Многоканальная цифровая система передачи инфoрмации

Рис. 2.8. Вариант модели системы Simulink3. Выбор системы защиты от ошибокВ силу достаточно большого территориального разноса и условий распространения радиоволн принимаемая центральной станцией информация неизбежно будет искажена. В такой ситуации целесообразно применение кодов, исправляющих ошибки. Согласно техническому заданию рекомендовано применение циклического кода с кодовым расстоянием 3. Такой код позволяет исправлять одиночные ошибки. Применение корректирующего кода наряду с использованием кода Грея в ИКМ преобразовании сигналов датчиков, а также циклическая передача сообщений контрольных пунктов позволит обеспечить надежность передаваемой информации.Данные представлены в виде 8-ми битовых слов и не зависят друг от друга. Поэтому целесообразно применить корректирующий код к каждому информационному слову.Для циклического корректирующего кода требуется определить длину входной информационной последовательности, длину кодового слова и образующий полином кода. Выберем код (11, 8) с тремя проверочными битами. Для построения такого кода выбирается неприводимый полином из числа x3 + x +1, x3 + x2+1. Выберем полином x3 + x2+1.Таким образом, выбран код (11, 8) с кодовым расстоянием 3 и генераторным полиномом g(x)=x3 + x2+1. Построим образующую матрицу кода.Образующую матрицу в каноническом виде можно получить путем деления последовательностей, получаемых из 10000000000путем циклического сдвига, на производящий полином в двоичном виде 11001.В итоге получается образующая матрица1000000010101000000100001000000100001000000100001000110000001000110000001011100000001101Серым цветом выделены проверочные символы.Схема кодера циклического систематического (n, k) кода является схемой деления на производящий полином g(x), содержащей цепи обратной связи, на входе которой обязательно ставится сумматор.Кодер работает в следующем порядке. На первом этапе ключ K1 замкнут, ключ K2 находится в верхнем положении. Информационные биты поступают со входа непосредственно на выход, причём сначала идёт старший разряд, и на вход формирователя контрольных битов. По мере поступления сигнала триггеры формирователя контрольных битов заполняются контрольной группой. После 8 такта, когда информационные биты закончились, ключ K1 размыкается, ключ K2 переходит в нижнее положение. На выход кодера начинают поступать контрольные биты.Рис. 3.1. Структурная схема кодераОсновным элементом декодера циклического систематического (n, k) кода является генератор синдромов - схема деления на производящий полином g(x). Декодер также, как и кодер, может быть реализован программно или аппаратно. При аппаратной реализации декодера, генератор синдромов получается из схемы кодера исключением из неё ключа. Генератор синдромов выполняет две функции: - деление принятой из канала кодовой комбинации генератором синдромов, остаток при делении является признаком ошибки в кодовой комбинации, для регистрации которого используется логический элемент «ИЛИ»; - формирование синдромов ошибки той кратности, которую данный код гарантированно исправляет. Они нужны для исправления декодером ошибок, в качестве дешифраторов используются логические элементы «И». В зависимости от исправляющей способности кода таких синдромов может быть: один, если код исправляет ошибки первой кратности, два – если код исправляет ошибки второй кратности и так далее.Декодирование и проверка правильности принятого сообщения, так же, как и кодирование, выполняется путём деления на образующий полином. Отсутствие остатка от деления указывает на отсутствие ошибок в принятом кодовом слове, остаток от деления является синдромом ошибки и его вид позволяет определить количество и положение в кодовом слове искажённых символов.4. Расчет временных параметровСогласно техническому заданию, скорость передачи информации в системе составляет 10 слов/с. Отсюда время передачи слова из 8 бит составит 10 мс. Битовая информационная скорость 10∙8=80 бит/с.Выбранный корректирующий код (11, 8) для каждого слова приведет к увеличению битовой скорости потока в 11/8 раз. И время передачи бита кодового слова составит 1.25 ∙8/11 = 0.91 мс.Применение кодового разделения каналов требует расширения спектра и увеличения битовой скорости в 128 раз. Таким образом, битовая скорость передачи в канале составит 10∙11∙128 = 14080 бит/с и длительность элементарной посылки 71 мкс.Согласно принятому решению о передаче в кадре 4 измеряемых параметров и 1 одного синхрослова длина цикла составит 5 8-ми битовых слов. В отличие от систем ИКМ с временным группообразованием следует выбрать иной подход к выбору синхрослова. Целесообразно, вследствие мало меняющихся показаний приборов, выбрать наиболее отличающуюся комбинацию для определения границ кадра. В качестве такой комбинации можно использовать 8 нулей подряд.Для обеспечения тактовой синхронизации периферийных узлов целесообразно в качестве пилот-сигнала использовать посылки в виде меандра с удвоенной частотой следования 28160 бит/с.Центральная станция осуществляет опрос периферийных пунктов либо циклически, либо по программному алгоритму. При этом, вследствие разброса оконечных пунктов, при выбранной адресной последовательности Уолша выполняется поиск начала кадра, затем считываются данные. Выполнение опроса осуществляется с помощью микроконтроллера.5. Расчет энергетических параметровПо заданной вероятности битовой ошибки на выходе демодулятора, энергии шума, битовому интервалу можно рассчитать требуемую чувствительность приемника базовой станции.Заданная вероятность ошибки составляет 1.4∙10-4. По формулеМожно найти сначала требуемое отношение сигнал/шум:s/n = 2.6928.Отсюда можно найти требуемую мощность сигнала на входе приемника. Мы учитываем корреляционный прием кодовой последовательности, поэтому берем длительность бита кодовой посылки: Вт.