Использование идеи помехоустойчивого кодирования

Избыточные символы добавляются так, чтобы между символами сформировались функциональные зависимости.

Для словной синхронизации можно так добавлять символ, чтобы сформировалась между добавленным символом и остальными символами какая-то функциональная зависимость. Чаще всего это как говорят признак чётности, т.е. добавляется символ таким образом, чтобы сумма символов всего блока по модулю 2 была равна нулю.

Преимущества метода в том, что использовать этот символ можно с двойным назначением:

во-первых, для обнаружения определённых категорий ошибок, потому что, если в кодовом слове нарушен признак чётности, то причина этого может быть двоякая:

во-первых в том, что в нём в каком-то из символов возникла ошибка;

во-вторых в том, что не правильно могут быть определены границы кодового слова.

Как различить эти две причины?

Если ошибки, которые возникают в кодовых словах не зависимы друг от друга, то вероятность того, что в двух последовательных словах, а тем более в трёх возникнет ошибка – маленькая. Т.е. если ошибка вызвана воздействием помех, то она возникнет в одном кодовом слове, а в последующих этой ошибки не будет.

Если не правильно определены границы кодовых слов, то во всей последовательности кодовых слов будет обнаруживаться признак нечётности.

Нарезают на блоки n+1 и проверяют в каждом блоке – соблюдается признак чётности или нет.

Если в нескольких подряд блоках признак чётности не соблюдается – значит не правильно определили границы кодовых слов и нужно их сдвинуть на символ, снова проверить и так до тех пор пока не попадём в границы кодовых слов.

В приёмной части системы – селектор, а в передающей части системы – генератор символов словной синхронизации (ГССЛС) и формирователь словной синхронизации (ФСЛС). На ФСЛС кодовые слова поступают с кодера канала (КК).

Если добавляется "1" или "0":

Если не добавляется "1" или "0", то используются принципы кодирования канала – тогда символы словной синхронизации формируется в кодере канала (КК):

Кадровая (псевдокадровая) синхронизация

Предназначена для следующего:

Обычно кодовые слова отдельных источников не передаются независимо друг от друга, т.е. не строится система для одного источника - система строится для общения многих источников с многими потребителями, поэтому обычно кодовые слова передаются пакетами, группами - уплотняют каналы. Один из способов передачи кодовых слов – кодовые слова различных источников передаются во времени последовательно - этот способ называется временным уплотнением кодовых слов.

Если кодовые слова передаются раздельно по времени, то для того, чтобы в приёмной части системы определить какое кодовое слово отдать какому потребителю или пришло от какого источника необходимо знать положение этих кодовых слов по времени. Приёмник должен иметь возможность определить по времени положение кодовых слов каждого источника.

Чтобы решить эту задачу используются сигналы кадровой или псевдокадровой синхронизации.

Кадровая синхронизация это, т.н. жёсткая организация при передаче с временным разделением.

Жёстко по времени – значит, что кодовые слова различных источников передаются циклично:

Поскольку приёмник и передатчик включаются независимо друг от друга, приёмник может включиться в момент #, и ему не известно в какой момент он включился – на кодовое слово какого канала он попал и в каком месте. Для того чтобы решить эту задачу, в начале или в конце каждого кадра передают т.н. кадровый синхросигнал (КСС). Обычно это кодовое слово содержит столько же символов, сколько и кодовые слова источников. Но для того чтобы определить местоположение этого кодового слова в общем массиве, оно должно принципиально (максимально) отличаться от всех информационных кодовых слов, напр. состоит только из единиц или нулей. В качестве синхросигналов используют специальные кодовые последовательности, напр. отрезок псевдошумового сигнала.

Как определить местоположение кадрового синхрослова?

Структура информационных слов приёмнику заранее не известна, а структура кадрового синхрослова – известна. В приёмнике можно создать образец кадрового синхрослова и с помощью корреляционного приёмника этот образец сравнить со всеми кодовыми слова, которые входят в кадр. И там, где коэффициент корреляции будет наибольший, расположено синхрослово. Анализируют для надёжности несколько кадров подряд. И если при анализе нескольких кадров наибольший коэффициент корреляции с одним и тем же кодовых словам, то оно и является кадровым синхросигналом.

В приёмнике. После осуществления декодирования канала ДКК идёт устройство разделения каналов (УРК) – выделение из блока для различных потребителей. Используются сигнал синхронизации кадров (СЛСС) и селектор кадрового синхросигнала (СКСС)

В передатчике имеется генератор кадрового синхросигнала (ГКСС) – добавляет кадровый синхросигнал в групповой сигнал в устройстве уплотнения каналов (УУК).

«- - - -» – возможный вариант, когда кадровый синхросигнал добавляется в кодере канала (КК).

Псевдокадровый синхросигнал.

В современных системах чаще всего пакет кодовых слов формируется других образом – формируется произвольно, потому что не у всех источников одновременно «возникает желание» передавать. В пакете будет произвольный порядок слов l-го, 1-го, 7-го и т.д.

Приёмник должен знать, где начало пакета и в каком порядке кодовые слова расположены. Поэтому в начале пакета передают заголовок, который состоит из псевдокадрового синхросигнала (ПКСС) – определяет начало пакета и адреса (А) – определяет порядок расположения кодовых слов в пакете. Длительность ПКСС не обязательно соответствует длительности кодовых слов источников, может быть существенно длиннее.

Такой способ называют инерциальной синхронизации – для определения синхронизации надо проанализировать большой массив кадров.

Мгновенная синхронизация – старт-стопная синхронизация - синхропризнак должен быть интенсивным, чтобы мгновенно можно было определить, поэтому длительность заголовка может быть значительно больше, чем одно кодовое слово.

Заголовок должен существенно отличаться от информационных кодовых слов

Уплотнение и разделение каналов в телекоммуникационных системах

Ресурсы телекоммуникационной системы стараются использовать коллективно – для множества абонентов.

Для этой цели используют два способа:

1. Уплотнение каналов
2. Коллективный доступ к общим ресурсам

Уплотнение каналов используется в том случае, когда множество источников и множество потребителей, локализованных в пределах небольшого ограниченного пространства.

В этом случае в передающей части системы из совокупности цифровых представлений первичных сигналов формируют общий групповой сигнал.

Обобщённая схема телекоммуникационной системы в данном случае

(Кодер канала в зависимости от метода уплотнения может быть общим для всех каналов)

Передающая часть системы:

Приёмная часть системы:

На схеме не изображены элементы синхронизации, чтобы не усложнять, но они здесь присутствуют.

Есть устройство уплотнение каналов, которое из множества цифровых представлений первичных сигналов формирует общий групповой сигнал, который передаётся по общему каналу передачи группового сигнала, который содержит общие элементы – ГН, МН, ПДК, Апрм, Апрд, ЛЧП, ДН. Задачи уплотнения каналов:

1. Общее использование дорогостоящей общей части. Уплотнение каналов позволяет сэкономить на общей части системы от МН до ДН.
2. Полоса частот используется многими источниками и потребителями

Групповой сигнал формируется непроизвольным способом. Это некий функционал от множества цифровых представлений первичного сигнала и может быть от кадрового (псевдокадрового) синхросигнала.

Функционал должен обладать таким свойством, чтобы обеспечить разделение каналов – свойством разделимости.

Формально свойство разделимости записывается следующим образом:

Должен существовать такой набор реализуемых операторов П_j, воздействие которых на оценку группового сигнала позволяет получить оценки цифровых представлений первичных сигналов.

Т.е. функционал должен обладать такими свойствами, чтобы существовали реализуемые операторы разделимости, позволяющие из общего группового сигнала выделить оценки представлений первичного сигнала.