Материал: 1740

101

ный и два проверочных символа, при этом информационный импульс укорачивается, а на освободившееся место ставятся проверочные импульсы.

Имитатор канала связи с ошибками содержит сумматор по модулю 2 (∑з), на один вход которого подается последовательность символов с выхода коммутатора, а на другой вход – последовательность двоичных символов от генератора псевдослучайной двоичной последовательности. Требуемое значение вероятности р появления ошибки в одном символе может быть установлено переключателем “–p∙logp”, при этом вероятность р примерно равна одному из следующих значений: 1/2; 1/4; 1/8;....; 1/256.

Для визуальной индикации интенсивности помехи осциллограф подключают к контрольному гнезду 1B1.

Декоммутатор служит для разделения принятого сигнала на информационную и две проверочные последовательности.

Декодер реализует метод порогового декодирования, причем в сумматоре ∑5 формируются символы новой первой проверочной последовательности и сразу сравниваются с соответствующими символами поступившей из канала первой проверочной последовательности. В случае их несовпадения на выходе этого двоичного сумматора появляется единица. Аналогичные функции выполняет и сумматор ∑8.

Пороговое устройство производит сравнение числа несовпадающих проверок с порогом, равным двум, и в случае его превышения выдает импульс. Сумматор ∑6 служит корректором ошибок в информационной последовательности, а в сумматорах ∑9 и ∑7 производится пересчет новых проверочных последовательностей с учетом выявленных ошибок в информационных символах.

Лабораторный макет выполнен в виде универсальной стойки. На передней панели стойки размещены функциональная схема лабораторного макета и органы управления:

-тумблер СЕТЬ – включение лабораторной стойки в сеть

220 В;

-тумблер ПОМЕХА – включение генератора хаотической импульсной помехи (ГХИП);

102

-переключатель ПОМЕХА – регулировка интенсивности шума от ГХИП в интервале вероятностей 1/256 – 1/2;

-гнезда КОНТРОЛЬ – для снятия осциллограмм в характерных точках лабораторного макета;

-гнездо СИНХР – для внешней синхронизации осциллографа;

-I, II – обозначения первого и второго контрольных разъе-

мов;

-А1 – А8, В1 – В8 – обозначения выходов на каждом контрольном разъеме.

Для исследования исправляющей способности кода установка содержит еще один сумматор по модулю 2, который позволяет проводить поэлементное сравнение двух поданных на его входы последовательностей: переданной и исправленной декодером.

4.Порядок выполнения работы

4.1.В процессе подготовки к работе выполнить следующее: 1) уяснить назначение и взаимодействие элементов функ-

циональной схемы макета;

2)для используемой в данном макете информационной последовательности …..111000…. найти и записать обе проверочные последовательности и последовательность символов, подаваемую в канал связи;

3)рассматривая различные предположения относительно количества (от 0 до 5) и расположения ошибок в пяти принимаемых символах (см. рис. 6.2), вывести формулу для вероятности правильного декодирования информационного символа в двоичном симметричном канале с независимыми ошибками, возникающими в отдельных символах с вероятностью p.

4.2. В процессе лабораторной работы выполнять следующее:

1)включить установку; установить осциллограф в режим ждущей развертки с внешней синхронизацией с гнезда СИНХР лабораторного макета;

2)зарисовать осциллограммы напряжения в контрольных точках макета с учетом временных соотношений при отсутствии

103

шума. Сравнить с результатами вычислений в п. 4.1.2;

3)изменяя переключателем интенсивность шума, пронаблюдать процесс возникновения ошибок в принимаемых информационной и двух проверочных последовательностях (гнезда IБ5, IБ6, IБ7), процесс возникновения корректирующих импульсов на выходе порогового устройства (IIА6) и, наконец, вид декодированной информационной последовательности на выходе декодера (гнездо IIА7). Визуально отметить приблизительно тот интервал уровней шума, при которых большинство возникающих ошибок исправляется декодером;

4)исследовать исправляющую способность кода.

Для исследования исправляющей способности кода в лабораторном макете используется блок СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ.

Импульсный сигнал с выхода СЧЕТЧИКА ИМПУЛЬСОВ макета соединить кабелем с делителем 1:10 со входом А частотомера Ч3-32 и произвести на последнем следующие установки, для того чтобы использовать его как счетчик импульсов:

П I – в положение

ВНЕШ. - АВТОМ. – в положение АВТОМ., ГЕНЕРАТОР – в положение ВНУТР.,

РОД РАБОТЫ – в положение fA, ВРЕМЯ СЧЕТА – в положение 1 или 10.

При различных положениях переключателя макета счетчик импульсов Ч3-32 производит следующие измерения:

1 – число переданных символов (импульсы с гнезда распре-

на выходе канала, т.е. число несовпадающих символов в точках IА1 и IБ5 (контрольное гнездо IIБ4);

3 – число ошибок в первой проверочной последовательности на выходе канала, т.е. число несовпадающих символов в точках 1А4 и IБ6 (контрольное гнездо IIБ5);

4 – то же для второй проверочной последовательности (контрольное гнездо IIБ6);

5 – число ошибочных символов на выходе декодера, т.е. число несовпадающих символов в точках IА1 и IА7 (контрольное гнездо IIВ7).

104

Для количественной оценки исправляющей способности кода проделать следующие операции:

1)измерить с помощью счетчика Ч3-32 количество символов, переданных в одну секунду (переключатель СЧЕТЧИКА ИМПУЛЬСОВ в положении 1);

2)измерить количество искаженных в канале информационных символов для крайнего (р=1/256) положения переключателя ПОМЕХА (переключатель СЧЕТЧИКА ИМПУЛЬСОВ в положении 2). Оценить вероятность искажения одного символа

вканале;

3)при этом же уровне шума подать на вход счетчика Ч3-32 декодированную (исправленную) информационную последовательность (положение 5 переключателя СЧЕТЧИКА ИМПУЛЬСОВ). Оценить вероятность ошибочного декодирования информационных символов;

4)проделать измерения пунктов 2) и 3), изменяя интенсивность шума в заданном интервале 1/256 – 1/2. Особенно тщательно производить измерения при малых вероятностях появления символов от ГХИП;

5)представить графически и проанализировать зависимости вероятности ошибки на выходе декодера от вероятности ошибки на выходе канала (т.е. на входе декодера). Отметить, как изменяется способность кода исправлять большинство ошибок при изменении вероятности ошибки в канале.

5.Содержание отчета

5.1.Отчет должен содержать:

1)введение;

2)описание установки и методики эксперимента;

3)основные расчетные формулы;

4)результаты эксперимента и их анализ;

5)выводы;

6)список литературы.

6.2. Отчет должен быть представлен преподавателю перед началом следующей лабораторной работы.

105

6.Контрольные вопросы

6.1.Перечислите методы повышения помехоустойчивости цифровых систем передачи информации.

6.2.Поясните принцип сверточного кодирования.

6.3.Почему сверточные коды относят к классу непрерывных кодов?

6.4.Является ли сверточный код линейным?

6.5.Почему рассмотренный в работе метод декодирования называется пороговым?

6.6.Каковы причины эффекта размножения ошибок?

6.7.Как нужно выбирать порождающие полиномы, чтобы сверточный код был эффективен при исправлении редко возникающих пачек ошибок?

6.8.Почему пороговое декодирование становится малоэффективным при большой вероятности ошибок?