Направления повышения помехоустойчивости каналов передачи данных вычислительных сетей

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Власов Валерий Иванович
канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Автоматизированных систем управления» Московского государственного университета приборостроения и
информатики филиал, РФ, г. Ставрополь E-mail: vlasovv. i@rambler. ru Воротникова Татьяна Сергеевна канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Автоматизированных систем управления» Московского государственного университета приборостроения и
информатики филиал, РФ, г. Ставрополь Авакян Тамара Ашотовна доцент кафедры «Автоматизированных систем управления» Московского государственного университета приборостроения и информатики филиал,
РФ, г. Ставрополь Есюнина Наталья Николаевна учитель физики высшей категории, руководитель ГМО учителей физики г. Пятигорска, Почетный работник общего образования РФ, г. Пятигорск
DIRECTIONS INCREASED NOISE IMMUNITY OF DATA TRANSMISSION
CHANNELS NETWORKS
Valery Vlasov
Ph.D., Associate Professor of the Department & quot-Automated Control Systems& quot-, Moscow State University of Instrument Engineering and Informatics branch, Russia,
Stavropol Vorotnikova Tatiana
Ph.D., Associate Professor of the Department & quot-Automated Control Systems& quot-, Moscow State University of Instrument Engineering and Informatics branch, Russia,
Stavropol Avakian Tamara
associate Professor of & quot-Automated Control Systems& quot-, Moscow State University of Instrument Engineering and Informatics branch, Russia, Stavropol
Esyuninа Natalia
physics teacher of the highest category, head of GMO physics teachers in Pyatigorsk,
Honorary Worker of General Education, Russia, Pyatigorsk
АННОТАЦИЯ
Выбор путей повышения помехоустойчивости КПД, при воздействии на КПД структурных, аддитивных и мультипликативных помех.
Для сигналов с ДЧМ возможно использование коэффициента взаимной корреляции сигналов и помех для определения взаимоортогональных несущих частот сигналов и помех- для сигналов с QAM в цепях снижения аддитивных
Created by DocuFreezer | www. DocuFreezer. com |
широкополосных помех использовать амплитудные детекторы, а частотные детекторы использовать для борьбы с мультипликативными и узкополосными помехами.
Данные исследования могут быть использованы в технике.
Использование исследований позволят повысить помехозащищенность КПД.
ABSTRACT
The choice of ways to improve the efficiency of noise immunity, when subjected to structural efficiency, additive and multiplicative noise.
For signals with DCHM possible to use cross-correlation coefficient signals and interference to determine A mutually carriers signals and noise- for QAM signals in circuits to reduce the additive broadband noise to use the amplitude detector and frequency detector used to fight with multiplicative and narrowband interference.
These studies can be used in the art.
Using the research will improve the efficiency of immunity.
Ключевые слова: канал передачи данных- модуляция- помеха- частота.
Keywords: data channel- modulation- interference- frequency.
В мире, где возникает угроза ошибок принятия решений информационно -вычислительными комплексами при автоматизации производства или управления сложными техническими системами по причине возникновения ошибок при обработке цифровой информации, возможность и необходимость автоматизировать контроль работы информационных управляющих систем, автоматически исправлять ошибки управляющих сигналов становится главной задачей человечества.
Недостатком существующих автоматизированных систем управления является низкая достоверность восстановления цифровых сигналов каналов передачи данных (КПД) с использованием с дискретной частотной модуляцией (ДЧМ) и многоуровневой многофазовой квадратурной амплитудной
модуляцией (QAM) при воздействии на канал передачи данных структурных ретранслированных, аддитивных и мультипликативных помех.
Цель — выбор и обоснование путей повышения помехоустойчивости КПД для снижении ошибок, возникающих в КПД при воздействии на канал передачи данных структурных ретранслированных, аддитивных и мультипликативных помех.
Задача состоит в выборе путей повышения качества каналов передачи данных с дискретной частотной модуляцией (ДЧМ) и с многофазовой многоуровневой квадратурной амплитудной модуляцией (QAM).
Рассмотрим канал с ДЧМ. Так как перекрытие на частотно-временной плоскости полезного сигнала с мешающими сигналами является аналогом периодической взаимнокорреляционной функцией этих сигналов, то в качестве показателя взаимодействия сложного сигнала и структурной помехи выбираем коэффициент их взаимной корреляции [1- 3- 4]
От = /0Ч (t)S*(t)dt2 /(4РГРПТ2) (1)
R=1,…, m, (1)
где: Sr (t), Sn (t) — комплексная форма представления соответственно г-го варианта сигнала и помехи-
S*(t) — функция комплексно сопряженная с Sn (t) —
Рг, Рп — мощность соответственно сигнала и помехи-
r — число вариантов сигнала-
Т — длительность варианта сигнала. Данный показатель учитывает влияние помехи не только на пораженный элемент сигнала, но и на весь сигнал в целом. Сигнал с ДЧМ, синтезируемым в результате скачкообразного изменения несущей частоты по закону некоторой периодической с периодом Т последовательности при неизменных амплитуде Um и шаге квантования по времени и частоте, представляем в следующем виде:
= ит? к=1гес1[1 ~(к~ 1) т0]ехрЦ (шгкг + гргк)] (2) 1 е [О, Г| г =
1, т — р
где N- количество элементов сложного сигнала
где: т0 длительность элемента сигнала, определяющего шаг квантования по времени
сдвиг несущей о) нс частоты сигнала, определяющий шаг квантования по частоте-
* ТТТ — манипулирующая последовательность г-го варианта сигнала-
8 0 — некоторое постоянное число-
7=1,2, — коэффициент, обеспечивающий выполнение условия ортогональности каждого к-го элемента сигнала-
— начальные фазы к-х составляющих г-го сигнала.
Структурная помеха, представляющая собой мешающий сигнал, построена по тому же принципу, что и полезный сигнал:
тп — т0 — Дт/ Дт — приращение длительности элемента помехи, обусловленное расстройкой тактовых частот сигнала и помехи.
где: — несущая частота структурной помехи.
Д & amp->-п — приращение частоты элемента помехи на каждом элементе манипулирующей последовательности варианта сигнала за время
минимальный частотный
п (0 — е с 1 [1 — (^ - 1) Тп]ехР[/(^ п к С + % к)]. (3)
к — начальные фазы к-х составляющих п-ой помехи. Полагаем, что кодовые структуры помехи и сигнала совпадают, что имеет место при воздействии ретрансляционных или имитационных типов помех, т. е.
Подставляя (2) и (3) в выражение (1) и учитывая условие (4) после несложных преобразований и при совпадении тактовых частот формирователей сигнала и помехи (у=0) получаем выражение для комплексного показателя степени взаимодействия сигнала и помехи:
Из полученного выражения видно, что показатель, является более чувствительным к изменениям параметра у (в области целых приращений Дт), чем при варьировании параметра х, где у — плоскость тактовых частот, а х — плоскость несущих частот сигнала и помехи.
Изменение значения нужно рассматривать в плоскости х. Из выражения (5) можно заметить, что коэффициент взаимной корреляции сигнала и помехи в плоскости х принимает значения нуля при определенных расстройках несущих частот сигнала и помехи, то есть сигнал и помеха становятся взаимно ортогональными или другими словами сигнал оптимален для данной помехи. Если же произойдет расстройка тактовых частот, то есть плоскость х сместится по оси у, то из выражения (5) видно, что коэффициент взаимной корреляции сигнала и помехи никогда не может быть равным нулю. То есть при не совпадении тактовых частот сигнала и помехи условия их ортогональности при сканировании несущей частоты сигнала f соблюдаться не будут.
Если значение равно 0, то имея значение кодов несущих частот, при которых сигнал и помеха взаимно ортогональны можно выбрать сигнал, оптимальный к воздействию структурной ретранслированной помехи.
ш — щ л — х
т ПК- ТгИ-!
ПК
Г к- ° П К ° Г к•
Фг =
В современных модемах осуществляется модуляция цифрового кода, поступающего из информационного выхода компьютера в модулятор в аналоговый сигнал многофазовой многоуровневой квадратурной амплитудной модуляцией (QAM) [2]. При воздействии мультипликативной помехи на линию связи канала передачи данных будет наблюдаться общее снижение амплитуд всех элементов аналогового сигнала. В этом случае демодулятор будет распознавать сигнал, но выдавать на выходе ложный цифровой код, обусловленный синусоидальными и косинусоидальными составляющими с правильными фазами, но с ложными амплитудами. Причем, чем больше сигнальное созвездие, тем ближе находятся амплитуды аналогового сигнала, определяющие различный цифровой код, тем система связи более чувствительна к погрешностям амплитуд и, как следствие, достоверность цифрового сигнала на входе компьютера будет низка.
При воздействии аддитивной помехи, происходит суммирование энергии помехи с энергией сигнала. При амплитудной многоуровневой многофазовой квадратурной модуляции, демодулятор строго реагирует на величину амплитуд и фаз синусоидальных и косинусоидальных составляющих. При аддитивной помехе велика вероятность ошибки в определении фазы элемента аналогового сигнала, особенно если помеха узкополосная, направленная и ее частота близка к несущей частоте аналогового модулированного сигнала.
Для снижения аддитивных и мультипликативных помех в рассматриваемых КПД можно использовать при реализации в технических системах частотные и амплитудные детекторы, причем амплитудные детекторы использовать в цепях обнаружения и снижения аддитивных широкополосных помех, а частотные детекторы для борьбы с мультипликативными и узкополосными направленными ретранслированными помехами.
Список литературы:
1. Власов В. И. Шипилова Д.Ю. Математическое моделирование
комплексного показателя для автоматизации контроля качества линий
связи каналов передачи данных вычислительных сетей. Инфотелекоммуникационные технологии. — Том 5, — № 3, — 2007. — с. 78−81.
2. Лагутенко О. И. Современные модемы. М.: Эко-Трендз: 2002. 18В№ 5−88 405−037−2 -346 с.
3. Федоренко В. В., Власов В. И. Информативные свойства корреляционных функций сложных сигналов (статья) Известия вузов. Радиоэлектроника. — № 3, — 1994, — стр. 68−72.
4. Федоренко В. В., Власов В. И. Вероятность ошибки при распознавании образов по признак-функциям (статья). Известия вузов. Радиоэлектроника. — № 7, — 1995, — стр. 34−37.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой