Mērījumu informācijas pārraides ātrums nosaka mērīšanas sistēmā iekļautās sakaru sistēmas efektivitāti.

Vienkāršota diagramma mērīšanas sistēma parādīts 175. attēlā.

Parasti primārais mērpārveidotājs pārvērš izmērīto daudzumu elektriskā signālā X (t), kas jānosūta pa komunikācijas kanāls. Atkarībā no tā, kāds ir sakaru kanāls (elektrības vads vai kabelis, optiskā šķiedra, ūdens vide, gaiss vai bezgaisa telpa), mērījumu informācijas nesēji var būt elektrība, gaismas stars, skaņas vibrācijas, radioviļņi utt. Pārvadātāja izvēle ir pirmais solis signāla saskaņošanā ar kanālu.

Komunikācijas kanāla vispārīgās īpašības ir laiks T līdz, iekšā kura laikā tas ir paredzēts mērījumu informācijas pārraidei, joslas platums F uz un dinamiskais diapazons N līdz, kas tiek saprasta kā kanālā pieļaujamās jaudas attiecība pret kanālā neizbēgami esošo traucējumu jaudu, kas izteikta decibelos. Darbs

sauca kanāla jauda.

Līdzīgi vispārinātie signāla raksturlielumi ir laiks T s, kura laikā tiek pārraidīta mērījumu informācija, spektra platums Fc un dinamiskais diapazons Nc ir lielākās signāla jaudas attiecība pret mazāko jaudu, kas noteiktai pārraides kvalitātei jāatšķir no nulles, izteikta decibelos. Darbs

sauca signāla skaļums.

Ieviesto jēdzienu ģeometriskā interpretācija parādīta att. 176.

Nosacījums signāla saskaņošanai ar kanālu, kas nodrošina mērījumu informācijas pārraidi bez zudumiem un kropļojumiem traucējumu klātbūtnē, ir nevienādības izpilde

kad signāla skaļums pilnībā “iekļaujas” kanāla kapacitātē. Tomēr nosacījums signāla saskaņošanai ar kanālu var tikt izpildīts pat tad, ja dažas (bet ne visas) pēdējās nevienādības nav izpildītas. Šajā gadījumā ir nepieciešams t.s maiņas darījumi, kurā notiek sava veida signāla ilguma “apmaiņa” pret tā spektra platumu vai spektra platumu pret signāla dinamisko diapazonu utt.

82. piemērs. Signāls, kura spektrālais platums ir 3 kHz, jāpārraida pa kanālu, kura joslas platums ir 300 Hz. To var izdarīt, vispirms ierakstot to magnētiskajā lentē un atskaņojot pārraides laikā ar ātrumu, kas ir 10 reizes mazāks par ierakstīšanas ātrumu. Šajā gadījumā visas sākotnējā signāla frekvences samazināsies 10 reizes, un pārraides laiks palielināsies par tādu pašu summu. Saņemtais signāls būs jāieraksta arī magnētiskajā lentē. Pēc tam atskaņojot to ar 10 reižu ātrumu, būs iespējams reproducēt sākotnējo signālu.

Tāpat ir iespējams īsā laikā pārraidīt ilgstošu signālu, ja kanāla joslas platums ir plašāks par signāla spektru.

Kanālos ar aditīviem nekorelētiem traucējumiem

kur P c un P p ir attiecīgi signāla un traucējumu jaudas. Pārraidot elektriskos signālus, attiecība

var uzskatīt par signāla kvantēšanas līmeņu skaitu, kas nodrošina pārraidi bez kļūdām. Patiešām, ar izvēlēto kvantēšanas soli jebkura līmeņa signālu nevar sajaukt ar blakus līmeņa signālu traucējumu ietekmes dēļ. Ja mēs tagad iedomājamies signālu kā momentāno vērtību kopu, kas ņemta saskaņā ar V.A. teorēmu. Koteļņikovs ar intervālu D t= ,

tad katrā no šiem laika momentiem tas atbildīs kādam no līmeņiem, t.i. var būt kāds no P vienādi iespējamās vērtības, kas atbilst entropijai

Pēc tam, kad uztverošā ierīce reģistrē vienu no līmeņiem noteiktā laika punktā, entropija (a posteriori) būs vienāda ar 0 un informācijas kvants (informācijas apjoms, kas tiek pārraidīts diskrētā laika punktā)

Tā kā tiek pārraidīts viss signāls N= 2 F c T ar kvantiem, tad tajā ietvertās informācijas apjoms

tieši proporcionāls signāla skaļumam. Lai šo informāciju pārraidītu laikā Tk, ir jānodrošina pārraides ātrums

Ja signāls un kanāls ir konsekventi un T c = T c; F c = F k, tad

Šis K. Šenona formula kanāla maksimālajai kapacitātei.Viņa nosaka maksimālais ātrums informācijas pārraide bez kļūdām. Pie T c< T к скорость может быть меньшей, а при Т с >Iespējamas kļūdas.

Ierobežot atkarību joslas platums kanāls no signāla un trokšņa attiecības vairākām joslas platuma vērtībām ir parādīts attēlā. 177. Šīs atkarības raksturs lielām un mazām attiecībām ir atšķirīgs

tie. Kanāla kapacitātes atkarība no signāla/trokšņa attiecības ir logaritmiska.

Ja “1, tad, neskatoties uz to, ka R p » R c, pārraide bez kļūdām joprojām ir iespējama, taču ar ļoti mazu ātrumu. Šajā gadījumā paplašināšana ir derīga

kurā varam aprobežoties ar pirmo termiņu. Ņemot vērā, ka log e = 1,443, mēs iegūstam

Tādējādi mazām signāla un trokšņa attiecībām caurlaidspējas atkarība no signāla un trokšņa attiecības ir lineāra.

Caurlaidības atkarība no kanāla joslas platuma reālās sistēmās ir sarežģītāka nekā tikai lineāra. Trokšņa traucējumu jauda uztverošās ierīces ieejā ir atkarīga no kanāla joslas platuma. Ja traucējumu spektrs ir vienmērīgs, tad

kur G ir traucējumu spektrālās jaudas blīvums, t.i. traucējumu jauda uz frekvenču joslas vienību. Tad

Ja ņemam vērā, signāla jaudu var izteikt ar tādu pašu spektrālo blīvumu ekvivalents frekvenču josla F e:

Sadalot abas šīs izteiksmes puses ar F e, mēs iegūstam:

Šīs atkarības būtība ir parādīta attēlā. 178. Ir svarīgi atzīmēt, ka, palielinoties kanāla joslas platumam, tā kapacitāte nepalielinās bezgalīgi, bet tiecas līdz noteiktai robežai. Tas izskaidrojams ar palielinātu troksni kanālā un signāla un trokšņa attiecības pasliktināšanos uztvērējas ierīces ieejā. Robežu, līdz kurai c tiecas, palielinoties F k, var noteikt, izmantojot jau zināmo logaritmiskās funkcijas sērijas paplašinājumu lielam F k. Tad ja

Tādējādi maksimālā vērtība, līdz kurai tiecas maksimālā kanāla jauda, ​​palielinoties tā joslas platumam, ir proporcionāla signāla jaudas attiecībai pret traucējumu jaudu uz frekvenču joslas vienību. Tas acīmredzami noved pie šāda praktiska secinājuma: lai palielinātu maksimālo kanāla jaudu, jums jāpalielina raidīšanas ierīces jauda un jāizmanto uztveršanas ierīce ar minimālu trokšņa līmeni ieejā.

Līdzās efektivitātei otrs svarīgākais sakaru sistēmas kvalitātes rādītājs ir trokšņu noturība. Pārraidot mērījumu informāciju analogā veidā, to novērtē pēc saņemtā signāla novirzes no pārraidītā. Diskrētu sakaru kanālu trokšņu noturību raksturo kļūdas iespējamība Rosh (kļūdaini saņemto rakstzīmju skaita attiecība pret kopējo pārsūtīto rakstzīmju skaitu) un ir saistīta ar to ar atkarību

Ja, piemēram, Рosh = 10 -5, tad æ = 5; ja Rosh = 10 -6, tad æ = 6.

Efektīvs veids trokšņu noturības palielināšana, pārraidot mērījumu informāciju analogā formā, un ir nekorelēti traucējumi uzkrāšanās. Signāls tiek pārraidīts vairākas reizes, un, saskaņoti pievienojot visas saņemtās implementācijas, tā vērtības attiecīgajos laikos tiek summētas, savukārt traucējumi šajos laikos, būdami nejauši, tiek daļēji kompensēti. Tā rezultātā palielinās signāla un trokšņa attiecība un palielinās trokšņu noturība. Tāpat uzkrāšanas ideja tiek īstenota, pārraidot mērīšanas informāciju pa diskrētu kanālu.

83. piemērs. Lai traucējumu raksturs būtu tāds, ka to var sajaukt ar signālu (t.i., 0 var sajaukt ar 1). Pārraidot ar Baudot kodu, kombinācija 01001 tiek saņemta trīs reizes šādā formā:

Ja sumators ir ierīce, kas nedarbojas, kad kolonnā parādās vismaz viena nulle, tad kombinācija tiks pieņemta pareizi, ja katra nulle ir pieņemta pareizi vismaz vienu reizi.

Ja vienas pārraides laikā neatkarīgu kļūdu iespējamība tiek apzīmēta ar Posh, tad pēc N- Ja pārraide tiek atkārtota vairākas reizes, tā būs vienāda ar Rosh. Tāpēc trokšņa imunitāte pēc N retranslācijas

kur æ - Noturība pret trokšņiem vienas pārraides laikā. Tādējādi trokšņa imunitāte uzkrāšanās laikā palielinās par atkārtojumu skaitu.

Viens no veidiem, kā palielināt trokšņa imunitāti, ir arī korekcijas kodu pielietošana.

Trokšņu noturības palielināšana tiek panākta, palielinot dublēšanu un vispārīgi, palielinot signāla skaļumu ar tādu pašu mērījumu informācijas apjomu. Šajā gadījumā ir jāsaglabā nosacījums signāla saskaņošanai ar kanālu. Ja šis nosacījums ir izpildīts un T c = T k; Н с = Н к mērījumu informācijas pārraide, izmantojot amplitūdas modulētas augstfrekvences svārstības, ir izturīgāka pret troksni nekā tiešā signāla pārraide, jo, piemēram, toņu modulācijas gadījumā tā aizņem divas reizes lielāku frekvenču joslu. Savukārt dziļās frekvences jeb fāzes modulācijas izmantošana spektra paplašināšanās dēļ vēl vairāk palielina sakaru sistēmas trokšņu noturību. Šajā ziņā ir daudzsološi neizmantot vienkārši signalizē par to

F c T c ≈ 1,

A komplekss, priekš kam

Tie ietver impulsu signālus ar augstfrekvences piepildījumu un frekvences modulāciju vai nesēja svārstību fāzes nobīdi utt.

Sakaru sistēmu efektivitātes un trokšņu noturības prasības ir pretrunīgas. Tie mudina, no vienas puses, samazināt un, no otras puses, palielināt signāla skaļumu, nepārkāpjot tā saskaņošanas ar kanālu nosacījumus un nemainot tajā ietvertās informācijas apjomu. Šo prasību apmierināšana ietver optimālu tehnisko risinājumu sintēzi.

Signāls - fizisks process, kas parāda ziņojumu. IN tehniskās sistēmas visbiežāk izmanto elektriskie signāli. Signāli parasti ir laika funkcijas.

1. Signālu klasifikācija

Signālus var klasificēt pēc dažādiem kritērijiem:

1. Nepārtraukts ( analogs) - signāli, kurus apraksta nepārtrauktas laika funkcijas, t.i. ņem nepārtrauktu vērtību kopu definīcijas intervālā. Diskrēts - ir aprakstītas ar diskrētām laika funkcijām t.i. definīcijas intervālā ņem ierobežotu vērtību kopu.

Deterministisks - signāli, kurus apraksta ar laika deterministiskām funkcijām, t.i. kuru vērtības tiek noteiktas jebkurā brīdī. Nejauši - tiek aprakstītas ar laika nejaušām funkcijām, t.i. kuras vērtība jebkurā brīdī ir gadījuma lielums. Nejaušos procesus (RP) var klasificēt stacionāros, nestacionāros, ergodiskos un neergodiskos, kā arī Gausa, Markova u.c.

3. Periodiski - signāli, kuru vērtības tiek atkārtotas ar intervālu, kas vienāds ar periodu

x (t) = x (t+nT), Kur n= 1,2,...,¥; T- periodā.

4. cēloņsakarība - signāli, kuriem ir sākums laikā.

5. ierobežots - signāli ar ierobežotu ilgumu un vienādi ar nulli ārpus noteikšanas intervāla.

6. Sakarīgs - signāli, kas sakrīt visos definīcijas punktos.

7. Ortogonāls - signāli pretēji saskaņotam.

2. Signāla raksturlielumi

1. Signāla ilgums ( pārraides laiks) T s- laika intervāls, kurā signāls pastāv.

2. Spektra platums Fc- frekvenču diapazons, kurā ir koncentrēta galvenā signāla jauda.

3. Signāla bāze - signāla spektra platuma un tā ilguma reizinājums.

4. Dinamiskais diapazons Dc- koeficienta logaritms maksimālā jauda signāls - Pmaks līdz minimumam - Pmin(minimālā atšķirība trokšņa līmenī):

D c = log (P max / P min).

Izteiksmēs, kurās var izmantot logaritmus ar jebkuru bāzi, logaritma bāze nav norādīta.

Parasti logaritma bāze nosaka mērvienību (piemēram: decimāldaļa - [Bel], dabiskais - [Neper]).

5. Signāla skaļums nosaka attiecība V c = T c F c D c .

6. Enerģijas īpašības: momentānā jauda - P(t); vidējā jauda - P vid un enerģija - E.Šīs īpašības nosaka attiecības:

P(t) =x 2 (t); ; (1)

Kur T=t max -tmin.

3. Nejaušo signālu matemātiskie modeļi

Deterministisks, t.i. iepriekš zināms ziņojums nesatur informāciju, jo saņēmējs jau iepriekš zina, kāds būs pārraidītais signāls. Tāpēc signāliem ir statistisks raksturs.

Nejaušs (stohastisks, varbūtības) process ir process, ko apraksta ar nejaušām laika funkcijām.

Nejaušs process X(t) var attēlot ar negadījuma laika funkciju ansambli xi(t), sauc par realizācijām vai paraugiem (sk. 1. att.).

1. att. Īstenojumi nejaušs process X(t)

Pilnīgs nejauša procesa statistiskais raksturojums ir n- izmēru sadalījuma funkcija: F n (x 1, x 2,..., x n; t 1, t 2,..., t n), vai varbūtības blīvums f n (x 1, x 2,..., x n; t 1, t 2,..., t n).

Daudzdimensionālu likumu izmantošana ir saistīta ar zināmām grūtībām,

Sadales likumi ir visaptveroši nejauša procesa raksturlielumi, bet nejaušos procesus var diezgan pilnībā raksturot, izmantojot tā sauktos skaitliskos raksturlielumus (sākotnējo, centrālo un jaukto momentu). Visbiežāk izmantotās īpašības ir: paredzamā vērtība(pirmā pasūtījuma sākuma brīdis)

vidējais kvadrāts (otrās kārtas sākuma moments)

dispersija (otrās kārtas centrālais moments)

korelācijas funkcija, kas ir vienāda ar nejaušā procesa atbilstošo posmu korelācijas momentu

Šajā gadījumā ir spēkā šāda sakarība:

Stacionāri procesi - procesi, kuros skaitliskie raksturlielumi nav atkarīgi no laika.

Ergodiskie procesi - process, kurā sakrīt vidējās aprēķināšanas rezultāti un kopas rezultāti.

Gausa procesi - procesi ar parasto sadales likumu:

Šim likumam ir ārkārtīgi svarīga loma signāla pārraides teorijā, jo lielākā daļa traucējumu ir normāli.

Saskaņā ar centrālo robežu teorēmu lielākā daļa nejaušo procesu ir Gausa procesi.

M Arkova process - nejaušs process, kurā katras nākamās vērtības iespējamību nosaka tikai viena iepriekšējā vērtība.

4. Signālu analītiskā apraksta formas

Signālus var uzrādīt laika, operatora vai frekvenču jomā, kuru savienojumu nosaka, izmantojot Furjē un Laplasa transformācijas (skat. 2. att.).

Laplasa transformācija:

Furjē transformācijas:

2. att. Signāla attēlojuma zonas

Šajā gadījumā var izmantot dažādas signālu attēlojuma formas funkciju, vektoru, matricu, ģeometrisko utt.

Aprakstot gadījuma procesus laika apgabalā, tiek izmantota tā sauktā nejaušo procesu korelācijas teorija, bet frekvenču jomā – gadījuma procesu spektrālā teorija.

Ņemot vērā funkciju paritāti

mēs varam rakstīt izteicienus par korelācijas funkcija R x (t) un nejauša procesa enerģijas spektrs (spektrālais blīvums). S x (w), kas ir saistīti ar Furjē transformāciju vai Vīnera-Hinčina formulām

5. Signālu un to raksturlielumu ģeometriskais attēlojums

Jebkurš n- skaitļus var attēlot kā punktu (vektoru) collā n-dimensiju telpa, kas atrodas tālu no sākuma D,

Kur . ( 13)

Signāla ilgums T s un spektra platums F ar, saskaņā ar Koteļņikova teorēmu tiek noteikts N paraugi, kur N = 2F c T c.

Šo signālu var attēlot ar punktu n-dimensiju telpā vai ar vektoru, kas savieno šo punktu ar izcelsmi.

Šī vektora garums (norma) ir:

Kur x i =x (nDt) - signāla vērtība laikā t = n.Dt.

Teiksim: X- pārsūtāmais ziņojums un Y- pieņemts. Turklāt tos var attēlot ar vektoriem (3. att.).

X1, Y1

0 a1 a2 x 1 y1

3. att. Ģeometriskais attēlojums signāliem

Definēsim savienojumus starp signālu ģeometrisko un fizisko attēlojumu. Leņķim starp vektoriem X Un Y var pierakstīt

cosg =cos(a 1 -a 2) =cosa 1cosa 2+grēksa 1grēksa 2 =

Signāla koordinācija ar sakaru kanālu ir nepieciešama, lai palielinātu mērījumu informācijas pārraides ātrumu bez zudumiem un traucējumiem traucējumu klātbūtnē.

Pārvadātāja izvēle ir pirmais solis signāla saskaņošanā ar kanālu. Mērīšanas informācijas nesēji var būt: elektriskā strāva, gaismas stars, skaņas vibrācijas, radioviļņi u.c.

Komunikācijas kanāla vispārīgās īpašības ir:

¾ laiks T k, kura laikā tiek nodrošināts kanāls mērījumu informācijas pārraidīšanai;

¾ joslas platums F uz kanālu;

¾ dinamiskais diapazons N k ir pieļaujamās jaudas attiecība ( R s+ R n) kanālā uz traucējumu jaudu R n kanālā, izteikts decibelos.

Šeit R ar, R p – signāla un traucējumu jauda.

Darbs V k = T uz * F uz * N k - sauca kanāla jauda.

Vispārējie signāla raksturlielumi ir:

¾ laiks T s, kura laikā tiek pārraidīta mērījumu informācija;

¾ spektra platums F Ar;

¾ dinamiskais diapazons N c ir decibelos izteikta attiecība lielākais signāla stiprumu vismazāk jauda, ​​kas noteiktai pārraides kvalitātei jāatšķir no nulles.

Darbs V c = T Ar * F Ar * N s – sauc signāla jauda.

Nosacījums signāla saskaņošanai ar kanālu, kas nodrošina mērījumu informācijas pārraidi bez zudumiem un kropļojumiem traucējumu klātbūtnē, ir nevienādības izpilde:

V c £ V Uz

Vienkāršākajā gadījumā šī nevienlīdzība ir spēkā, ja:

T c £ T Uz

F c £ F Uz

H c £ H uz,

tie. kad signāla skaļums pilnībā “iekļaujas” kanāla kapacitātē.

Tomēr nosacījums signāla saskaņošanai ar kanālu var tikt izpildīts pat tad, ja dažas (bet ne visas) pēdējās nevienādības nav izpildītas. Šajā gadījumā ir nepieciešams t.s maiņas darījumi, kurā notiek sava veida signāla ilguma “apmaiņa” pret tā spektra platumu vai spektra platumu pret signāla dinamisko diapazonu utt.

67. Diagnostikas objekta pārbaudes programmu optimizācijas metodes. Laika-varbūtības metode. Daļas sadalīšanas metode (divi ieviešanas gadījumi). Kombinētā metode.

Laika varbūtības metode:

– tiek izmantots, ja ir zināms atsevišķu sistēmas mezglu pārbaudei nepieciešamais laiks un šajos mezglos kļūdu rašanās iespējamība novērtēta šo mezglu atteices relatīvā biežuma veidā.

Lai samazinātu laiku, lai atrastu kļūdu, mezgli tiek pārbaudīti (un vispārīgākā gadījumā, iespējamie iemesli defekti) ir sakārtoti pieaugošā koeficienta secībā T i /P i, Kur T i– pieejamības pārbaudes laiks i– mezgla darbības traucējumu vai i – mezgla darbības traucējumu iemesls; P i- varbūtība i– i – mezgla darbības traucējumu vai atteices iemesls;

Pārbaudes ļauj šīs attiecības pieaugošā secībā (lielas P i un mazs T i), t.i., sākot ar visticamākajiem neveiksmju cēloņiem. (Tādējādi tiek samazināts minimālais nepieciešamais meklēšanas procedūru skaits, kas nozīmē, ka tiek samazināts diagnostikas laiks).

Laika varbūtības metodes trūkumi:

Nepieciešamība pēc a priori informācijas par atsevišķu kļūdu iespējamību;

Ātri tiek atklāti tikai visizplatītākie defekti, un tiek pavadīts daudz laika, meklējot maz ticamus defektus;

Katra mezgla verifikācijas laikā iegūtā informācija netiek ņemta vērā, pārbaudot citus mezglus, jo tiek pieņemts, ka visi mezgli darbojas neatkarīgi viens no otra.

Puses sadalīšanas metode”:

Izmanto, pārbaudot nesazarots(!) ķēdes! Šo metodi izmanto arī gadījumos, kad visu sistēmas mezglu atteices varbūtības ir tāds pats, t.i. P i = konst , un gadījumos, kad šis nosacījums nav izpildīts, t.i. P i konst .

A) NotiekP i = konst

Sistēmas mezglu secīgā ķēde tiek sadalīta pārmaiņus vienāds mezglu skaits, turklāt pirmā pārbaude tiek veikta visas ķēdes vidū, un katra nākamā tiek veikta atlikušās ķēdes daļas vidū.

Ja mezglu skaits atlikušajā ķēdes daļā nepāra, tad pārbaude tiek veikta kādā minimālā iespējamā attālumā no vidus.

Piemēram, sistēma sastāv no 8 mezgliem:

1. pārbaude– veikta starp 4. un 5. mezglu, t.i. sistēma tiek sadalīta daļās un pārbaudīta tā pirmā daļa, kas sastāv no mezgliem 1-4.

Ja pārbaudes rezultātā atklājas, ka pirmā sistēmas daļa (mezgli 1-4) darbojas, pārejiet pie otrās pārbaudes, kas ietver defektu meklēšanu starp sistēmas pirmās puses mezgliem. otrā daļa, t.i. starp mezgliem 5.6.

Ja pirmā pārbaude dod rezultātu “ darbības traucējumi”, tad tas tiek pārbaudīts pirmās daļas pirmā puse, t.i. mezgli 1,2 utt.

Šī metode dod tas pats pārbaužu skaits neatkarīgi no atrašanās vietas bojāts elements. Piemēram, aplūkotajā piemērā pārbaužu skaits, lai aprēķinātu vienīgo (pēdējo) mezglu, vienmēr ir vienāds ar 3. Ja nepieciešams pārbaudīt pēdējo mezglu skaidrības labad, tad pārbaužu skaits šeit ir 3+1=4.

Un, ja pārbaudēm izmantotu metodi “laika varbūtība”, tad labākajā gadījumā būtu 1 čeks, sliktākajā – visas 8 pārbaudes. Tie. “Pa pusei sadalīšanas” metode ir efektīvāka (ar P i =konst).

b) LietaP i konst .

Sistēmas mezglu ķēde nav sadalīta vienādos mezglu skaitā, un vienādām kļūmju varbūtībām.

Priekš šis piemērs pārbaužu skaits labākajā gadījumā ir 2 (kad ir bojāts 1. bloks), bet sliktākajā gadījumā tas ir 4 (ja ir bojāts 6. bloks). Un, ja izmantotu “laika-varbūtības” metodi, tad labākajā gadījumā pietiktu ar 1 pārbaudi, bet sliktākajā gadījumā būtu nepieciešamas visas 8 pārbaudes.

Tātad šajā gadījumā efektīvāka izrādās “sadalīšanas uz pusēm” metode.

Kombinētā metode:

Gadījumos, kad ir zināms laiks, kas nepieciešams atsevišķu sistēmas mezglu pārbaudei un mezglu atteices varbūtību vērtības, bet nevar izmantot neatkarīgas darbības pieņēmumus visi mezgli, kā tas tika darīts "laika varbūtības" metodē, tad tiek izmantota šīs metodes un "puses nodalījuma" metodes kombinācija.

Šo metodi sauc par " apvienots" Tiek pieņemts, ka par pamatu tiek ņemta “pus sadalīšanas” metode un tajā pašā laikā tiek ņemtas vērā kļūdu iespējamības. P i konst un individuālo pārbaužu sarežģītība T i, t.i. attieksme T i / P i , un ķēde tiek sadalīta, pamatojoties uz vērtību vienlīdzību šīs attiecības!

Kombinētā metode ļauj samazināt nepieciešamo pārbaužu skaitu.

Papildus uzskaitītajām 4 metodēm diagnosticēto sistēmu pārbaužu veikšanai tiek izmantotas vairākas citas, piemēram, metodes, kurās izmanto spēļu teoriju, jo īpaši minimax metodi (samazinot operatora maksimālos zaudējumus, kas nozīmē palielināt laiku, lai atrastu kļūme) un citas metodes.

Lielāko daļu šo metožu ir grūti ieviest, tāpēc sarežģītu tehnisko objektu STD pamatā ir datora ar pietiekamu atmiņu un lielu ātrumu izmantošana.

Komunikācijas kanāls sauc par komplektu tehniskajiem līdzekļiem un fizisku nesēju, kas spēj pārraidīt nosūtītos signālus, kas nodrošina ziņojumu pārraidi no informācijas avota līdz saņēmējam.

Avota kodētājs jānodrošina tāda avota ziņojumu transformācija, kurā signāliem tā izejā būtu minimāla dublēšana un ļautu pārraides ātrumu tuvināt maksimāli iespējamai vērtībai, tas ir, kanāla kapacitātei. Taču, tā kā traucējumi reālos kanālos ir neizbēgami, to apkarošanai papildus nepieciešams ieviest kanālu kodētāju, kas nodrošina ienākošo ziņojumu pārkodēšanu, lai paaugstinātu ziņojumu trokšņu noturību. Sakaru līniju (kanāla) izejā jābūt ierīcei apgrieztai konvertēšanai ( dekodēšana ) signāli, kas saņemti no sakaru līnijām – kanālu dekodētājs , pēc kura ir jānodrošina ierīce signālu dekodēšanai no avota - avota dekodētājs .

Pašpārbaudes jautājumi

1. Kādos ir iekļauti datu pārraides kanālu elementi informācijas tīkli ir galvenie?

2. Kas ir datu galiekārtas un kam tās tiek izmantotas?

3. Kas ir datu pārraides vide?

4. Kāds ir datu pārraides iekārtu mērķis?

5. Kāds ir tīkla starpiekārtu mērķis?

6. Kādus saziņas kanālus pēc pārraides līdzekļa veida jūs zināt?

7. Kādi rādītāji raksturo komunikācijas kanālus?

8. Kas nosaka sakaru kanāla pieslēgšanas ērtības?

9. Kas nosaka sakaru kanāla caurlaidspēju?

10. Kas raksturo datu pārsūtīšanas konfidencialitāti?

Komunikācijas kanālu galvenās īpašības

Lekcijas mērķis ir izpētīt komunikācijas kanālu galvenās īpašības.

Lekcijas mērķi:

Izpētīt

Izpētīt komunikācijas kanālu veidus un galvenās īpašības.

Lekcijā aplūkotie jautājumi:

2. Komunikācijas kanālu veidi, galvenās īpašības.

Informācijas tīklu datu pārraides kanālu galvenie elementi ir:

Datu termināla iekārtas (DTE), kas ir informācijas bloks, kas sagatavo pārraidei paredzētos datus pa kanālu un kalpo vienā gadījumā kā datu avots, bet citā kā uztvērējs.

Datu pārraides vide (SPD), tas ir, jebkurš fizisks datu nesējs, kas spēj pārraidīt informāciju, izmantojot atbilstošus signālus. Var attēlot elektrisko vai optisko kabeli vai atklātu telpu (fizisku).

Datu pārraides iekārtas (ADF), ko sauc par datu pārraides beigu iekārtu. Apzīmē iekārtu, kas tieši savieno datu gala iekārtu ar datu pārraides vidi, kas ir malas datu pārraides iekārta. Datu pārraides iekārtās ietilpst modemi, tīkla adapteri un tā tālāk.

4. Tīkla starpiekārtas (POS) apzīmē tālsatiksmes sakaru līnijās izmantoto aprīkojumu, kas ļauj atrisināt šādas problēmas:

Signāla kvalitātes uzlabošana;

Sakaru kanālu struktūras noturības nodrošināšana starp kaimiņu tīkla mezgliem

(multiplekseri, atkārtotāji, tulki utt.)

Tiek izsaukts pilno datu iekārtu (DTE) un datu pārraides iekārtu (DTE) komplekts stacija.

Kanāli parasti tiek sadalīti nepārtrauktos un diskrētos.

Vispārīgākajā gadījumā katrs diskrēts kanāls ietver nepārtrauktu kanālu kā sastāvdaļu.

Ja var neņemt vērā traucējošo faktoru ietekmi uz ziņojumu pārraidi kanālā, tad šādu idealizētu kanālu sauc kanāls bez traucējumiem . Šādā kanālā katrs ziņojums ieejā unikāli atbilda konkrētam ziņojumam izejā un otrādi.

Ja nevar ignorēt traucējumu ietekmi kanālā, tad kanālu traucējumu klātbūtnē.

Zem kanāla modelis attiecas uz kanāla matemātisko aprakstu, kas ļauj novērtēt tā raksturlielumus, ko izmanto sakaru sistēmu būvniecībā, neveicot eksperimentālus pētījumus.

Tiek saukts kanāls, kurā iespējamība identificēt pirmo signālu ar otro un otro ar pirmo signālu ir vienāda simetrisks .

Kanāls ar dzēšanu ir kanāls, kura signālu alfabēts ieejā atšķiras no signālu alfabēta tā izejā.

Atsauksmju kanāls sauc par papildu atgriešanas kanālu, kas ieviests SPD, lai palielinātu pārraides uzticamību.

Tiek apsvērts saziņas kanāls dots, ja ir zināmi dati par ziņojumu tā ievadē, kā arī ierobežojumi, ko ievades ziņojumiem nosaka kanālu fiziskās īpašības.

Informācijas pārraides kanāliem raksturojums, ko sauc informācijas pārraides ātrums pa kanāliem, kas raksturo vidējo informācijas apjomu, ko var pārraidīt pa sakaru kanālu laika vienībā.

Lai raksturotu sakaru kanālus, var izmantot divus pārraides ātruma jēdziena variantus:

– tehniskais pārraides ātrums (manipulācijas ātrums), ko raksturo elementāro signālu skaits, kas tiek pārraidīti pa kanālu laika vienībā. Tas ir atkarīgs no sakaru līniju īpašībām un kanāla aprīkojuma ātruma. Tehniskā ātruma mērvienība ir 1 Baud = 1 simbols/1 sek.

– informācijas pārsūtīšanas ātrums ko nosaka vidējais pārraidītās informācijas apjoms laika vienībā. Šis ātrums ir atkarīgs gan no dotā kanāla īpašībām, gan no izmantoto signālu īpašībām [bit/s];

Tiek saukts vidējais ziņojuma avota saražotās informācijas apjoms laika vienībā avota veiktspēja.

Sakaru kanāla jauda ir lielākais informācijas pārraides ātrums pa šo kanālu, kas sasniegts ar vismodernākajām informācijas pārraidīšanas un saņemšanas metodēm.

Joslas platums, tāpat kā informācijas pārsūtīšanas ātrums, tiek mērīts ar pārraidītās informācijas daudzumu laika vienībā.

IN telekomunikāciju sistēmas (TCS) Visplašāk izmantotie saziņas kanālu veidi ir:

Vienkāršie sakaru kanāli (CS) apzīmē šādu informācijas apmaiņas attēlojumu starp raidītāju un uztvērēju, kad ziņojumi tiek pārraidīti tikai vienā virzienā pa vienu sakaru līniju (kanālu). Šo kanālu sauc simplex vai nesavstarpējas sistēmas .

Pusduplekso sakaru kanāli (darba režīmi) šajā gadījumā 2 sakaru mezgli ir savienoti ar vienu sakaru kanālu (sakaru līniju), bet pa šo kanālu informācija tiek pārraidīta pārmaiņus (pamīšus) pretējos virzienos - tā tiek organizēts darba režīms.

Dupleksais sakaru kanāls pieņem, ka divi sakaru mezgli ir vienlaikus savienoti ar diviem kanāliem (uz priekšu un atpakaļ), pa kuriem informācija tiek pārraidīta vienlaicīgi pretējos virzienos.

Vienkāršs ķermeņa un radio tīklos izmantotā sakaru kanāla veids.

Pusduplekss Metode tiek izmantota informācijas-atsauču un pieprasījuma-atbildes sistēmās.

Duplekss Sakaru kanālu izmanto sistēmās ar POS un IOS.

Telekomunikāciju sistēmās pārraides laikā izšķir speciālos (nepārslēgtos) un komutētos sakaru kanālus.

IN īpaši saziņas kanāli Sakaru mezglu uztveršanas un raidīšanas iekārtas ir pastāvīgi savienotas viena ar otru. Tas nodrošina augstu pieejamības pakāpi, vairāk augstas kvalitātes pārraide (sakari) un atbalsts lielam satiksmes apjomam.

Salīdzinoši augstāko izmaksu dēļ tīklu ekspluatācijai ar speciālajiem sakaru kanāliem to rentabilitāte tiek sasniegta, kad sakaru kanāli ir pietiekami pilnībā noslogoti.

Pārslēgti sakaru kanāli tiek organizēti tikai uz noteikta fiksēta informācijas apjoma nodošanas laiku. Šādiem kanāliem ir raksturīga augsta elastība un salīdzinoši zemas izmaksas (ar mazu trafika apjomu).

Datu pārraides sistēmas (DTS) bez atgriezeniskās saites kanāla principā ļauj sasniegt vēlamo informācijas pārraides precizitāti, izmantojot atbilstošus labošanas kodus. Cena vēlamās uzticamības nodrošināšanai ir būtisks kombināciju garuma pieaugums, kā arī ievērojams aprīkojuma sarežģījums.

Trūkums sistēmas bez atgriezeniskās saites arī tas ir avots nesaņem nekādu apstiprinājumu par to, kā informācija saņemta pie saņēmēja. Tāpēc šādas sistēmas izvirza ļoti augstas prasības izmantoto iekārtu uzticamībai. Pamatojoties uz to, sistēmas bez atgriezeniskās saites tiek izmantotas galvenokārt tad, kad kad nav iespējams organizēt atgriezeniskās saites kanālu vai kavēšanās informācijas pārraidē ir nepieņemama. Šo apstākļu dēļ sistēmas ar atsauksmes(adaptīvā vadība), kurā pārraides uzticamība tiek palielināta, atklājot kļūdas uztveršanas pusē un atkārtojot tikai nepareizi saņemtas kodu kombinācijas. Šajā gadījumā atlaišana būs minimāla, ja nebūs kļūdu, un palielināsies, palielinoties to skaitam. Sistēmas ar atgriezenisko saiti atkarībā no atgriezeniskās saites organizēšanas metodes iedala sistēmās ar informācijas atgriezenisko saiti un sistēmās ar izšķirošo atgriezenisko saiti.

Signālu var raksturot ar dažādiem parametriem. Vispārīgi runājot, šādu parametru ir ļoti daudz, taču praksē risināmām problēmām ir nozīmīgas tikai neliela daļa no tiem. Piemēram, izvēloties procesa vadības instrumentu, var būt nepieciešamas zināšanas par signāla izkliedi; ja signālu izmanto kontrolei, tā jauda ir būtiska utt. Tiek ņemti vērā trīs galvenie signāla parametri, kas ir būtiski informācijas pārraidīšanai pa kanālu. Pirmais svarīgais parametrs ir signāla pārraides laiks T s. Otra īpašība, kas jāņem vērā, ir jauda P ar signāls, kas tiek pārraidīts pa kanālu ar noteiktu traucējumu līmeni Pz. Jo lielāka vērtība P ar salīdzinot ar Pz, jo mazāka ir kļūdainas uztveršanas iespējamība. Tādējādi interešu attiecība ir P s / P z . Ir ērti izmantot šīs attiecības logaritmu, ko sauc par signāla pārsniegumu pār troksni:

Trešais svarīgs parametrs ir frekvenču spektrs Fx. Šie trīs parametri ļauj attēlot jebkuru signālu trīsdimensiju telpā ar koordinātām L, T, F paralēlskaldņa formā ar tilpumu T x F x L x. Šo produktu sauc par signāla skaļumu un apzīmē ar V x

Informācijas kanālu var raksturot arī ar trim atbilstošiem parametriem: kanāla lietošanas laiku T k, kanāla pārraidīto frekvenču joslas platums F k un kanāla dinamisko diapazonu Dk raksturo tā spēju pārraidīt dažādus signāla līmeņus.

Lielums

sauc par kanāla kapacitāti.

Neizkropļota signālu pārraide iespējama tikai tad, ja signāla apjoms “iekļaujas” kanāla kapacitātē.

Līdz ar to vispārējo nosacījumu signāla saskaņošanai ar informācijas pārraides kanālu nosaka attiecība

Tomēr attiecība izsaka nepieciešamo, bet nepietiekams stāvoklis signāla saskaņošana ar kanālu. Pietiekams nosacījums ir vienošanās par visiem parametriem:

Informācijas kanālam tiek izmantoti šādi jēdzieni: informācijas ievades ātrums, informācijas pārraides ātrums un kanāla jauda.

Zem informācijas ievades ātrums (informācijas plūsma) I(X) saprot vidējo informācijas daudzumu, kas no ziņojuma avota tiek ievadīts informācijas kanālā laika vienībā. Šo ziņojuma avota raksturlielumu nosaka tikai ziņojumu statistiskās īpašības.

Informācijas pārsūtīšanas ātrums I(Z,Y) – vidējais pa kanālu pārraidītās informācijas apjoms laika vienībā. Tas ir atkarīgs no statistikas īpašībām pārraidīts signāls un par kanāla īpašībām.

Joslas platums C ir lielākais teorētiski sasniedzamais informācijas pārsūtīšanas ātrums konkrētam kanālam. Tas ir kanāla raksturlielums un nav atkarīgs no signāla statistikas.

Lai informācijas kanālu izmantotu visefektīvāk, nepieciešams veikt pasākumus, lai informācijas pārraides ātrums būtu pēc iespējas tuvāks kanāla jaudai. Tajā pašā laikā informācijas ievades ātrums nedrīkst pārsniegt kanāla ietilpību, pretējā gadījumā visa informācija netiks pārsūtīta pa kanālu.

Tas ir galvenais nosacījums ziņojuma avota un informācijas kanāla dinamiskai koordinācijai.

Viens no galvenajiem jautājumiem informācijas pārraides teorijā ir informācijas pārraides ātruma un kapacitātes atkarības noteikšana no kanālu parametriem un signālu un traucējumu raksturlielumiem. Šos jautājumus vispirms padziļināti pētīja K. Šenons.