Конспект лекций для студентов специальности 53 01 07 "Информационные технологии и управление в технических системах" в шести частях



страница1/25
Дата12.02.2017
Размер6.52 Mb.
Просмотров3203
Скачиваний5
ТипКонспект лекций
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25


Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ

И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра систем управления




Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко



ТЕЛЕМЕХАНИКА

Конспект лекций


для студентов специальности

53 01 07 “Информационные технологии и управление


в технических системах”

в шести частях


Часть 5
Технологии передачи дискретной информации



Минск 2010



Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ

И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра систем управления




Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко


ТЕЛЕМЕХАНИКА


Конспект лекций


для студентов специальности

53 01 07 “Информационные технологии и управление


в технических системах”

в шести частях

Часть 5

Технологии передачи дискретной информации

Минск 2010


УДК 621.398 (075.8)

ББК 32.968 я 73

С65

Сорока Н.И., Кривинченко Г.А.

С65 Телемеханика: конспект лекций для студентов специальности: 53 01 07 “Информационные технологии и управление в технических системах”. Ч.5: Технологии передачи дискретной информации. – Мн.: БГУИР, 2010. – 264 c.: ил.


ISBN 985-444- - (ч.5)

В конспекте рассмотрены линейные коды, вопросы формирования и применения широкополосных сигналов, скремблирования, перемежения, синхронизация, а также методы передачи данных и устройства сопряжения с линиями и каналами.

Конспект лекций (часть 5) будет полезен как при изучении соответствующих разделов телемеханики, так и при выполнении курсового проекта.

Часть 1 издана в БГУИР в 2000г.

Часть 2 издана в БГУИР в 2001г.

Часть 3 издана в БГУИР в 2004г.

Часть 4 издана в БГУИР в 2005г.

УДК 621.398(075.8)

ББК 32.968 я 73

ISBN 985-444-090-7 (общ)

ISBN 985-444- - (ч.5)
© Н.И. Сорока, Г.А. Кривинченко, 2010

Содержание

Введение………………………………………………………………...............


7


1.Широкополосные сигналы ………………………………………………….

9

1.1. Основные термины и определения……………………………………..

9

1.2. Методы расширения спектра частот передаваемых сообщений……..

14

1.2.1. Прямое расширение спектра………………………………………..

1.2.2. Программная перестройка рабочей частоты……………………….

1.2.3. Программная перестройка временного положения импульсных сигналов……………………………………………………………....


14

18
22



1.3. Псевдослучайные бинарные последовательности (ПСП)……………

24

1.3.1. Требования, предъявляемые к ПСП………………………………..

1.3.2. М-последовательности……………………………..………………



24

25


1.3.2.1. Некоторые свойства М-последовательностей………………..

29

1.3.2.1.1. Балансное свойство………………………………………….

1.3.2.1.2. Свойство полноты состояний……………………………….

1.3.2.1.3. Свойство циклического сдвига при сложении…………….

1.3.2.1.4. Свойство децимации…………………………………………

1.3.2.1.5. Корреляционные свойства…………………………………..

1.3.2.1.6. Спектральные свойства………………………………………

1.3.2.1.7. Криптостойкость……………………………………………..


29

29

29



30

30

33



34

1.3.3. Последовательности Гоулда……………….……………………..

1.3.4. Последовательности Касами………………………………………

1.3.5. Кодовые последовательности Баркера…………………………..

1.3.6. Последовательности Уолша………………………………………

1.3.7. Сигналы на основе явления динамического хаоса……………...


35

38

39



41

46


1.4. Методы приема сложных сигналов……………………………………

46

1.4.1. Оптимальный когерентный прием………………………………….

1.4.2. Оптимальный некогерентный прием……………………………….



46

48


1.5. Примеры применения сложных сигналов в цифровых системах передачи данных…………………………………………………………..

50


1.5.1. Применение сложных сигналов в многолучевых каналах………..

1.5.2. Применение сложных сигналов для борьбы с помехами…………

1.5.3. Применение сложных сигналов для улучшения эффективности использования отведенного диапазона частот……………………

1.5.4. Скрытность системы связи………………………………………….

1.5.5. Кодовое разделение абонентов……………………………………..

1.5.6. Измерение координат подвижных объектов……………………….

1.5.7. Электромагнитная совместимость………………………………….


51

53
55

58

59

60



61

2. Формирование требуемого энергетического спектра данных…………....

63

2.1. Линейные коды для передачи информации по последовательным каналам связи……………………………………………………………

63


2.1.1. Структура последовательного канала связи……………………….

2.1.2. Униполярный код NRZ……………………………………………...

2.1.3. Биполярные код NRZ………………………………………………..

2.1.4. Код Манчестер-П (код РЕ)………………………………………….

2.1.5. Код AMI………………………………………………………………

2.1.6. Коды BNZS, HDB3…………………………………………………..

2.1.7. RZ – Return to Zero (возврат к нулю)……………………………….

2.1.8. CDP – Conditional Diphase…………………………………………..

2.1.9. Логический код 4В/5В………………………………………………


64

64

66



66

66

67



67

68

69



2.2. Трехуровневое кодирование сигнала с гарантированным изменением уровней между соседними битовыми интервалами………………

71


2.3. Кодирование PAM-5…………………………………………………….

73

2.4. Способы кодирования сигнала для уменьшения излучаемых помех при его передаче по витой паре проводов…………………………….

75


2.4.1. Скремблирование полярностей импульсов………………………...

2.4.2. Двубинарное кодирование…………………………………………..



75

79


2.5. Передача данных с использованием скремблера и дескремблера…...

83

2.5.1. Самосинхронизирующиеся скремблер и дескремблер……………

2.5.2. Аддитивные скремблер и дескремблер…………………………….

2.5.3. Улучшенный вариант самосинхронизирующихся скремблера и дескремблера…………………………………………………………

2.5.4. Синхронизация аддитивных скремблера и дескремблера………...



85

86
87

90


2.6. Кодирование данных и синхросигнала для параллельной передачи по группе витых пар проводов…………………………………………

2.6.1. Схема кодирования-декодирования……………………………….


92

92



3. Сетевая модель OSI, каналы и режимы передачи данных………………

100

3.1. Сетевая модель OSI .………..…………………………………………

100

3.2. Классификация каналов……………………………………………….

3.2.1. Витая пара…………………………………………………………..

3.2.2. Коаксиальный кабель………………………………………………

3.2.3. Волновод……………………………………………………………

3.2.4. Оптоволокно………………………………………………………..

3.2.5. Инфракрасное излучение…………………………………………



101

103


106

107


107

111


3.3. Виды связи и режимы передачи данных ……………………………

112

3.3.1. Методы передачи данных канального уровня…..…………………

3.3.2. Асинхронные протоколы………………………………………….

3.3.3. Байт-ориентированные и бит-ориентированные протоколы…..

3.3.4. Байт-ориентированные протоколы……………………………….

3.3.5. Бит-ориентированные протоколы………………………………...

3.3.6. Протоколы с переменным форматом кадра……………………..

3.3.7. Передача с установлением логического соединения и без уста- новления логического соединения………………………………..

3.3.8. Обнаружение и коррекция ошибок……………………………….



114

115


116

116117


120
120

122


3.4. Сети передачи дискретных сообщений………………………………..

125

4. Структуры форматов кадров телемеханических сообщений.………….

130

4.1. Классы организации передачи и форматы кадров………………….

4.2. Процедуры в каналах передачи…….………………………………...



131

134


4.3. Общая структура данных пользователя………………………………

140

4.4. Определение и кодирование элементов пользовательской информации………………………………………………………………………

142


4.5. Основные прикладные функции………………………………………

145

5. Технологии передачи данных……………………………………………..

148

5.1. Технологии DSL………………………………………………………..

148

5.1.1. Технологии ADSL…………………………………………………..

150

5.2. Технологии мультиплексирования……………………………………

152

5.2.1. Мультиплексирование с разделением частоты………………….

153

5.2.2. Мультиплексирование с разделением времени………………….

155

5.2.3. Статистическое мультиплексирование с разделением времени…

159

5.2.4. Кадрирование………………………………………………………..

161

5.2.5. Низкоскоростные мультиплексоры речь/данные………………….

163

5.2.5.1. Кодирование формы сигнала…………………………………..

5.2.5.2. Вокодерное кодирование………………………………………..

5.2.5.3. Гибридное кодирование…………………………………………

5.2.5.4. Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуля- ция…………………………………………………………………

5.2.5.5. Оцифровка речи по технологии CVSE…………………………

5.2.5.6. Использование мультиплексоров речь/данные………………



164

164


164
165

166


167

5.2.6. Способы размещения низкоскоростного потока данных в высокоскоростном потоке кадров………………………………………

169


5.2.7. Резюме……………………………………………………………….

173

5.3. Асинхронный режим передачи……………………………………….

5.4. Соотношение между скоростью передачи и шириной полосы…….



175

181


6. Методы повышения качества работы системы педедачи дискретной информации………………………………………………………………..

185


6.1. Общие сведения….…………………………………………………….

6.2. Методы перемежения………………………………………………….



185

186


6.2.1. Блоковое перемежение…………………………………………….

6.2.2. Межблоковое перемежение……………………………………….

6.2.3. Сверточное перемежение……………………………………………


186

188


189

6.3. Автоматический запрос повторной передачи……………………….

190

6.3.1. Автоматический запрос повторной передачи с остановом и ожиданием…………………………………………………………

6.3.2. Автоматический запрос повторной передачи с возвращением на N блоков……………………………………………………………

6.3.3. Автоматический запрос повторной передачи с селективным повторением………………………………………………………….

191
192


193

6.4. Многочастотные способы модуляции……………………………….

195

6.4.1. DMT-модуляция……………………………………………………

6.4.2. OFDM-модуляция………………………………………………….



195

197


6.5. Треллис-кодирование…………………………………………………

197

6.6. Треллис-кодирование 4D/PAM-5…………………………………….

202

7. Устройства систем передачи дискретных сообщений………………….

206

7.1. Устройство защиты от ошибок (УЗО)....………………………………

206

7.1.1. Основные типы УЗО………………………………………………..

7.1.2. Алгоритм функционирования УЗО……………………………….

7.1.3. Структурная схема передающей части УЗО…………………….

7.1.4. Структурная схема приемной части УЗО………………………..



206

207


208

210


7.2. Модемы…………………………………………………………………

213

7.2.1. Общие сведения…………………………………………………….

213

7.2.1.1. Область применения………….…………………………………

7.2.1.2. Метод передачи…………………………………………………

7.2.1.3. Интеллектуальные возможности………………………………

7.2.1.4. Конструктивное исполнение……….…………………………..

7.2.1.5. Поддержка международных и фирменных протоколов……..


213

215


215

215


216

7.2.2. Структурная схема…………………………………………………

216

7.2.2.1. Элементы синхронного модема для телефонной сети общего пользования (ТфОП)……………………………………………..

219


7.2.2.1.1. Эхо-подавление………………………………………………

220

7.2.2.2. Устройство цифрового модема…………………………………

225

7.2.3. Интерфейсы модемов……………………………………………….

227

7.2.3.1. Интерфейс RS-232……………………………………………….

7.2.3.2. Интерфейсы RS-422A, RS-423A и RS-449(V.36)………………



227

230


7.3. Методы и устройства синхронизации………………………………...

231

7.3.1. Выходное устройство………………………………………………

7.3.2. Входное устройство………………………………………………..



231

232


7.4. Устройства синхронизации……………………………………………

234

7.4.1. Тактовая синхронизация……………………………………………

235

7.4.1.1. Выделение синхросигнала и данных схемами на основе генераторов с фазовой автоподстройкой частоты……………..

7.4.1.2. Выделение синхросигнала и данных схемой на основе сдвиговых регистров…………………………………………………...

7.4.1.3. Узел тактовой синхронизации с инерционным управлением

236
242

244


7.4.2. Посимвольная синхронизация……………………………………

7.4.3. Кадровая синхронизация………………………………………….



248

251


7.4.3.1. Распознавание многоразрядного флага в битовых потоках данных……………………………………………………………

7.4.3.2. Использование раздробленного флага начала кадра……….

7.4.3.3. Распознавание и восстановление искаженных кадров при передаче данных по радиоканалу……………………………….

7.4.3.4. Поиск флага в потоке данных, передаваемых по волоконно-оптической линии связи……………………………………….


252


252
255
258

Литература……………………………………………………………………...

262


Поделитесь с Вашими друзьями:

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал