Konštrukcie signálového kódu (mrežová modulácia). Konštrukcie signálového kódu (CCS)

Uzavreté viacpolohové signály (napr. FM, AFM) poskytujú vysokú špecifickú rýchlosť y znížením energetickej účinnosti. Na druhej strane korekčné kódy môžu zlepšiť energetickú účinnosť s určitým znížením špecifickej rýchlosti. Každá z týchto metód poskytuje zisk jedného ukazovateľa výmenou za zhoršenie druhého. Zároveň je v mnohých prípadoch dôležité súčasne zvyšovať energetickú aj frekvenčnú účinnosť. Riešenie tohto problému je možné pri použití súborov viacpolohových signálov spolu s kódovaním na opravu chýb. V tomto prípade je samozrejme potrebné vytvoriť také sekvencie signálov, ktorých body sú v multidimenzionálnom priestore husto zbalené (pre zabezpečenie vysokej frekvenčnej účinnosti) a dostatočne rozmiestnené (pre zabezpečenie dostatočne vysokej energetickej účinnosti). Takéto sekvencie signálov, postavené na základe kódov na opravu chýb a viacpolohových signálov, sa nazývajú štruktúry signálových kódov (pozri kapitolu 7). Konvolučné a zreťazené kódy sa bežne používajú v CCM ako kódy na opravu chýb a signály PM, AFM a FMNF sa používajú ako viacpolohové signály.

Zariadenie, ktoré implementuje CCM, pozostáva z kodeku, modemu a zodpovedajúce zariadenia... Na zosúladenie kodeku binárneho kódu na opravu chýb a signálov polohy modemu sa často používa manipulačný kód Gray, v ktorom je väčšia Hammingova vzdialenosť medzi blokmi kódové znaky sa viaže na väčšia vzdialenosť podľa Euklida medzi im zodpovedajúcimi signálmi. Gray kód, vložený medzi kodek na opravu chýb a modem, konvertuje -pozičný kanál bez pamäte na binárny kanál s pamäťou dĺžky znakov. Grayov kód však nie je optimálny. Binárne zobrazenie symboly kanálov vo všeobecnosti vyžadujú nerovnakú ochranu vyrovnávacím kódom. Je to spôsobené skutočnosťou, že súbory viacpolohových signálov používaných v kanáloch sa vo väčšine prípadov ukážu ako neekvidistantné v prijímacom bode. Zodpovedajúce množiny binárnych symbolov manipulačného kódu nie sú rovnako vzdialené. V súčasnosti sú známe iné spôsoby porovnávania zdrojov správ a kanálov. Najmä metódy založené na hierarchickom

rozdelenie súboru signálov do súboru vnorených podsúborov s monotónne rastúcimi vzdialenosťami medzi nimi a výber kódov pre každú úroveň hierarchie tak, aby sa vyrovnali výsledné vzdialenosti. Plodnejšia je v tomto smere metóda konštrukcie CCM na základe zovšeobecneného zreťazeného kódovania. V tomto prípade sú externé kódy na opravu chýb konzistentné s internými kódmi, ktoré sú vnorenými podzostavami signálov. Príklad vytvorenia štruktúry signál-kód (kombinovaná modulácia) pomocou mriežkových Angerboek kódov je uvedený v § 7.3.

Je tiež možné skonštruovať SCC na základe viacrozmerných signálov, ktoré umožňujú zvýšiť počet pozícií signálu bez výrazného zmenšenia vzdialenosti medzi nimi. Malo by sa však pamätať na to, že konštrukcia pokročilejších CCM je spojená s nevyhnutnou komplikáciou ich implementácie.

Výkonnostné ukazovatele CCM sú určené nasledujúcimi pomermi:

kde um - ukazovatele účinnosti modulačného systému (modem); DRC - energetický zisk kódovania (kodek); frekvenčná účinnosť kodeku.

Výsledky výpočtu ukazujú (obr. 11.6), že použitie CCM umožňuje súčasne získať zisk v energetickej aj frekvenčnej účinnosti a v každom prípade zisk v jednom ukazovateli bez zhoršenia druhého. Takže systém FM-8-SK pri použití perforovaného konvolučného kódu s rýchlosťou poskytuje zisk energie bez zníženia špecifickej rýchlosti y a systém AFM-16-SK s obmedzením kódu zisk v špecifickej rýchlosti bez zníženia energetickej účinnosti Informačná účinnosť týchto systémov

Konštrukcie signálových kódov založené na signáloch FMNF a konvolučných kódoch sú veľmi zaujímavé. Fázové zmeny signálov FMNF majú tvar pravidelnej mriežky, podobne ako mriežkový diagram SC. To umožňuje kombinovať demodulačné a dekódovacie postupy v systéme ChMNF-SK spracovaním signálov pri príjme pomocou jedinej mriežky signál-kód pomocou Viterbiho algoritmu (AB) alebo Klovského-Nikolaevovho algoritmu (AKN).

Aplikácia viacpolohového KAM v čistej forme spojené s problémom nedostatočnej odolnosti proti hluku. Preto sa vo všetkých moderných vysokorýchlostných protokoloch používa QAM v spojení s mriežkovým kódovaním - zvláštny druh konvolučné kódovanie. Výsledok bol Nová cesta modulácia tzv mriežková modulácia(TCM - Trellis Coded Modulation). Kombinácia špecifickej QAM kódu na opravu chýb v domácnosti technickú literatúru nesie meno signál-kódová štruktúra (CCS). SCM umožňujú zvýšiť odolnosť voči šumu prenosu informácií spolu so znížením požiadaviek na odstup signálu od šumu v kanáli o 3-6 dB. V tomto prípade sa počet signálových bodov zdvojnásobí pridaním jedného redundantného vytvoreného konvolučným kódovaním k informačným bitom. Blok bitov rozšírený týmto spôsobom sa podrobí rovnakej QAM. V procese demodulácie je prijatý signál dekódovaný pomocou Viterbiho algoritmu. Práve tento algoritmus vďaka použitiu zavedenej redundancie a znalosti prehistórie prijímacieho procesu umožňuje výber najspoľahlivejšieho referenčného bodu zo signálového priestoru podľa kritéria maximálnej pravdepodobnosti.

Voľba metód modulácie a kódovania sa redukuje na hľadanie takého vyplnenia signálového priestoru, ktorý poskytuje vysoká rýchlosť a vysoká odolnosť proti hluku. Kombinácia rôznych súborov viacpolohových signálov a kódov na opravu chýb dáva vznik mnohým variantom štruktúr signálov. Možnosti koordinované určitým spôsobom, poskytujúce zlepšenie energetickej a frekvenčnej účinnosti, sú konštrukcie signálového kódu. Problém nájdenia najlepšieho CCM je jedným z najťažších problémov v teórii komunikácie. Moderné vysokorýchlostné modulačné protokoly (V.32, V.32bis, V.34 atď.) vyžadujú povinné používanie štruktúr signálových kódov.

Všetky dnes používané CCM používajú konvolučné kódovanie s rýchlosťou (ha-1 /NS), tie. pri prenose jedného signálneho prvku sa používa iba jeden redundantný binárny symbol.

Typický kódovač používaný v spojení s modulátorom FM-8 je znázornený na obr. 6.7. Ide o konvolučný kódovač s relatívnou kódovou rýchlosťou 2/3. Ku každému dvom informačným bitom na vstupe kódovač porovnáva trojsymbolové binárne bloky na svojom výstupe, ktoré sú privádzané do modulátora PM-8.

Ryža. 6.7.

Použitie PM signálov je spojené s riešením problému fázovej nejednoznačnosti nosnej vlny získanej na príjme. Tento problém je riešená vďaka relatívnemu (diferenciálnemu) kódovaniu, ktoré v systémoch bez kódovania na opravu chýb vedie k násobeniu chýb. V systémoch s kódovaním na opravu chýb sa používa aj relatívne kódovanie. V tomto prípade je dôležitá postupnosť zapínania relatívneho a chyby opravujúceho kódovača.
Rozlišujte medzi vonkajším a vnútorným relatívnym kódovaním. Pri internom kódovaní je relatívny kodér umiestnený na výstupe kódovača na opravu chýb a na prijímacej strane je relatívny dekodér zapnutý na vstupe dekodéra na opravu chýb (obr. 6.8, a). V tomto prípade musí byť kódovač na opravu chýb schopný vysporiadať sa s chybami zoskupovania.

Vonkajšie relatívne kódovanie je v niektorých prípadoch výhodnejšie, pretože zdroj šírenia chyby - relatívny dekodér - je zahrnutý na výstupe dekodéra odolného voči hluku (obr. 6.8, b). To však teraz predstavuje ťažkosti pri dekódovaní v dôsledku nejednoznačnosti fázy referenčného tvaru vlny počas demodulácie. Pri FM-2 vedie nejednoznačnosť fázy referenčnej oscilácie (0 alebo z) k javu " spätná práca", ktorý spočíva v tom, že prenášané jednotlivé bity sú prijímané ako nula a nulové bity naopak ako jedna. Pri väčšom počte fázových pozícií je možná nielen inverzia, ale aj permutácia binárnych symbolov. necitlivé na fázovú neistotu referenčného tvaru vlny Je známych niekoľko typov CCM, ktoré poskytujú transparentnosť fázovej neistote obnoveného nosiča. (n - \ / n), tie. používa sa iba jeden nadbytočný binárny znak.

Vynález sa týka telekomunikácií. Technický výsledok spočíva v rozšírení oblasti použitia metódy na generovanie signálno-kódovej štruktúry (SCC). V tejto metóde sa pri výpočte konečnej rýchlosti kódu na opravu chýb berú do úvahy manipulačné časy všetkých frekvenčných subkanálov, čo umožňuje dosiahnuť zavedenie takého množstva redundancie, ktorá zaisťuje stálosť daného objemu. prenášané informácie za jednotku času a tým rozširuje oblasť použitia metódy pre synchrónne aj synchrónne systémy prenos. 6 chorých.

[0001] Vynález sa týka telekomunikácií, najmä spôsobov prenosu diskrétnych informácií, najmä spôsobov generovania štruktúr signálového kódu (SCC). Metódu je možné použiť na prenos informácií zo zdrojov synchrónneho zaťaženia cez rádiové komunikačné kanály v rozsahu dekametrov, ako aj cez iné kanály s nestacionárnymi parametrami. Nárokované technické riešenie rozširuje arzenál nástrojov na podobný účel. Je známy spôsob vytvárania CCM (pozri napríklad US patent 5396518, 1995), v ktorom sa prijíma zdroj správy informačný blok symbolov, demultiplexovať ho do dvoch prúdov, z ktorých jeden je zakódovaný kódom na opravu chýb a perforovaný. Ďalej sú oba toky konvertované zo sériového na paralelné a zakódované manipulačným kódom a potom sú manipulované signály generované a prenášané do komunikačného kanála. Nevýhoda túto metódu je redundancia ním vytvoreného SCC, ktorá je spôsobená potrebou používať výkonné kódy na opravu chýb a najjednoduchšie manipulačné metódy na zabezpečenie danej kvality prenos informácií. Tento spôsob tvorby SCC pri použití na kanáloch s nestacionárnymi parametrami vedie k poklesu v šírku pásma prenosové systémy. Známy je aj spôsob generovania SCC (pozri napríklad US patent 5457705, 1995), v ktorom sa informačný blok symbolov prijíma zo zdroja správ a konvertuje sa zo sériového na paralelný. Potom ho zakódujú kódom na opravu chýb. Ďalej je kódovaný blok symbolov prepichnutý a zakódovaný manipulačným kódom, po čom sa vygenerujú manipulované signály a prenesú sa do komunikačného kanála. Nevýhodou tohto spôsobu je aj redundancia ním tvoreného SCC, ktorá je spôsobená potrebou použitia výkonných kódov na opravu chýb a najjednoduchších manipulačných metód na zabezpečenie danej kvality prenosu informácií. Tento spôsob tvorby SCC pri použití na kanáloch s nestacionárnymi parametrami tiež vedie k zníženiu priepustnosti prenosovej sústavy. Technickou podstatou je nárokovanému spôsobu vytvárania SCC (pozri napríklad US patent 6330277, 2001), v ktorom sa informačný blok symbolov prijíma zo zdroja správy a je zakódovaný kódom na opravu chýb. v pôvodnom kurze. Zároveň sa vo frekvenčných subkanáloch generujú testovacie signály, ktoré sa prenášajú do komunikačného kanála a na prijímacej strane komunikačného kanála sa pomocou nich hodnotí kvalita subkanálov. Prijímané údaje o kvalite práce podkanálov podľa kanála spätná väzba sú prenášané na vysielaciu stranu komunikačného kanála, kde pre každý frekvenčný subkanál určujú kľúčovaciu rýchlosť a vypočítavajú konečnú kódovú rýchlosť. Potom sú redundantné kontrolné symboly v bloku kódovaných symbolov punktuované, po čom je tento blok preložený. Ďalej sa manipulované signály generujú vo frekvenčných subkanáloch a kombinujú sa do nich skupinový signál, ktorý sa prenáša do komunikačného kanála. Na prijímacej strane sa prijíma a deteguje v každom frekvenčnom subkanáli a potom sa rozkladá, potom sa blok symbolov deperforuje a potom sa dekóduje a prenesie do záťaže. Známy prototypový spôsob poskytuje v porovnaní s vyššie diskutovanými analógmi určité zníženie redundancie v dôsledku adaptívnej zmeny parametrov SCC, ako je frekvencia manipulácie vo frekvenčných subkanáloch, ako aj rýchlosť kódu na opravu chýb. . Nevýhodou prototypu je úzky rozsah jeho použitia. Je to spôsobené širokým rozsahom zmien v redundancii ním tvoreného SCC a rýchlosti prenosu informácií v kanáli v dôsledku veľkých rozdielov v parametroch komunikačného kanála, čo v konečnom dôsledku vedie k vysokej pravdepodobnosti narušenia komunikácie a robí prototypovú metódu neprijateľnou pre synchrónne prenosové systémy vyžadujúce konštantné množstvo informácií prenášaných za jednotku času. Cieľom vynálezu je vyvinúť spôsob generovania SCC, rozširujúci rozsah jeho použitia pre synchrónne aj asynchrónne prenosové systémy. Tento cieľ sa dosahuje tým, že v známy spôsob vytvorenie SCC, ktoré spočíva v tom, že informačný blok symbolov je prijatý zo zdroja správy rýchlosťou V ist, zakódovaný kódom na opravu chýb s počiatočnou rýchlosťou R a cx, testovacie signály sú generované v K frekvenčných subkanálov, kde 6K48, ktoré sú prenášané do komunikačného kanála a na príjme na strane komunikačného kanála vyhodnocujú kvalitu subkanálov, získané údaje o kvalite subkanálov sú prenášané cez spätnoväzbový kanál do vysielacej strane komunikačného kanála, kde pre každý i-tý frekvenčný subkanál určia manipulačnú rýchlosť Mi, kde i = 1, 2, ..., K, vypočítajú konečnú kódovú rýchlosť R con, prerazia nadbytočné kontrolné symboly v kódovanom bloku symbolov, po ktorých sa prekladá, tvoria manipulované signály v K frekvenčných podkanáloch v jednotkovom intervale s trvaním t unm, tvoria skupinový signál, ktorý sa prenáša do kanálovej komunikácie, prijíma ho na prijímacej strane a detekovať ho v každom frekvenčnom subkanáli a potom odstrániť preklad , po ktorom je blok symbolov deperforovaný a následne dekódovaný a prenesený do záťaže, je predbežne vypočítaný minimálny počet symbolov N min prípustný na prenos v kanáli pre jeden jednotkový interval t int podľa vzorca N min = V ist t int. Po určení násobnosti manipulácie Mi pre všetky subkanály sa tieto spočítajú a od získaného súčtu N sa odpočíta hodnota Nmin. Pri kladnom rozdiele sa konečná kódová rýchlosť R end vypočíta podľa vzorca R end = N min / N a pri zápornom rozdiele sa kvalita kanála považuje za neuspokojivú. Na posúdenie kvality všetkých frekvenčných subkanálov sa meria pomer signálu k interferencii v každom subkanáli na prijímacej strane komunikačného kanála. Manipulačná rýchlosť Mi v i-tom frekvenčnom subkanáli je určená v súlade s predtým vypočítanou tabuľkou závislostí hodnôt manipulačnej rýchlosti od kvality frekvenčného subkanála pre zvolený prevádzkový režim. Trvanie t unm intervalu jednotiek sa volí v intervale 220 ms. Vďaka novej sade základných vlastností v nárokovanej metóde sa pri výpočte konečnej rýchlosti kódu na opravu chýb berú do úvahy manipulačné rýchlosti všetkých frekvenčných subkanálov, čo umožňuje zaviesť také množstvo redundancie, ktorá zaisťuje stálosť daného množstva informácií za jednotku času a teda rozširuje rozsah nárokovaného spôsobu pre synchrónne a asynchrónne prenosové systémy. Analýza doterajšieho stavu techniky umožnila stanoviť, že analógy charakterizované súborom znakov, ktoré sú identické so všetkými znakmi nárokovaných technické riešenie, chýbajú, čo naznačuje zhodu nárokovaného spôsobu s "novou" podmienkou patentovateľnosti. výsledky vyhľadávania známe riešenia v tejto a príbuzných oblastiach techniky s cieľom identifikovať znaky, ktoré sa zhodujú so znakmi nárokovaného predmetu odlišného od prototypu, ukázali, že explicitne nevyplývajú zo stavu techniky. Doterajší stav techniky tiež neodhalil poznatky o vplyve transformácií predpokladaných podstatnými znakmi nárokovaného vynálezu na dosiahnutie špecifikovaných technický výsledok... Nárokovaný vynález teda spĺňa požiadavku patentovateľnosti na "krok vynálezu". Nárokovaný spôsob je znázornený na výkresoch: Obr. 1 - Obr. funkčný diagram prenosové systémy; obr. 2 je schéma znázorňujúca proces vysielania a prijímania testovacích signálov; obr. 3 je diagram znázorňujúci tok informácií v prenosovej ceste; obr. 4 - tabuľka závislostí hodnôt rýchlosti manipulácie od kvality frekvenčného subkanálu; obr. 5 je diagram znázorňujúci tok informácií v prijímacej ceste; obr. 6 - grafy závislosti rýchlosti prenosu informácií na šírke pásma komunikačného kanála. Nárokovaný spôsob môže byť implementovaný nasledujúcim spôsobom... Známe prístupy k implementácii metód tvorby CCM (pozri napríklad J. Prokis. “ Digitálna komunikácia"M .: Rádio a komunikácia, 2000, s. 319-322 alebo Grigoriev V.A." Prenos signálu v zahraničných informačných a technických systémoch "St. Petersburg: VAS, 1995, s. 10-13) zahŕňajú činnosti obsiahnuté v analógoch opísaných vyššie . všeobecný pohľad zahŕňa vysielaciu a prijímaciu stranu (obr. 1), prepojené komunikačným kanálom. Parametre CCM v takomto systéme sa nastavujú naraz na celú dobu jeho prevádzky na základe najhorších prevádzkových podmienok komunikačného kanála. Dosiahnutie maximálnej priepustnosti je možné len na kanáloch s konštantnými parametrami (stacionárne kanály). Väčšina skutočných komunikačných kanálov je nestacionárnych, ktorých stav a kvalita sa v čase mení. Typickým príkladom nestacionárneho kanála je krátkovlnný rádiový kanál využívajúci ionosférické šírenie elektromagnetické vlny... Na zvýšenie odolnosti voči šumu pri prevádzke v kanáloch s nestacionárnymi parametrami v systéme na prenos diskrétnych informácií sa používa frekvenčná diverzita, v ktorej sa manipulované signály môžu prenášať v K frekvenčných subkanáloch. Počet použitých subkanálov je určený celkovou šírkou pásma F pridelenou na prevádzku komunikačného kanála a trvaním intervalu jednotkového signálu tint. Vychádzajúc zo skutočnosti, že trvanie jednotkového intervalu je nastavené konštruktérom z dôvodov dostatočnosti výkonu signálu, potom frekvenčné pásmo subkanála f a počet subkanálov K sú určené výrazmi (pozri napr. "Vojensko-technické základy stavebných komunikačných prostriedkov a komplexov" / Ed. A.A. Kolesnikova L .: VAS, 1977, s. 65): V súlade s tým sa prenosová rýchlosť informačných symbolov Vist, ktorá môže byť poskytovaná cez kanál s danou spoľahlivosťou, vypočítava ako:

R je rýchlosť kódu na opravu chýb;
Mi je multiplicita manipulácie v i-tom subkanáli, kde i = 1K. Napríklad hodnota trvania jednotkového intervalu pre signály FM sa vyberá z rozsahu 220 ms (pozri napríklad Petrovič NT „Prenos diskrétnych informácií v kanáloch s kľúčovaním fázovým posunom“. M .: Soviet radio, 1965, 262 s.) ... V dôsledku toho môže byť šírka pásma každého subkanálu 500 - 50 Hz. Ak vezmeme do úvahy, že multiplicita manipulácie M cp spriemerovaná cez všetky subkanály sa rovná 2 a rýchlosť kódu na opravu chýb Rcon je 1/2, potom môžeme dospieť k záveru, že so šírkou pásma rovnou efektívne prenášanej šírky pásma kanála s tónovou frekvenciou 3100 Hz, počet subkanálov K potrebný na zabezpečenie požadovanej prenosovej rýchlosti správy V zdroj rovný 1200 bit/s bude ležať v rozsahu 648. B adaptívne systémy je potrebné kontrolovať kvalitu kanálov. Najčastejšie sa kontrola vykonáva na prijímacej strane a informácie o výsledkoch kontroly sa odosielajú cez kanál spätnej väzby ( bodkovaná čiara 1) na vysielaciu stranu. Na základe týchto informácií je možné vykonať určité zmeny v procese prenosu správ: zvýšiť alebo znížiť počet manipulácií, zaviesť alebo odstrániť redundanciu pomocou kódovania a perforácie na opravu chýb. Zmena parametrov prenosového kanála sa však môže vyskytnúť v pomerne širokom rozsahu hodnôt a viesť k rovnakým globálnym zmenám v parametroch SCC, čo vedie k kolísaniu rýchlosti prenosu informácií. Z literatúry (pozri napríklad V.A. Grigoriev "Prenos signálu v zahraničných informačných a technických systémoch" , hlasové alebo obrazové signály, vyžaduje udržiavanie konštantnej rýchlosti prenosu informácií. V dôsledku toho môže byť prenos synchrónnych typov záťaže v takýchto systémoch neúčinný a nespoľahlivý. Vzniká tak rozpor medzi potrebou vytvoriť štruktúru SCC, v ktorej sa rovnaké množstvo informácií prenáša do komunikačného kanála za jednotku času, a možnými výkyvmi parametrov kanála, ktoré si vyžadujú zmenu tohto objemu. Nárokovaný spôsob je zameraný na vyriešenie tohto rozporu, ktorý je vysvetlený nasledovne. Informačný blok symbolov (obr. 3a), pozostávajúci z m znakov, kde m = 1,2,3. ... ... , prijímať zo zdroja správy s prenosovou rýchlosťou V zdroj. Každý znak pozostáva z k binárnych symbolov, kde k = 1,2,3 ... (obr. 3a). Je známe (pozri napr. Fink L.M. "Teória prenosu diskrétnych správ" M.: Soviet radio, 1970, s. 82-89), že na dosiahnutie požadovanej spoľahlivosti prenášanej cez kanál digitálne informácie, použite kódovanie na opravu chýb. V nárokovanom spôsobe sa na to vykonáva redundantné kódovanie, ktoré spočíva v pridávaní dodatočných g kontrolných symbolov ku každému znaku z k symbolov (obr. 3b). Počet kontrolných symbolov sa volí z podmienky dosiahnutia korekčnej schopnosti kódu pre najhoršia kvalita komunikačný kanál (pozri napr. „Prvky teórie prenosu diskrétnych informácií“ / Pod redakciou LP Purtov, Moskva: Svyaz, 1972, s. 140-143), pričom počiatočný kódový pomer je určený výrazom :

Reálne parametre komunikačného kanála sa neustále menia. Za týchto podmienok sa počet kontrolných symbolov môže ukázať ako nadmerný na dosiahnutie požadovanej spoľahlivosti prenášaných informácií, čo povedie k neodôvodnenému zníženiu rýchlosti prenosu informácií. To sa dá eliminovať operáciou prepichovania (perforácie) nepotrebných kontrolných znakov (pozri napr. V.A. Grigoriev „Prenos signálu v zahraničných informačných a technických systémoch“ Petrohrad: VAS, 1995, s. 52) Okrem toho musí počet prepichnutých symbolov zodpovedať parametrom komunikačného kanála. Na tento účel sa v nárokovanom spôsobe vopred určia kvalitatívne parametre komunikačného kanála, napríklad vyhodnotením pomeru signál/úroveň rušenia na prijímacej strane komunikačného kanála. Na to sú na vysielacej strane generované testovacie signály v každom z frekvenčných subkanálov (obr. 2a), z ktorých je generovaný signál v základnom pásme, ktorý je potom prenášaný cez komunikačný kanál. Signál v základnom pásme prijatý na prijímacej strane sa odfiltruje a pre každý subkanál sa meria pomer signálu k šumu (obr. 2b). Je známe (pozri napr. Fink LM „Teória prenosu diskrétnych správ“ M.: Sovetskoe radio, 1970, s. 604, obr. 9.10), že pri určitej úrovni signálu / rušenia sa dosiahne požadovaná spoľahlivosť pri prenose SCC je potrebné zvoliť zodpovedajúcu multiplicitu manipulácie. Napríklad pri používaní kľúčovanie fázovým posunomúrovne signálu / šumu a zodpovedajúce hodnoty multiplicity manipulácie sú uvedené v tabuľke na obr. Pomocou dát zobrazených v tabuľke na obr. 4 pre každý i-tý subkanál, kde i = 1,2, ..., K, sa určí požadovaná manipulačná násobnosť Mi. Je známe, že v synchrónnych komunikačných systémoch, aby sa zabezpečila ich spoľahlivosť, je potrebné udržiavať stálosť množstva informácií prenášaných do kanála za jednotku času počas celej komunikačnej relácie. Na tento účel je v prvom rade potrebné určiť hodnotu tohto objemu. Na tento účel sa v nárokovanom spôsobe predbežne vypočíta počet informačných symbolov Nmin, minimálny povolený prenos v kanáli pre jeden jednotkový interval tint, podľa vzorca:
N min = V zdroj t int. (5)
Hodnota N min charakterizuje minimálnu povolenú šírku pásma komunikačného kanála potrebnú na zabezpečenie prenosu informácií rýchlosťou V zdroja. Potom je potrebné určiť skutočnú (skutočnú) šírku pásma komunikačného kanála vzhľadom na jeho kvalitu a vyvodiť záver o dostatočnosti alebo nedostatočnosti tejto šírky pásma na prenos požadovaného množstva informácií. Na tento účel sa vypočíta skutočná priepustnosť N komunikačného kanála určité hodnoty multiplicita kľúčovania Mi všetkých frekvenčných subkanálov, ktoré sa zase rovnajú kapacite týchto subkanálov. Je zrejmé, že na splnenie podmienky dostatočnosti je potrebné, aby skutočná šírka pásma N komunikačného kanála presahovala minimálnu prípustnú šírku pásma komunikačného kanála, alebo inými slovami, aby bola splnená nerovnosť:
= N-N min 0. (6)
Hodnota definuje rezervu šírky pásma, ktorá sa používa na zavedenie redundancie do správy počas kroku kódovania na opravu chýb. Avšak množstvo redundancie zavedené počas kódovania pri pôvodnej rýchlosti R a cx môže byť väčšie ako prípustné množstvo redundancia, určená hodnotou, ktorá môže viesť k zníženiu podielu informácií prenášaných do kanálu pod hodnotu N min a následne k výpadku komunikácie. Aby sa tomu zabránilo, je potrebné znížiť množstvo redundancie, to znamená zvýšiť rýchlosť kódu na opravu chýb. Zvýšenie rýchlosti kódu na opravu chýb je možné vykonať perforovaním kontrolných symbolov „extra“. V tomto prípade bude hodnota konečnej sadzby kódu R con určená výrazom:

V prípade, že nie je zásoba šírky pásma, t.j. hodnota bude menšia ako 0, potom prenos informácií rýchlosťou V ist nebude možný. Komunikačný kanál je nefunkčný dané podmienky... Ďalej, aby sa dosiahla vyššia spoľahlivosť prenášanej informácie v nárokovanom spôsobe, vykonáva sa operácia prekladania symbolov, čím sa vznikajúce chyby stávajú štatisticky nezávislými (pozri napr. J. Prokis. "Digitálna komunikácia" M.: Rádio). a komunikácia, 2000, s. 400-402) ... Princíp prekladania je znázornený na obrázku 3c, 3d. Bloky výstupných symbolov sú vytvorené zo symbolov vstupných blokov, ktoré majú rovnaké indexy (obr. 3d). Napríklad prvý blok výstupných symbolov je vytvorený z prvých symbolov prvého a nasledujúcich blokov, druhý z druhého atď. Potom sa pre každý subkanál generujú manipulované signály (obr. 3e) konverziou binárny znak v harmonický signál zosúladiť s súvislý kanál komunikácia. Ďalej sa vytvorí skupinový signál (obr. 3e). pracovný pás frekvencie prenosového kanála lineárnym sčítaním kľúčovaných signálov frekvenčných subkanálov, ktoré sú prenášané do komunikačného kanála. Prenos perforovaného bloku symbolov sa môže uskutočniť v z jednotkových intervaloch tint, ako je znázornené na obr. 3d. Hodnota z je priamo úmerná dĺžke perforovaného bloku a nepriamo úmerná počtu frekvenčných subkanálov a kľúčovacím pomerom nastaveným pre tieto subkanály. Napríklad na prenos punktovaného bloku s dĺžkou 40 symbolov cez 20 subkanálov, v každom z ktorých je kľúčovací faktor 2, bude potrebný interval 1 jednotky, t.j. z sa bude rovnať 1. Na prijímacej strane kanálu (obr. 5) je prijímaný skupinový signál (obr. 5 a) a detekovaný vo všetkých frekvenčných subkanáloch (obr. 5 b). Potom sa prijaté symboly rozložia (obr. 5b, 5c). Operácia rozkladania je inverzná k vkladaniu a spočíva v obnovení pôvodného poradia symbolov. Ďalej sa kódovaný blok symbolov zbaví perforácie (obr. 5c), t.j. v prijatom bloku označujú perforované výboje, vkladajúce sa na ich miesto náhodné znaky(napríklad nuly) (pozri napr. Grigoriev VA „Prenos signálu v zahraničných informačných a technických systémoch“ Petrohrad: VAS, 1995, s. 52). Potom sa deperforovaný blok dekóduje (obr. 5d), aby sa obnovili informačné symboly skreslené interferenciou z paritných symbolov. Dekódujte dierované kódy zdrojový kód, sa vykonávajú pri počiatočnej rýchlosti R ref. Prijatý informačný blok symbolov sa prenesie do záťaže. Možnosť získania špecifikovaného technického výsledku možno preukázať pomocou porovnávacie charakteristiky závislosti informačná rýchlosť v prenosovom kanáli z jeho šírky pásma. Nech je prenosová rýchlosť zdroja správ V zdroj = 1200 bit/s, počiatočná kódová rýchlosť R a cx je 1/2, hodnoty kľúčovacej frekvencie vo frekvenčných podkanáloch nadobúdajú hodnoty „1“, "2", "3", trvanie jednotkového intervalu je tint sa rovná 20 ms a počet frekvenčných podkanálov K je 48. Minimálny povolený počet symbolov prenášaných v jednom jednotkovom intervale poskytujúci zdroj rýchlosti V , sa bude rovnať 24 a za jednu sekundu - 1200. e. z jeho kvality, ako výsledok sa získa prototyp a nárokovaná metóda simulácia a prezentované na Obr. Analýza týchto závislostí ukazuje, že zmena šírky pásma kanála spôsobuje zmenu rýchlosti prenosu informácií v prototype, zatiaľ čo rýchlosť prenosu informácií v systéme pracujúcom podľa nárokovanej metódy zostáva konštantná, čo zaisťuje spoľahlivý výkon komunikačné kanály využívajúce synchrónne aj asynchrónne záťaže, t.j. rozširuje rozsah nárokovaného spôsobu.

Nárokovať

1. Spôsob generovania štruktúry signál-kód, ktorý spočíva v tom, že informačný blok symbolov je prijatý zo zdroja správy rýchlosťou V ist, zakódovaný kódom na opravu chýb s počiatočnou rýchlosťou, testovacie signály sú generované v K frekvenčných subkanáloch, kde 6K48, ktoré sú prenášané do komunikačného kanála a na prijímacej strane komunikačného kanála vyhodnocujú kvalitu subkanálov, získané údaje o kvalite subkanálov sú prenášané cez spätnoväzbový kanál na vysielaciu stranu komunikačného kanála, kde sa pre každý i-tý frekvenčný subkanál určí manipulačná rýchlosť Mi, kde i = 1, 2, ..., K, vypočíta sa konečná kódová rýchlosť R, nadbytočná kontrola symboly v kódovanom bloku symbolov sú punktované, po ktorých sa prekladá, generujú sa manipulované signály v K frekvenčných subkanáloch v jednotkovom intervale s trvaním t int, vytvára sa skupinový signál, ktorý sa prenáša na komunikačný kanál, prijíma sa na prijímacej strane a detekované v každom frekvenčnom subkanáli le, a potom sa blok symbolov získaný po detekcii rozloží, deperforuje, potom sa dekóduje a prenesie do záťaže, ktorá sa vyznačuje tým, že na výpočet konečnej kódovej rýchlosti Rcon je minimálny počet symbolov N min povolený na prenos v kanál sa predbežne vypočíta pre jeden jednotkový interval t int podľa vzorca N min = V ist t int a po určení násobnosti manipulácie M i pre všetky subkanály sa spočítajú a hodnota N min sa odčíta od výsledný súčet N a s kladným rozdielom sa konečná kódová rýchlosť Rfin vypočíta podľa vzorca Rfin = N min / N, a ak je záporná, kvalita kanála sa považuje za neuspokojivú. 2. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že na vyhodnotenie kvality všetkých frekvenčných subkanálov sa meria pomer signálu k interferencii v každom subkanáli na prijímacej strane komunikačného kanála. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že násobnosť manipulácie Mi v i-tá frekvencia subkanál je určený v súlade s predtým vypočítanou tabuľkou závislostí hodnôt manipulačnej rýchlosti od kvality frekvenčného subkanálu pre zvolený prevádzkový režim. 4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že trvanie tint jednotkového intervalu sa volí v intervale 220 ms.