Формирование агрегатного цифрового потока с использованием асинхронного объединения первичных цифровых потоков

При сопряжении цифровых потоков частота считывания выбирается всегда выше частоты записи. Это объясняется необходимостью передачи дополнительной служебной информации (сигналов цикловой синхронизации, служебной связи, контроли и других).

Служебные символы должны передаваться на позициях временных сдвигов в считанной импульсной последовательности. При этом необходимо, чтобы сдвиги формировались на строго определенных позициях в цикле передачи. Для того, чтобы неоднородности, возникающие при асинхронном сопряжении цифровых потоков, не изменяли положения временных в цикле передачи, необходимо в передающем оборудовании компенсировать моменты, возникновения неоднородностей либо введением дополнительной позиции в считанную последовательность, либо исключением одной позиции из считанной последовательности в зависимости от знака разности.

В данном курсовом проекте выбрана система с двухсторонним согласованием скоростей, так как в ней предусмотрена возможность как положительного, так и отрицательного согласования скоростей, а также в ней реже передаются команды согласования скоростей (КСС), а значит, понижается вероятность ошибок согласования.

В системе нормированная частота считывания f_СЧНН выбирается равной нормированной частоте задержки f_ЗНН. В зависимости от знака разности частот считывания f_СЧ и частот задержки f_З при возникновении неоднородности необходимо либо вводить в считанную последовательность дополнительную импульсную позицию, либо передавать информационный символ по дополнительному каналу. В передающей части асинхронного вторичного группообразования (АВГ) необходимо формировать информацию о проведении согласования скоростей и знаке этого согласования, а в приемной части в соответствии с этой информацией либо исключать дополнительную импульсную позицию, либо вводить информационный символ в передаваемую последовательность.

В асинхронном вторичном группообразовании в качестве неоднородностей воспринимаются только временные сдвиги, вызванные разностью частот считывания f_СЧ и частот задержки f_З, а сдвиги, вызванные дополнительным повышением частоты считывания на величину f_СП воспринимаются как нормированные, не требующие передачи информации о согласовании скоростей.

На рисунке 6 изображена структурная схема временного группообразования для одного направления передачи при асинхронном сопряжении потоков.

На рисунке 7 изображена структурная схема приемника согласования скоростей в системах с двухсторонним согласованием скоростей.

Структура агрегатного цифрового потока представлена на рисунке 8.

Рисунок 6. Структурная схема временного группообразования.

Пояснения к рисунку 6:

· ЗУ – запоминающее устройство,

· ГО – генераторное оборудование,

· СУ – сравнивающее устройство,

· ГУН – генератор, управляемый напряжением,

· ВД – ввод дискриминанта,

· НЕТ – логический элемент, осуществляющий запрет одного импульса считывания (положительное согласование скоростей),

· ИЛИ – логический элемент, осуществляющий одно дополнительное считывание (положительное согласование скоростей),

· ПК_ПР1-ПРq – приемные преобразователи кода, которые осуществляют преобразование линейных кодов в двоичные и формирование импульсных последовательностей с частотой, равной тактовой частоте входных цифровых потоков,

· БАС_{ПЕР1-ПЕРq} – блоки асинхронного сопряжения, записывают цифровой поток в запоминающее устройство и соответствующего выхода генераторного оборудования,

· ПК_{ПЕР1-ПЕРq} – передающий преобразователь кода группового сигнала,

· ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты.

Рисунок 7. Структурная схема приемника команд согласования скоростей.

Пояснения к рисунку 7:

· Тг – триггер;

· И – логический элемент «И».

Принцип работы данного приемника заключается в следующем: команды согласования скоростей поступают на вход опознавателя, выходы которого соединены с входами анализирующего устройства, вырабатывающего сигнал о наличии двух следующих подряд ко­манд одного знака, и корректора ошибок, фиксирующего три последовательные команды «+» или «-».

Если зафиксированы три последовательные команды «+» или «-», что свидетельствует соответственно об искажении команды «-» или «+», то на выходе счетчика числа команд формируется сигнал коррекции ошибки.

Четыре исходных потока посимвольно объединяются в агрегатный поток с добавлением служебной информации. Определение оптимальной структуры синхросигнала заключается в выборе в качестве синхронизирующей такой комбинации символов, которая при фиксированной длительности цикла обеспечивает минимальное время поиска синхросигнала. Структура циклового синхросигнала определяется числом битов в цикле, то есть битовой скоростью агрегатного цифрового потока, а также необходимым числом критических точек, обеспечивающих наименьшее время поиска синхросигнала. В данном случае скорость агрегатного потока 22,912 бит/с. По аналогии с ИКМ-480, для синхросигнала используется 12-и битовая последовательность: 110011001100.

Временной спектр вторичной ЦСП с ИКМ.

Цикл передачи имеет длительность 125 мкс и состоит из 948 позиций. Цикл разделен на три субцикла, одинаковых по длительности. Первые двенадцать позиций первого суб­цикла заняты комбинацией 110011001100, представляющей собой цикловой синхросигнал объединенного потока. Остальные 936 по­зиции первого субцикла (с 13-й по 948-ой включительно) заняты информацией посимвольно объединенных исходных потоков, номе­ра которых отмечены на рисунке под номерами позиций. Первые четыре позиции второго субцикла заняты первыми символами команд согласования скоростей объединяемых потоков, а следующие четыре — сигналами служебной связи, а далее располагаются вторые символы согласования скоростей. Третьи символы команд согласования скоростей (команда поло­жительного согласования имеет вид 1111, а отрицательного — 0000) занимают первые четыре позиции субцикла III. Позиции 5—8 субцикла III используются для передачи сиг­налов дискретной информации (четыре позиции). На позициях 9—12 передается информация объединяемых потоков при отрицательном согласо­вании скоростей. При положительном согласовании исключаются позиции 13—16 субцикла III. Поскольку операция согласования скоростей осуществляется не чаще, чем через 78 циклов, позиции 9—12 субцикла III, предназначенные для передачи информации при отрицательном согласовании, большую часть времени свободны и используются для передачи информации о промежуточных значе­ниях и характере изменения положительной или отрицательной временной неоднородности. Таким образом, из общего числа позиций, равного 2844, информационными являются 2808±4 по­зиции.

Разделение цикла передачи на несколько субциклов имеет следующие преимущества:

1. Это позволяет разнести во времени символы команды согласования скоростей, что повышает защищенность этих команд от импульсных помех, поскольку импульсные помехи обычно груп­пируются в пакеты, воздействующие на несколько следующих друг за другом импульсов.

2. Во-вторых, поскольку при приеме служеб­ной информации прекращается считывание информации из запоминающего устройства, выделяемый информационный поток обладает неравномерностью, которая должна сглаживаться системой ФАПЧ. Работа ФАПЧ сопровождается фазовыми флуктуациями импульсов выде­ленного потока, которые снижаются, если снижается неравномер­ность, а она тем меньше, чем больше субциклов содержится в цикле передачи.

3. В-третьих, задержка считывания ин­формации объединяемых потоков из ЗУ как на передаче, так и на приеме на время прохождения служебной информации застав­ляет увеличивать емкость памяти ЗУ. Очевидно, что это увеличе­ние тем меньше, чем больше субциклов содержится в цикле, и составляет для рассматриваемого случая две ячейки плюс еще од­на на время проверки команд согласования скоростей на отсутствие ошибок. Общее число ячеек запоминающего устройства существующих ЦСП составляет от пяти до восьми и должно быть увеличено втрое при отсутствии деления цикла передачи на субциклы.

Структура агрегатного цифрового потока представлена на рисунке 8:

Рисунок 8. Структура агрегатного цифрового потока.

Тактовая частота агрегатного цифрового потока рассчитывается по формуле 26:

(26)

f_Ц – частота цикла;

N – число объединяемых потоков;

N_СЦ – количество субциклов;

n_СЛ – количество служебных разрядов (n_СЛ = 12);

КИ_Ц – число канальных интервалов в цикле;

m – количество разрядов кодовой комбинации;

Расчет тактовой частоты агрегатного цифрового потока (формула 26):