Комерциялық емес акционерлік қоғам
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ
Автоматты электрбайланыc кафедрасы
ЦИФРЛЫҚ БАЙЛАНЫС ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
5В0703 – Байланыстағы ақпараттар жүйесі мамандығының барлық оқу бөлімінің студенттері үшін курстық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар
Алматы 2010
ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Қ.С. Чежимбаева., Д.А. Абиров Цифрлық байланыс технологиялары. 5В0703 – Байланыстағы ақпараттар жүйесі мамандығының барлық оқу бөлімінің студенттері үшін курстық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар.- Алматы: АЭжБИ, 2010.-19б.
Әдістемелік нұсқаулар 100-ден аса нұсқалы бастапқы мәліметті тапсырмасы бар курстық жұмысты орындауға арналған және де курстық жұмыстың мазмұны мен хаттауына қойылған талаптардан тұрады. Тағы да, ұсынылған әдебиеттер тізімі берілген.
5В0703 – Байланыстағы ақпараттар жүйесі мамандығының студенттеріне арналған әдістемелік нұсқаулар.
Алғысөз
Электрбайланыстағы телекоммуникация желілерінің дамуы дискретті хабар берудің рөлін және мәнін жоғарылатады.
Бұл пәннің мақсаты цифрлық сигналдарды берудің, қазіргі заманға сай ғылыми негізін және цифрлық байланыс технологияларының жағдайын, цифрлық жүйелерінің берілуін және өңделуінің іске асу шекарасы және мүмкіндіктері жайында түсініктеме беру, деректерді беру құрылғысының қасиеттерін және олардың мақсатына сай қызмет істеуін анықтайтын заңдылықтарды түсіндіру. Ол қазіргі заманғы технологияға сай цифрлық ақпараттың құрылуы мен берілуіне сәйкес, байланыс - инженерлердің дайындығын тереңдетеді және дамытады.
«Цифрлық байланыс технологиялары» пәні: «Электрбайланыс теориясы», «Электр тізбектерінің теориясы», «Математика», «Физика», «Телекоммуникациялық жүйені АЖЖ негізі», «Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар», «Ықтималдықтар теориясы және математикалық статистика», «Телекоммуникация жүйелеріндегі цифрлық сигналдарды өңдеу негіздері» және тағы басқа осындай пәндердің теориясы негізінде базаланады. Ол осы пәндерді танып білудің негізі болып табылады, байланыс желісінің құрылу және жұмыс істеу принциптерін түсіну базасы болып қызмет етеді.
«Цифрлық байланыс технологиялары» пәні негізінде «Көп арналы байланыс жүйесі», «Цифрлық беру жүйелері», «Байланыс желілері» және тағы басқа пәндердің берілуі жүргізіледі.
ЦБТ пәнiн оқу нәтижесiнде студент:
- цифрлық сигналдардың берілу және өнделу жүйесін құру принциптерін, оралғыға (бөгеулікке) тұрақты және цифрлық байланыс жүйесінде беру жылдамдығын жоғарлататын бағдарлама - аппараттық әдістерін, байланыс арнасын тиiмдi пайдалану әдiстерiн игерiп бiлуi керек;
- құрал - жабдықтарының жұмыс iстеуіне сыртқы факторлардың әсерiн талдап негiзгi қызметтiк тораптарды есептей алатын болуы керек,
- бағдарлама - аппараттық жабдықтарын жобалау мен есептеу үшiн компьютер техникасын еркiн қолдануға машықтануы тиiс.
ЦБТ пәнiнiң негiзгi мақсаты- студенттердi ЦБТ теориясы мен жүйесiн құру алгоритімiн оқыту, сонымен қатар, олардың негiзгi сипаттамаларын инженерлiк есептеудiң әдiстемесiмен тәжірибе жүзiнде машықтандыру және цифрлық жүйелерді және желілерді техникалық түрде пайдалану әдістеріне үйрету.
«Цифрлық байланыс технологиялары» пәні студенттерге үшінші курстың бесінші семестрінде оқытылады. Бұл пәнді оқыту нәтижесінде студенттер цифрлық сигналдарды беру әдістері мен құрастыру принциптері бойынша, ғылыми негізінде және қазіргі заманғы цифрлық байланыс технологияларына сай білім алады.
Бесінші семестрде студенттер осы пән бойынша кешенді түрде емтихан тапсырады. Алдымен, 30 сұрағы бар тест өткізіледі, оны өту үшін 16 немесе одан көп сұраққа жауап беру керек. Тесті тапсырған студенттер қанағат деген бағаны ала алады, жоғары баға алу үшін олар осы пәннен жазбаша емтихан тапсырады. Емтихан билетіне 1 есеп және 2 теориялық сұрақ кіреді. Жақсы деген бағаны алу үшін есепті дұрыс шығарып және оның шығаралуын түсіндіру керек. Өте жақсы деген бағаны алу үшін 2 теориялық сұраққа жазбаша жауап беріп және емтихан қабылдаған мұғалім талап еткен жағдайда оның мағынасын ауызша түсіндіруге дайын болуы керек.
«Цифрлық байланыс технлогиялары» пәнінен курстық жұмыс орындалады.
Оқу процесінде орындалатын курстық жұмыс, студенттерге «Цифрлық байланыс технлогиялары» курсының бөлімдерінің негізін түсініп, инженерлік практика кезінде кездестірілетін есептерді шығару дағдысына көмектеседі.
Курстық жұмыс ақпарат көзі мен ақпаратты қабылдаушы арасындағы күре жолда деректерді беруді (КЖДБ) жобалауға арналған. Күре жолда деректерді берудің сапасына, деректердің берілу тұрақтылығы және сенімділігі бойынша өте үлкен талаптар қойылады, сондықтан коммутацияланбайтын КЖДБ жобаланады. Берудің сенімділігін арттыру үшін, үзіліссіз берілетін және қабылдағышпен бұғаттайтын шешуші кері байланыс жүйесін қолдану керек. Коданың түрі - циклдық. Бұл есептердің шешімі тапсырманың негізгі мақсатын, яғни - ол телекоммуникациялық жүйені үлгілеуді ашады. Телекоммуникациялық жүйені үлгілеу үшін, циклдық кодтың кодалаушы және декодалаушы құрылғысын модуляция және демодуляция арқылы «System View» дестесін қолданып, өз нұсқасы бойынша сұлбаны қарастыру керек. «Цифрлық байланыс технологиялары» - тапсырмасын орындаудың алдында, курстық жұмысты безендіру мен орындау талаптары мен нұсқа таңдау ретімен танысу керек.
1 Курстық жұмысты безендіруге және орындауға қойылатын талаптар
1.1 Нұсқауды таңдау
Курстық жұмыстың тапсырмасы 100 нұсқаудан тұрады. Нұсқа нөмірі сынақ кітапшасының нөмірінің соңғы 2 санына сәйкес келеді (соңғы және соңғысының алдыңғысы). Мысалы, егер сынақ кітапшасының нөмірі 200034 болса, онда нұсқау нөмірі 34 болады. Кейбір параметрлер барлық нұсқалар үшін бірдей болып табылады.
1.2 Курстық жұмыстарды орындауға қойылатын талаптар
Әрбір тапсырманы орындау, ең алдымен тапсырма тақырыбына қатысты теориялық материалды оқып үйренуден басталуы керек. Бұған әдістемелік нұсқаудың әдебиеттер тізімінде келтірілген оқулық әдебиеттер көмектеседі. Тапсырманы ойлана орындау, шешу жолын нақты көрсету және алынған нәтижені негіздей білуі керек.
Тексерілген жұмыс қорғалынуы керек. Қорғауға жіберілгеннен кейін студент оны мұғаліммен тағайындалған уақытта қорғайды. Нәтижелі қорғау үшін: мұғалімнің ескертуі бойынша түзетулер жүргізу, тапсырманың орындалу жолын толығымен түсіндіре білу, есептеу формулаларының дұрыс қолданылғандығын және де оған кіретін таңбалардың мағынасын білуі керек.
Курстық жұмысты қорғау кезінде әрбір студент орындалған тапсырма бойынша түсіндірме беруге дайын болуы қажет.
Есте сақтау керек, курстық жоба тиянақсыз, толық емес немесе өзінің нұсқасы емес бойынша орындалған болса, ол жұмыс қабылданбайды және жаңадан безендіріледі.
1.3 Курстық жұмысты безендіруге қойылатын талаптар
Курстық жұмыстың түсініктемелік хаты оқу жұмысының фирмалық стандартына келісті құрастырылып және безендіріледі [4].
1.3.1 Курстық жұмыс - А4 форматының ақ қағазында орындалады. Ол қағаздың бір жағында ғана тиянақты безендіріліп, анық немесе компьютермен теріліп жазылуы керек. Міндетті түрде жиектер: сол жағынан – 30мм, оң жағынан – 10 немесе 15 мм, жоғары мен төмен жағынан – 20 мм қалдыру керек. Екінші жағы студенттің қателерін түзеу мен қосымша жұмыстар жүргізулерге арналған. Бет нөмірі жоғары жақтың оң жағынан араб цифрларымен қойылады.
1.3.2 Әрбір тапсырманың алдында өз нұсқасына сәйкес берілген мәндер мен тапсырманың шарттары келтіріледі.
1.3.3 Мәтін беттері, кесте, сурет, формулалар нөмірленеді. Тексергенге оңайырақ болуы үшін барлық есептеулер толық ашылып жазылуы қажет.
Суреттер жоба мәтіні жазылған ақ қағазда, миллиметрлік қағазда немесе калькада орындауға болады. Суреттердің біртүрде орындалуы ұсынылады (тек қана қағазда, немесе тек қана миллиметрлік қағазда, немесе тек қана калькада). Суретті мәтіні бар бетте көрсетуге болмайды. Суреттер бөлек беттерде орындалады. Бір парақта бірнеше үлкен емес суреттер бірінен соң бірі салынуы мүмкін.
1.3.4 Есептеу формулалары жалпы түрде әріптік белгілері ашып жазылады және мөлшері көрсетіледі. Барлық сандық мәндерін, тек ғана негізгі бірліктерге қою керек.
Жұмыс мәтінінде орындалған тапсырмаларға қысқаша түсініктеме жазып және де формулалар мен сызба нұсқалардағы әдебиеттер тізіміне нұсқау жасау қажет.
Курстық жұмыс, аталған талаптарға сай келмесе, толықтыруға жіберіледі.
2 Курстық жұмыстың тапсырмалары және оларға арналған әдістемелік нұсқаулар
2.1 Курстық жұмыстың тапсырмасы
Бір-бірінен L км-ге кешігіп отыратын ақпараттық екі тарату және қабылдау арасындағы деректерді таратудың орташа жылдамдықтағы күре жолын жобалау қажет.
Таратудың дұрыстығын жоғарылату үшін, үздіксіз берілісі және қабылдағыш тұйықтағышы бар шешуші кері байланыс жүйесін қолдану қажет. Коданың түрі - циклдық. ШКБ қателіктерді анықтауда дұрыс емес ақпаратты қабылдауды қайта қарастырғышы бар режімде жұмыс істейді.
Дискретті арнада қателіктерді үлестіру Л.П. Пуртов моделімен сипатталады. ТПД (деректерді тарату күре жолы) сенімділігін жоғарлату үшін тұрақты қорландыру қолданылады.
Қажет:
а) a - қателіктерді топтастыру коэффициентіне басты назар аудара отырып, дискретті арнаны жекелеп сипаттау үлгісінің мәнін түсіндіру (Л.П. Пуртовтың моделі);
ә) РОСнп мен тұйықтағышы бар жүйенің құрылымдық сұлбасын және жүйе жұмысы істеу алгоритмінің құрылымдық сұлбасын тұрғызу;
б) ең үлкен салыстырмалы R өткізу мүмкіндігін қамтамасыз ететін n кодалық комбинацияның оңтайлы ұзындығын анықтау;
в) анықталмаған қателіктің берілген ықтималдығын қамтамасыз ететін r кодалық комбинациядағы үйлесімділікті тексеруші разрядтың санын анықтау. n, k, r циклды коданың шама-шарттарын табу.
г) сынақ кітапшасының соңғы санын ескере отырып, құрастырушы (тудыратын) полином g(x) түрін таңдау;
ғ) таңдалған g(x) үшін кодердің сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру;
д) таңдалған g(x) үшін декодер сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру;
ж) берілген нұсқаның модуляциясы және демодуляциясы бар циклды коданың кодалаушы және декодалаушы құрылғысының сұлбасын алу, сонымен қатар «System View» дестесін қолдана отырып сұлбаны тұрғызу;
з) берілген Тбер қарқынында және tотк істен шығу шамасы кезінде берілетін W ақпаратының көлемін анықтау;
к) М шоғырландырғыштың сыйымдылығын анықтау;
л) негізгі және айналма деректерді тарату арналарының сенімділік көрсеткіштерін есептеу;
м) ҚР географиялық картасынан бір-бірінен L км-де орналасқан екі пунктті таңдау, оның ұзындығы 500-1000 км болатын бір қатар учаскелерге бөліп, магистралін таңдау. Қайта қабылдау бөліктерін ірі жергілікті бөліктерге ажырату;
н) жүйе жұмысына уақыт бойынша диаграмма тұрғызу.
2.2 Берілген мәндер
Барлық нұсқаулар үшін ортақ мәліметтер:
- модуляция жылдамдығы В=1200 Бод;
- байланыс арнасы бойынша ақпараттың таралу жылдамдығы V = 80000 км/с ;
- дискретті арнадағы қателіктің ықтималдығы Рқат.=0,5×10-3.
1 К е с т е
|
Берілген параметрлер |
Сынақ кітапшасының соңғы нөмірінің алдыңғы саны |
|||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
Рно(x10-6) |
1,0 |
3,0 |
2,5 |
0,9 |
2,0 |
1,5 |
0,9 |
0,8 |
3,0 |
1,5 |
|
L, км |
6000 |
5500 |
5000 |
4500 |
5200 |
4800 |
5900 |
4700 |
6100 |
5600 |
|
tотк, с |
30 |
180 |
45 |
30 |
60 |
180 |
90 |
60 |
120 |
90 |
|
ТБер, с |
300 |
320 |
600 |
500 |
380 |
400 |
540 |
580 |
460 |
360 |
|
Берілген параметрлер |
Сынақ кітапшасының соңғы нөмірінің саны |
|||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
d0 |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
4 |
|
a |
0,55 |
0,6 |
0,4 |
0,65 |
0,45 |
0,7 |
0,47 |
0,62 |
0,5 |
0,52 |
|
Модуляция түрі |
АМ, ЧМ, ФМ |
nФМ |
Квадраттық амплитудалық модуляция |
|||||||
2.3 Тапсырманы орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар
2.3.1 Қосарланған үзікті арна қателерінің моделі
Байланыстың үзікті арна қателерінің статистикасы және олардың математикалық сипаттамасы жайлы түсінік [5, 7 - тарау, 230-248 бет] келтірілген. Қурстық жобалау кезінде үзікті арнаны ішінара сипаттау үлгісін (Л.П. Пуртов моделі) қолданған жөн, ол ұзындығы n разрядты кодаланған кобинацияларда жекелеген қателіктің пайда болу мүмкіндігі (7.37 формуласы) және n ұзындықты кодталған комбинацияда t қателіктерінің пайда болу мүмкіндігін (7.38 формуласы) анықтайды. Стандартты ТЖ арналарына (0,3-3,4 кГц) жүргізілген көптеген статистикалық сынақтарда, жиіліктік және салыстырмалы фазалық модуляциялы тәсілімен В, Бод модуляция жылдамдығымен дискретті ақпаратты тарату кезінде, кабельді байланыс желісінің қателіктерді топтаудың a көрсеткіші 0,4-0,7 шамасында болады.
2.3.2 Шешуші кері байланысы (ШКБ) арқылыдеректерді беру жүйесі
Кері байланысы бар жүйелердің сипаттамалары мен алгаритмдерінің нақты мазмұны [5, 12 -тарау] келтірілген.
Қазіргі уақытта қателіктерді анықтау және қате табылған кезде қабылдағышты тұйықтағышы бар ақпаратты үздіксіз беру режімінде белгіленген арна бойынша қайта нақтылағышы бар ШКБ жүйелері кеңінен таралғандығын айтқан жөн. [5, 345-353 бет].
Курстық жобада V.23 МККТТ ұсыныстарына сәйкес модем қолданысы бар ШКБ жүйесін тұрғызу ұсынылады.
ШКБнп және тұйықтағышы бар жүйенің құрылымдық сұлбасы 12.1 [5] суретте, жүйе жұмысындағы алгаритмнің құрылымдық сұлбасы 12.14 [5] суретте бейнеленген.
2.3.3 ШКБ бар жүйеде циклдық коданы қолданған кезде, кодалық үйлесімділіктің оңтайлы ұзындығын таңдау
Байланыс арнасының ең жоғары өткізу мүмкіндігін қамтамасыз ететіндей n кодалық үйлесімділіктің ұзындығын таңдау қажет. Реттеуші коданы қолданған кезде кодалық үйлесімділіктің құрамында n разрядтар болады, олардың ішінде к ақпараттық разрядтар, ал r разрядтар- тексеруші болып табылады
n=k+r.
Егер байланыс жүйесінде қосарланған сигналдар («1» және «0» түріндегі сигналдар) қолданылатын болса және әрбір бірлік элементте бірден көп емес бит ақпарат болатын болса, онда ақпаратты тарату жылдамдығының және модуляция жылдамдығының арасында мынандай арақатынас болады
С=(k/n)*В (1)
мұндағы С - ақпаратты тарату жылдамдығы, бит/с;
В - модуляция жылдамдығы, Бод.
Қаншалықты, r аз болған сайын к/n арақатынасы соншалықты 1-ге жуық болады, С және В қаншалықты ерекшеленсе, байланыс жүйесінің өткізу мүмкіншілігі соншалықты жоғары болатындығы айқын.
d0=3 минималды кода арақашықтық кезінде болатын циклды кодалау үшін мына арақатынас дұрыс екендігі белгілі [7,104 бет].
r
log2(n+1).
(2)
Көрініп тұрғандай, қаншалықты n жоғары болған сайын к/n арақатынасы соншалықты 1-ге жуық. Осылайша, мысалы, n=7 кезінде r=3, к=4, к/n=0,571; кезінде r=3, к=4, к/n=0,571; n=255 кезінде r=8, к=247, к/n=0,964; n=1023 кезінде r=10, к=1013, к/n=0,990.
Келтірілген мақұлдама жоғары d0 үшін дұрыс, алайда n және r байланыстары үшін нақты арақатынас жоқ. Тек қана жоғары және төменгі бағалаулар бар, олар 104 бетте [7] көсетілген.
Баяндалған шамаға байланысты кодалық үйлесімдікке тұрақты басымдылықты енгізу тұжырымына сәйкес ұзын кодалық үйлесімділікті таңдау тиімді екендігіне қорытынды жасауға болады, себебі n жоғарылаған сайын салыстырмалы өткізгіштік мүмкіндігі 1-ге тең шекке ұмтылады.
R=C/B= k/n. (3)
Байланыстың нақты арналарында кодалық үйлесімділікте қателіктердің пайда болуына әкеліп соқтыратын бөгеттер болады.
ШКБ жүйелерінде декодалаушы құрылғымен, қателік анықталған жағдайда, кодалық үйлесімділіктің топтамасында қайта сұрастыру жүргізіледі.
Бұл жағдайда былай болады
С=B* (k/n)*[1-
] (4)
мұндағы P00- декодердің қателікті анықтау ықтималдығы (қайта сұрастыру ықтималдығы);
Pпп- кодалық үйлесімділікті дұрыс қабылдау ықтималдығы;
М - кодалық үйлесімділік санындағы өткізгіш шоғырландырғышының сыйымдылығы.
Байланыс арнасында (Pош<10-3) қателіктің аз ықтималдығында P00 ықтималдығы айтарлықтай аз, сондықтан бөлімінің 1-ден айырмашылығы аз және сондықтан келесідей есептеледі.
С=B* (k/n)*[1-Р00(М+1)] (5)
n × Pош<<1 кезінде байланыс арнасындағы тәуелсіз қателіктер
Pош» n × Pқат..
Сонда
C≈B*(k/n)*[1-n*Pқат.*(M+1)]. (6)
Жинақтауыштың сыйымдылығы [6, 323 - бет] келтірілген
M=<3+(2*tp/tk)>. (7)
Мұндағы
tp - сигналдың байланыс арнасы бойынша таралу уақыты, с;
tk - n разрядтардан тұратын кодалық комбинацияның ұзақтылығы, с;
< > белгісі – бұл есептеу кезінде М-ді бүтін мәніне жақын ең үлкен мәнін алу үшін қажет екенін білдіреді.
Бірақ
tp=(L/v), tk=(n/B)
мұндағы L – шеткі (соңғы) стансалар арақашықтығы, км;
v - байланыс арнасы бойынша сигналдың таралу жылдамдығы, км/с;
B - модуляция жылдамдығы, Бод.
Қарапайым қоюлардан кейін ең соңғы нәтижені аламыз
R=(k/n)*[1-Pқат.*(4*n+(2*L*B/v))] (8)
Pқате=0 болғанда (8) формула (3) формулаға келетінін байқау қиын емес.
R шамасы байланыс арнасында қате болған жағдайда, Pқате, n, B, L, v, функцияларына айналады. Сондықтан, салыстырмалы өткізу қабілеттілігі максималды болады (Pқате, B, L, v берілген кезде).
(8) формуласы, байланыс арнасында тәуелді қате кезінде (қателерді дестелеу кезінде) күрделене түседі.
Бұл формуланы Пуртов қателер моделі үшін шығарайық
[5] көрсетілгендей, ұзындығы n разрядтан құралған комбинацияларға қате саны tқате, 7.38[5] формуласымен анықталады. Осындай қате санын анықтау үшін кодалық қашықтығы d0, d0≥tқате+1 аз емес циклдік коданы табамыз. Сондықтан, 7.38 [5] формулаға сәйкес, ықтималдылықты анықтау қажет
P(≥tкері,n)=(n/tкері)1-α*Pқате=(n/d0-1)1-α*Pқате.
[8]-де көрсетілгендей, кейбір
жуықтаулармен 
ықтималдылығын кодалық комбинациядағы
тексерілетін разрядтар саны мен РН0 қатесінің
декодерімен тексерілмейтін ықтималдылығы мен байланыстыруға
болады.
PH0≈(1/2r)*P(≥tкері,n). (9)
P(≥tкері,n) мәнін (9)-ға tкері мәнін d0-1-ге өзгертіп қойсақ,
онда
r=<(1-α)log2(n/(d0 - 1))+log2Pқате - log2PH0>. (10)
Микрокалькуляторда есептеулер жүргізгенде, ондық логарифмдерді қолдану ыңғайлы.
Түрлендірулерден кейін
r=<3,32[(1-α)lg(n/(d0-1))+lgPқате - lgPH0]>. (11)
(6) және (8) формулаларға қайтадан оралып және k-ны n-r мәніне ауыстыру арқылы, (11) формуладан мынаны табамыз
k/n={1-(3,32/n)*[(1-α)lg(n/(d0-1))+lgPқате-lgPно]}.
7.37 [5] қатынасы бойынша қателерді топтауды есепке алып, (8) формуланың екінші мүшесін келесі түрде жазуға болады
1-Pқате*n1-α * (4+(2LB/vn)).
Соңында
R={1-(3.32/n)*[(1-α)*lg(n/(d0-1))+lgPқате - lgPно]}*
*[1 - Pқате*n1-α * (4+(2LB/vn))] (12)
n циклдық коданың кодалық комбинациясының ұзындығын 2m-1 тең деп алу қажет, мұндағы m - бүтін сан (5,6,7,8,...), яғни 31, 63, 127, 255, 511, 1023, 2047 және т.б тең.
2.3.4 Циклдық коданың параметрлерін таңдау
Циклдық коданың параметрлеріне мыналар жатады:
- n - кодалық комбинацияның ұзындығы (разрядтардың);
- k - кодалық комбинациялардың (разрядтардың) ақпараттық бөлігінің ұзындығы;
- r - кодалық комбинацияның (разрядтардың) тексерілетін бөлігінің ұзындығы;
- g(x) - циклдық коданың құраушы полином түрі.
Салыстырмалы өткізу қабілеттілігінің ең қамтамасыз ететін, n кодалық комбинациясының тиімді ұзындығын анықтаған соң, (11) формула бойынша тексерілетін разрядтар санын анықтайды. Ол формула кодалық комбинация ішінде tқате берілген қате кезінде табылмаған РН0 қатесінің берілетін ықтималдылығын және байланыс арнасында берілген Рқате қате ықтималдылығын қамтамасыз етеді.
2.3.4.1 Мысал
Берілгені: B=1200 Бод, v=80000, Pқате=10-3, PH0=10-6, L=6000, d0=4, α=0,55.
R шамасы максималды болғандағы циклдық коданың тиімді параметрлерін n, k, r анықтау қажет. 2 - кестеде циклдық коданың оңтайлы параметрлері келтірілген.
2 К е с т е
|
R |
n |
r |
k |
|
0.600086651 |
31 |
12 |
19 |
|
0.77468801 |
63 |
12 |
51 |
|
0.8591961 |
127 |
13 |
114 |
|
0.89554406 |
255 |
13 |
242 |
|
0.9038307 |
511 |
14 |
497 |
|
0.89338452 |
1023 |
14 |
1009 |
|
0.86761187 |
2047 |
15 |
2032 |
|
0.82630035 |
4095 |
15 |
4080 |
2 - кестеден көретініміз, параметрлері n=511, r=14, k=497 циклдық коданың жоғарлатылған өткізу қабілетін R=0.9038307 қамтамасыз етеді.
Құрастырушы полиномның r деңгейін келтірілмейтін полиномдар кестесінен табамыз (осы әдістемелік нұсқаудағы А қосымшасы).
Мысалы, r=14 үшін 
полиномын таңдасақ
болады.
Ескерту – студенттер сынақ кітапшасының соңғы саны 0, 1, 2, 3 санымен аяқталатын болса, кестедегі жоғарғы полиномды, ал 4, 5, 6 сандарымен аяқталатындар, ортасындағы полиномды және 7, 8, 9 - төменгі полиномды қолданады.
3 Циклдық коданың кодері мен декодерінің сұлбасын тұрғызу
Қайта қою циклы, келісілген ЦК-ның кодалық комбинациясын қалыптастыру, ЦК-ның кодерлеуші құрылғы (КҚ) мен декодерлеуші құрылғыларды (ДҚ) техникасының негізіне жатқызамыз. Бұл техника кері байланысы бар тригерлі тармақ түріндегі жылжымалы регистрлерді (ЖР) қолданады. Мұндай ЖР көптактілі сызықты қосқыштар деп және сызықты қосқыш сұлбалар СҚС сызықты фильтр көзқарасымен алғаш рет зерттелген, сызықты кодалық Хаффман сүзгісі деп те аталанады. ЖР циклдық кодын кодалау және декодалау принциптері [5] 306-309 -бетте жазылған. Декодер сұлбасын құрғанда қате табу ықтималдығының шектелгенін байқаймыз. [5]-дегі 10.3 және 10.4 - суретте кодер мен декодердің жеңілдетілген құрылымдық үлгісі көрсетілген. Курстық жобада құрылымдық үлгінің қиындатылған түрін көрсету керек.
Циклдық коданың кодері мен декодерінің құрылуын және жұмыс істеу принципін қарастырамыз.
Құрастырушы полином
.
3.1 Циклдық коданың кодалаушы құрылғысын құрастырайық
Кодер шығысында жұмыс істелуі келесідегідей режімдермен сипатталады [5, 306-307 бет] :
а) ақпараттық топтың k
элементінің қалыптасуы және 
ақпараттық тармақтың
құрастырушы полиномға
бір уақытта бөлінуі кезінде, бір бөлінгеннен кейінгі 
қалдықты алу мақсаты;
ә) кодер шығысында ұяшықты бөлу
сұлбасынан оларды санау жолымен бақыланған r элементін қалыптастыру.
Кодердің құрылымдық үлгісі 1 - суретте көрсетілген.
Кодердің жұмыс циклының
өткізгіштігі n=63 бірлік элементі 
тактісін құрады. Тактілік сигнал тарату өткізгішімен
қалыптастырылады. Ол үлгіде көрсетілмеген.
Кодер жұмысының бірінші режімі к-56 тактіден тұрады. Бірінші такті импульсінен Т триггері тік шығысына «1» сигналы, ал инверсті болып – «0» сигналы орын алады. «1» сигналымен 1 және 3 кілттер ашылады (И-логикалық сұлбалар). «0» сигналымен 2 - кілт жабық болады. Осы қалпында триггер мен кілт k+1 тактісінде, яғни 57 тактісінде орналасады. Осы уақытта кодер шығысына 1 - ші ашық кілтінен 56 бірлік элементті k=56 болып ақпараттық топ өтеді.
Бір уақытта 3 ашық кілттен ақпараттық
элементтер, көпмүшесіне бөлетін құрылғыға
келіп түседі.
Бөлу тексергіш разрядтар санына
тең ұяшық санды жылжығыш регистрмен орындалады. Осы
қарастырылған жағдайда ұяшық саны r=7 болады. Құрылғыдағы
қосқыш саны нөлдік емес теріс бірлік мүшесінің санына тең. Біздің
оқиғада қосқыш саны төртке тең. Қосқыштар
нөлдік емес ұяшық мүшесінен кейін орнатылады. Барлық
келтірілмейтін полиномдар 
мүшесін қолдағаннан соң, осы
мүшеге қатысты қосқыш 3 кілтінің алдына
орнатылған (И логикалық үлгі).
k=56 тактісінен кейін бөлу
құрылғысында бөлу қалдығы жазылады.
k+1=57 тактілік импульс әсерінен Т триггер өзінің халін өзгертеді: инверсті шығысында «1» сигналы, ал тігінен «0» сигналы пайда болады. 1 және 3 кілт жабылады, ал 2 кілт ашылады. Қалған r=7 такті бөлу қалдығының элементі 2 кілттен кодер шығысына, үлкен разрядтардан бастап түседі.
кірісі
3-ші кілт 1-ші кілт
1-ші такті
тарату жақтан шығысы
57-й такт
2-ші кілт
1 Сурет - Кодердің құрылымдық сұлбасы
2 Сурет - Декодердің құрылымдық сұлбасы
3.2 Циклдық коданың декодалаушы құрылғысын тұрғызайық
Декодер сұлбасының жұмыс істеуі (2 - сурет) келесі түрге келтіріледі. Р(х) полиномын көрсететін, қабылданған кодалық комбинация декодалайтын регистр мен k ұяшығы бар буферлік регистр ұяшықтарына бірдей келіп түседі. Буферлік регистрдің ұяшықтары, «жоқ» логикалық сұлбалар арқылы өткізетін өзара байланысты, «1» сигналды бірінші кірісінде және екіншісінде – «0»-ді өткізеді (бұл кіріс дөңгелекпен белгіленген). Буферлік регистр кірісіне кодалық комбинация «ЖӘНЕ1» сұлбасы арқылы келіп түседі. Бұл кілт Т триггер шығысының бірінші тактілік импульсімен ашылып, k+1 тактілік импульсімен жабылады (дәл кодер сұлбасындағы Т триггердің жұмысы сияқты). Осылайша k=496 тактіден кейін элементтердің ақпараттық тобы буферлік регистрге жазылады. «ЖОҚ» сұлбасы регистрді толтыру режімінде ашық болады, өйткені «ЖӘНЕ2» кілтінен екінші кірістеріне кернеу келіп түспейді.
Бір уақытта декодалайтын регистрде барлық n=63 такті ішінде кодалық комбинацияны бөлу жүріп жатады ((Р(х) полиномын g(x) тұғызушы полиномға). Декодалайтын регистр сұлбасы толығымен жоғарыда қарастырылып кеткен кодердің бөлу сұлбасына ұқсайды. Егер бөлу нәтижесінде нөлдік қалдық болса – синдром S(x)=0, онда келесі тактілік импульстер ақпараттық элементтерді декодер шығысына жазып алады.
Қабылданған комбинацияда қате табылған жағдайда синдром S(x) нөлге тең болмайды. Бұл n-ші (63) тактіден кейін декодалайтын регистр ұяшығы болмағанда біреуінде «1» жазылады деген сөз. Бұл жағдайда «НЕМЕСЕ» сұлбасының шығысында сигнал пайда болады. Кілт 2 («ЖӘНЕ2» сұлбасы) жұмыс істей бастайды да, буферлік регистрдің «ЖОҚ» сұлбалары жабылып қалады, ал келесі тактілік импульс регистрдің барлық ұяшықтарын «0» жағдайына ауыстырады. Сонымен қатар өшіру сигналы қабылдағышты тұйықтау және қайта сұрау командасы ретінде қолданылады.
3.3 Т уақыт ішінде берілетін ақпарат көлемін анықтау
Ақпаратты тарату темпі деп аталатын Т уақыт интервалы ішінде ақпаратты беру керек болсын. Жауап бермеу критериясы tотк – бұл Т уақыт аралығында жіберілетін түзетілмеулердің қосындысының ұзақтығы. Егер Т уақыт ішіндегі түзетілмеулер ұзақтығы tотк-дан асса, онда деректерді тарату жүйесі жауап бермеу қалпында болады.
Сондықтан, ТТАР – tотк уақыт ішінде С, бит пайдалы ақпарат беруге болады. Таңдалған код параметрлерін ескере отырып
W=R*B*(Tтар – tотк). (13)
Мұндағы R – циклдық коданың таңдалатын параметрлері үшін ең үлкен салыстырмалы өткізу қабілеті.
Мысал 1.
Ертеде есептелген (R=0.9038307, B=1200 бод, Tпер=3.0мин., tотк=1.5мин.) мысал үшін W-ны анықтау
W=0.9038307*1200*(180-90)=97613.712 бит.
3.4 Жүйе жұмысының уақыттық диаграммасын тұрғызу
Жүйе жұмысының уақыттық диаграммасы 12.15 [5] суретінің түрі бойынша тұрғызылуы тиіс. tс=tк, tа.к=tа.с=0,5tк деп есептейміз. М жинақтаушы сыйымдылығы (7) формуласымен анықталады. Естеріңде болсын, уақыттық диаграмманы дұрыс тұрғызу үшін уақыт масштабы мен tc, tк, tа.к, ta.c, tp шамалары арасындағы қатынасты міндетті түрде сақтау қажет.
А Қосымшасы
Келтірілмей тудыратын полиномдардың r деңгейінің кестесі
|
r=7 дәрежесі х7+х3+1 х7+х4+х3+х2+1 х7+х3+х2+1
r=8 дәрежесі
х8+х4+х3+х+1 х8+х5+х4+х3+1 х8+х7+х5+х+1
r=9 дәрежесі х9+х4+х2+х+1 х9+х5+х3+х2+1 х9+х6+х3+х+1
r=10 дәрежесі х10+х3+1 х10+х4+х3+х+1 х10+х8+х3+х2+1
r=11 дәрежесі х11+х2+1 х11+х7+х3+х2+1 х11+х8+х5+х2+1
r=12 дәрежесі х12+х4+х+1 х12+х9+х3+х2+1 х12+х11+х6+х4+х2+х+1 |
r=13 дәрежесі х13+х4+х3+х+1 х13+х12+х6+х5+х4+х3+1 х13+х12+х8+х7+х6+х5+1
r=14 дәрежесі х14+х8+х6+х+1 х14+х10+х6+1 х14+х12+х6+х5+х3+х+1
r=15 дәрежесі х15+х10+х5+х+1 х15+х11+х7+х6+х2+х+1 х15+х12+х3+х+1 r=16 дәрежесі х16+х12+х3+х+1 х16+х13+х12+х11+х7+х6+х3+х+1 х16+х15+х11+х10+х9+х6+х2+х+1
r=17 дәрежесі х17+х3+х2+х+1 х17+х8+х7+х6+х4+х3+1 х17+х12+х6+х3+х2+х+1
|
Әдебиеттер тізімі
1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: 2-е изд. /Пер. с англ.- М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - 1104 с.
2. Прокис Дж. Цифровая связь. Радио и связь, 2000.-797с.
3. А.Б. Сергиенко. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов. - М., 2002.
4. Фирменный стандарт. Работы учебные. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию. ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002. – Алматы: АИЭС, 2002.
5. Шварцман В.О., Емельянов Г.А. Теория передачи дискретной информации. – М.: Связь, 1979. -424 с.
6. Передача дискретных сообщений / Под ред. В. П. Шувалова. - М.: Радио и связь, 1990. -464 с.
7. Емельянов Г. А., Шварцман В. О. Передача дискретной информации. - М.: Радио и связь, 1982. - 240 с.
8. Пуртов Л.П. и др. Элементы теории передачи дискретной информации. – М.: Связь, 1972. – 232 с.
9. Колесник В.Д., Мирончиков Е.Т.. Декодирование циклических кодов.- М.: Связь, 1968.
Мазмұны
|
Алғысөз |
3 |
|
1 Курстық жұмысты безендіруге және орындауға қойылатын талаптар |
5 |
|
1.1 Нұсқауды таңдау |
5 |
|
1.2 Курстық жұмыстарды орындауға қойылатын талаптар |
5 |
|
1.3 Курстық жұмысты безендіруге қойылатын талаптар |
5 |
|
2 Курстық жұмыстың тапсырмалары және оларға арналған әдістемелік нұсқаулар |
6 |
|
2.1 Курстық жұмыстың тапсырмасы |
6 |
|
2.2 Берілген мәліметтер |
7 |
|
2.3 Тапсырманы орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар |
7 |
|
3 Циклдық коданың кодері және декодерінің сұлбасын құрастыру |
12 |
|
А Қосымшасы |
16 |
|
Әдебиеттер тізімі |
17 |