Проектування тракту передачі даних

ВСТУП

          Курсовий проект по дисципліні  "Системи документального електрозв'язку" передбачає проектування тракту передачі даних між джерелом  інформації і одержувачем інформації.

           Тракт  передачі даних (ТПД), що проектується, є типовим прикладом системи документального електрозв'язку, якому присвячена дисципліна.

           До якості тракту передачі даних ставляться дуже високі вимоги по вірності передачі і надійності,  відображені в завданні на курсовий проект; тому проектується некомутований ТПД.

           В  даний час у цифровій формі можна передавати будь-який вид інформації,забезпечуючи необхідну надійність за значної швидкості передачі.

             Основною метою на сучасному етапі розвитку системи передачі інформації є підвищення завадостійкості і безпеки передачі дискретних повідомлень у телекомунікаційних системах та мережах.

            Передача даних (ПД) є найважливішим видом документального електрозв'язку. Цей вид набуває все більше значення і поширення в сучасному електрозв'язку, що визначається його призначенням. Поняття «дані» є досить широким:  це певний тип повідомлень, що створюються різними автоматичними цифровими пристроями (наприклад, засобами обчислювальної техніки) і мають формат кодових комбінацій, як правило, двійкового коду. Такі повідомлення - повідомлення даних - звичайно призначені для обробки електронно-обчислювальними машинами (ЕОМ) або створюються внаслідок такої обробки.

             Повідомлення – це різні форми подання будь – якої інформації. Тобто це інформація, виражена за доп. літер, чисел, матем символів. За допомогою одного і того ж повідом можна передати різну інф-цію і за допомогою різних повідом можна передати одну і ту ж саму ін форм-цію. Повідомлення подають певною мовою. Повідомлення може мати вигляд певної послідовності знаків, жестів, живописного, музичного твору, звукозапису, відеозапису і кінофільму. 

            Дискретні повідомлення – це повідомлення, які сформовані за допомогою скінченого набору деяких знаків. Прикладами таких повідомлень є лист з текстом, промова, музичний твір. В першому випадку скінченим набором знаків є літери, цифри та знаки пунктуації. У випадку промови, як скінчений набір знаків виступає набір звуків – фонем. Музичний твір є скінченим набором нот. Впорядкований набір знаків, що використовуються для формування повідомлень, називається алфавітом.

              Дискретне повідомлення, записане за допомогою деякого набору знаків, можна записати, використовуючи деякий інший набір знаків. Правило, що описує відображення одного набору знаків у інший, називається кодом, а сам процес перетворення повідомлення записаного за допомогою одного набору знаків у повідомлення, записане за допомогою іншого набору знаків, називається кодуванням.

               Метою даного курсового проекту  є проектування середньо-швидкісного тракту передачі дискретних повідомлень   між двома джерелами і одержувачами інформації,віддаленими один від одного на    ?  км.

1. Модель опису дискретного каналу

В системах ПДП  дискретні сигнала можеть передаватись послідовно і паралельно.При послідовній передачі одиничні елементи слідуютьв каналі по черзі.При паралельній передачі одиничні  елементи об'єднуються в групи.Елементи,що становлять групу,передаються одночасно по окремих каналах.При заданій швидкості передачі послідовні системи(одночастотні) відрізняються рядом переваг порівняно з паралельними(багаточастотними:більшраціональне використання потужності передавача,некритичність до нелінійності каналу,простота в реалізації.

Розрізняють синхпонну і асинхронну передачу дискретних сигналів.При синхронній передачі дискретного сигналу його значні моменти знаходяться в потрібному постійному фазовому співвідношенні з  ЗМ будь-якого іншого сигналу повідомлення, який передається. При асинхронній передачі дискретного сигналу його ЗМ можуть знаходитись в будь-яких фазових співвідношеннях із ЗМ будь-якого іншого сигналу.

Поняття дискретного повідомлення є більш загальним,ніж поняття  повідомлення даних або телеграфного повідомлення. Відповідно і  більш загальним є поняття системи ПДП.

Структурна схема системи ПДП  зображена на рис.1,1.Джерело і  отримувач повідомлень разом з перетворювачем повідомлень в сигнал,в склад системи ПДП не входять.

 

      від джерела

      повідомлення                                                                                                                                                                                                             до ОП

    

 

Рисунок 1.1. Структурна схема системи ПДП.

Символи а_і €  А від джерела повідомлення поступають у вигляді кодових комбінацій, які складаються з одиничних елементів. Кодова комбінація характеризується основою коду m і числом одиничних елементів, що становлять кодову комбінацію (довжиною коду n), яка відображає символ а_і, який передається. Основа коду характеризує можливе число помітних значущих позицій поступаючого від джерела повідомлення сигналу.

     Повідомлення, яке поступає від  джерела повідомлення в ряді  випадків складає надлишковість.  Надлишковість обумовлена тим,  що символи а_і €  А, які становлять повідомлення, можуть бути статично пов'язаними. Це дозволяє частину повідомлення не передавати, відновлюючи його на прийомі за відомим статичним зв'язком.

     Розрізняють чотири види сигналів  S(t): неперервний неперервного часу, неперервний дискретного часу, дискретний неперервного часу, дискретний дискретного часу.

    Неперервні  сигнали неперервного часу в  нас скорочено неперервними (аналоговими)  сигналами. Вони можуть змінюватись в довільні моменти, приймаючи будь-які із неперервних множин можливих значень.

    Неперервні  сигнали дискретного часу можуть  приймати довільні значення, але  змінюються тільки в визначені,  наперед задані моменти t₁, t₂, t₃...t_n.

    Дискретні  сигнали неперервного часу відрізняються  тим, що вони можуть змінюватись  в довільні моменти, але їх  величини приймають тільки дозволені значення.

    Дискретні сигнали дискретного часу в дискретні моменти часу можуть приймати тільки дозволені дискретні значення. 

    Модель  дискретних каналів може будуватися  двома способами. Якщо в 1-му  способі використовуються існуючі  математичні моделі випадкових  процесів, і експериментально оцінюється достатньо велике число їх параметрів, то при 2-му використовуються апроксимаційні способи представлення потоку помилок. В випадку, коли помилки в каналах з'являються незалежно з ймовірністю р_пом, ймовірність появи в n-елементній комбінації t помилок P(t,n) визначається біноміальним розподілом:

                                                                     P(t,n)=^(1-p_пом)^n-t                                                                          (1.1)

 

При цьому  ймовірність прийому неспотвореної  комбінації (t=0):

                                                                   Р(0,n)=(1-p_пом)ⁿ                                                                             (1.2)

 

де n - вірогідність появи хоча б одної помилки:

                                                                  Р(≥ 1,n)=1-P(0,n)=1-(1-p_пом)ⁿ                                                         (1.3)

 

Ймовірність появи m і більше помилок:

                                                                 Р(≥ m,n)=(1-p_пом)^n-t                                                                 (1.4)

 

Іншою розповсюдженою моделлю є модель В. Беннета і Ф. Фройліха, яка задається трьома параметрами:

- ймовірністю  появи пакета р_п , рівній відношенню пакетів до загального числа переданих біт;

- розподілом ймовірностей пакетів р_п(t) різної довжини L;

- ймовірністю  помилки в пакеті р_пом.п.

                                                                       Р(≥ t,n)=(n/t)^1-αp                                                                       (1.5)

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Побудуємо графік залежності р(≥ 1,n) від довжини блоку n при заданих значеннях помилки Р_пом=5*10^-3

та 5*10^-4. Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.1, а залежності зображуємо на рисунку 1.2.

n	P1(n)	P2(n)	ГР
200	0,64	0,1	0,03
250	0,72	0,12	0,04
300	0,78	0,14	0,043
350	0,83	0,13	0,046
400	0,87	0,19	0,048
450	0,9	0,21	0,05
500	0,92	0,23	0,053
550	0,94	0,25	0,054
600	0,96	0,26	0,056
650	0,96	0,28	0,058

                                                                            Таблиця 1.1.

 

 

                                                                         

 

 

 

    

 

 

 

 

 

                                                 

                                                                                                                                                                                                                                          

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 - Графік залежності ймовірностей помилок  в блоці від його довжини.

 

 

На рисунку  1.2 показано зміну P(≥1,n) при при зростанні n для значенння ймовірності помилки в елементі p1,p2 і ГТ.На графіку видно ,що криві p1і p2 частково змінюються,а при групування помилок крива майже не змінюється.