗМВ у контрольних зонах кодового слова БЧК.

Проведено оцінювання втрат правильності та швидкості входження в синхронізм систем передавання з БЧК.

Запропоновано алгоритми функціювання стартстопних систем передавання при апаратній та програмній реалізації протоколів обміну.

За результатами проведених досліджень опубліковано такі роботи

синхронізація зв'язок фазування спотворення

Ещенко А.И., Калюжный В.А., Йона Л.Г., Хенди Амджад Юсеф. Параметры систем передачи дискретной информации на базе неравномерных МВС. Деп. В ГНТБ Украины. 06.05.96. № 1147.

Захарченко Н.В., Зименко А.В., Хенди Амджад Юсеф. Параметры системы синхронизации в стартстопных системах на базе МВК / Информатика и связь: Сб. науч. тр. УГАС им. А.С. Попова. - Одесса, 1996. - С. 120 - 125.

Корчинский В.В., Гайдар В.П., Хенди Амджад Юсеф. Зависимость дроблений сигналов от скачкообразного занижения уровня / Информатика и связь: Сб. науч. тр. УГАС им. А.С. Попова. - Одесса, 1998. - С. 214 - 216.

Зименко А.В., Улеев А.П., Хенди Амджад Юсеф. Зависимость ошибочного приема сигнальной конструкции от величины группирования ошибок в системах с РОС / Информатика и связь: Сб. науч. тр. УГАС им. А.С. Попова. - Одесса, 1998. - С. 217 - 219.

Анотація

Результати роботи використано при розробці лабораторного зразка системи передавання даних, а також у навчальному процесі УДАЗ ім. О.С. Попова. Всі результати, що визначають основний зміст роботи, автор здобув самостійно і під керівництвом наукового керівника.

Хенді Амджад Юсеф (Йорданія). Ефективність стартстопного методу синхронізації та фазування в системах передавання на базі БЧК.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.12.13 - Пристрої радіотехніки та засобів телекомунікацій. Українська державна академія зв'язку ім. О.С. Попова. - Одеса, 1999.

Дисертаційну роботу присвячено аналізу методів підвищення ефективності використання стартстопного способу синхронізації та фазування в системах передавання при познаковому захисті на базі багатопозиційного часового коду. Дано оцінку ступеня впливу пристроїв синхронізації на якість передавання сигналів і способів зменшення помилок фазування для стартстопних систем. Дістано аналітичні вирази для оцінювання ефективності використання багатопозиційних часових сигналів у стартстопній системі передавання зі зворотним зв'язком. Запропоновано алгоритми функціонування стартстопних систем передавання для апаратної та програмної реалізації протоколів обміну.

Ключові слова: система передавання даних, канали, статистика, синхронізація, багатопозиційні часові коди, алгоритми.

Аннотация

Хенди Амджад Юсеф (Иордания). Эффективность стартстопного метода синхронизации и фазирования в системах передачи на базе МВК.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.12.13 - Устройства радиотехники и средств телекоммуникации. Украинская государственная академия связи им. А.С. Попова. - Одесса, 1999. Диссертационная работа посвящена анализу и исследованию методов повышения эффективности использования стартстопного способа синхронизации и фазирования в системах передачи при позначной защите на базе многопозиционных временных кодов и сигналов, разработке методов и алгоритмов повышения помехоустойчивости стартстопных систем передачи, определению вероятностно-временных и статистических характеристик систем для каналов с сосредоточенными помехами во времени. В работе дается оценка степени влияния устройств синхронизации на качество передачи сигналов и способов уменьшения ошибок фазирования для стартстопных систем передачи данных. Приведены результаты исследования динамики работы систем синхронизации для различных классов помех. Предложены алгоритмы фазирования стартстопных систем передачи при неравномерных сигнальных конструкциях многопозиционных временных кодов. Предложены аналитические выражения для оценки вероятности ошибочного приема элементов кодовых конструкций МВК. Предложена методика выбора оптимальных параметров сигналов МВК при использовании в стартстопных системах передачи данных с обратной связью. Произведена оценка эффективности контроля качества передачи по числу значащих моментов восстановления сигнала в кодовой комбинации МВК. Проведен анализ статистики реальных каналов связи низовых звеньев АСУ и даны рекомендации по оптимальному использованию спектра коммутируемых телефонных каналов. Получено аналитическое выражение для расчета степени группирования ошибок дискретного канала. Получены аналитические выражения для оценки эффективности использования многопозиционных временных сигналов в стартстопной системе передачи с обратной связью. Произведена оценка потерь верности и скорости вхождения в синхронизм стартстопных систем передачи на базе МВК. Предложены алгоритмы функционирования стартстопных систем передачи для аппаратной и программной реализации протоколов обмена.

Предложена стартстопная система передачи данных с МВК и с кодовым разделением по времени двух источников информации. Приводятся результаты испытаний стартстопных систем передачи данных при работе по реальным коммутируемым телефонным каналам и трактам городской телефонной сети общего пользования. Проведенные исследования стартстопной системы на каналах с сосредоточенными помехами показывают, что применение МВК с исправлением ошибок при сохранении алгоритма протокола обмена ИСО позволяет увеличить эффективную скорость передачи системы в 2 - 3 раза, обеспечивая при этом заданные требования по верности передачи кодового знака кадра канального уровня.

Результаты диссертационной работы позволяют повысить эффективность стартстопного метода синхронизации и эффективность использования существующих каналов связи низовых звеньев АСУ при позначной защите информации многопозиционным временным кодом.

Полученные в работе результаты использованы при выполнении на кафедре документальной электросвязи Украинской государственной академии связи им. А.С. Попова научной темы: "Повышение эффективности использования каналов и систем связи". Достоверность полученных результатов в работе подтверждается результатами статистических измерений и испытаний стартстопных систем передачи данных на реальных каналах. Ключевые слова: система передачи данных, каналы, статистика, синхронизация, многопозиционные временные коды, алгоритмы.

Summary

Hindi AMDJAD Yousef (Jordan). Efficiency of start-stop method a synchronization and phasing systems transfer on the basis of MTS.

Thesis being presented for Candidate of Technical Sciences degree, speciality 05.12.13 - devices of a radiotechnics and components of telecommunication. The Ukrainian state academy of Communication named after A.S. Popov. - Odessa, 1999.

The thesis is devoted to the analysis of Methods of increase the efficiency of using start-stop method a synchronization and phasing in systems of transfer for want of to character by character guard on basis of a multipositional time codes. Here is given a degree of influence to devices of a synchronization on quality of transmission signals and the methods of diminution errors of phasing for start-stop systems.

Analytical expressions for evaluation the efficiency of using the multipositional time cods have been obtained, for start-stop system of transfer with feedback.

The algorithms of operation for start-stop systems of transfer have offered, for hard ware and Program realization of protocols exchange.

Key words: data transmission systems, channels, statistics, synchronization, multipositional time codes, algorithms.

Размещено на Allbest.ru

...