Кодирование и защита от ошибок
Проверка
четности –
к каждому 7-му биту добавляется 1 бит
(0\1), так, чтобы число 1 в кадре было четным
(нечетн.). Например: 1110001 + 1 – отриц.четность
(общ.число «1»-нечетное). После получения
знака приемник проверяет кол-во «1» на
четность. Если во время передачи 2 бита
(4,6,8) измен.свое значение, то ошибка
обнаружена не будет. Положительная
четность используется при синхронной
передаче данных, а (-)-ая – при
асинхронной
Не очень надежный способ!
Циклическая проверка четности с избыточностью (CRC).
Это более надежный метод и чаще применяется.
Суть метода: для блока из «К» бит (информация) передается также контрольная последовательность битов (FCS) из (n-k) бит. Вся посылка должна делиться без остатка на заданную константу (иногда делится информационная часть, и сравнивается с контрольными битами).
Развернутая схема обнаружения ошибок:
Управление потоками данных
Будем называть блок данных, переданный одним объектом другому (protocol data unit - PDU).
Управление потоками данных защитит получателя от перегрузки. Модели передачи без ошибок и с ошибками:
Каждый PDU содержит информационную часть и управляющую информацию и задерживается на некоторое время (время передачи и распространения).
Величина PDU зависит от емкости буфера приема, а также ограничен тем, что в небольшом блоке легче обнаружить ошибку и повторно передать его. В среде совместного использования нежелательно занимать ее в ущерб другим пользователям слишком долго.
Пусть каналом пользуются станции А и В, причем В имеет приемный буфер W для PDU, а станция А может переслать W PDU без ожидания подтверждения. Каждому PDU присваивается порядковый номер. Станция В подтверждает получение PDU, отправляя сообщение с номером следующего ожидаемого PDU. Станция А поддерживает список порядковых номеров PDU, разрешенных к пересылке. Станция В создает список порядковых номеров, которые она готова получить. Каждый из этих списков называется окном модулей PDU – процесс раздвижных окон.
Схема раздвижного окна (дуплексный режим):
Для номера используется 3-х битовый код, потому N кадров до 8 (0-7), однако окно может быть меньше 8 (как на рис. ~5)
Самые распространенные методы защиты от ошибок включают следующие составляющие:
- Приемник находит и отклоняет ошибочные PDU и отправляет в А номер, с которого надо повторить (REJ).
- Принятие верно подтверждается отсылкой в А соответствующего номера.
- Источник повторно передает PDU неподтвержденные через контрольное время.
Все эти составляющие называются автоматическим запросом повторной передачи (ARQ).
Спутниковая Связь
Параметры и конфигурации спутника.
Аппаратный комплекс спутника для приема сигнала восходящего канала, преобразования и передачи сигнала нисходящего канала, называется транспондером.
Классификация:
А) зона обслуживания (глобальные, региональные или национальные)
Б) тип услуг (службы связи, радиовещание, мобильные службы)
В) характер использования: коммерческие, военные, любительские или экспериментальные.
Особенности спутниковой связи в отличие от наземной:
- большая зона обслуживания
- мощность и выделенная ширина полосы весьма ограничены
- условия связи более стабильны
- затраты на связь почти не зависят от расстояния спутник-станция земля.
- высокая скорость передачи и высокое качество информации
- задержка (0,24 с.) сигнала.
С
путниковые
орбиты:
Круговые, эллиптические.
Экваториальные, полярные, наклонные.
Геостационарные, средние, низкие (MEOS, LEOS), (5-12 тыс.км.; 500 – 1500 км).
Угол возвышения:
не может = 0, т.к. сильно влияние атмосферы
(поглощение, шум)
-
угол охвата. Задает окружность на
поверхности земли при заданном
Зона обслуживания:
Геостационарные (отлич.от геосинхронных) спутники:
Их преимущества от других:
- отсутствует эффект Допплера
- их легче отслеживать
- зона обслуживания ~ 1/4 земной поверхности (3 спутника покроют всю землю)
Недостатки:
- большее затухание
- полярные области недоступны
- большая задержка сигнала (при телеф.разговорах 0,5с)
- для двухточечных приложений выделенный или спектр частот используется неэкономично.
Спутники на низких околоземных орбитах (LEOS)
- высота 500 – 1500 км.
- период обращения 1,5 – 2 ч.
- диаметр зоны обслуживания ~ 8000 км.
- суммарная задержка < 20 мс.
- время видимости с земли 20 мин.
- значительные доппл.сдвиги.
- влияние атмосферы меняет орбиту.
- система связи должна содержать несколько спутников
- сигнал с них сильнее.
Напр., система Globalstar содержит 48 спутников
Спутники МЕО (5000 – 12000 км), период ~ 6 ч,
d-зоны обслуживания 10 – 15 т. км., задержка 50 мс, время радиовидимости – несколько часов. Проект ICO вкл. 12 спутн.
Таблица 1.1. Полосы частот для спутниковой связи
Полоса |
Диапазон частот, ГГц |
Суммарная ширина полосы, ГГц |
Распространенные приложения |
L |
1-2 |
1 |
Мобильная спутниковая связь (MSS) |
S |
2-4 |
2 |
Службы MSS, NASA, исследование дальнего космоса |
C |
4-8 |
4 |
Спутники стационарной службы связи (FSS) |
X |
8-12,5 |
4,5 |
Военные службы FSS, исследования Земли и метеорологические спутники |
Ku |
12,5-18 |
5,5 |
Службы FSS, радиовещательные спутниковые службы (BSS) |
K |
18-26,5 |
8,5 |
Службы FSS и BSS |
Ka |
26,5-40 |
13,5 |
Службы FSS |
Распределение пропускной способности спутниковых систем.
Уплотнение с частотным разделением (FDM).
Вся полоса (~500 Мгц) геостац.спутника делится на ряд (24) каналов (~40МГц). Распределение полос каналов может динамически меняться (со спутника или с земли). Между каналами защитная полоса 4 МГц.
24 канала реализуются благодаря двойному использованию несущих каждого канала (разные поляризации). Кол-во подканалов, на которые можно разбить спутниковый канал с помощью технологии FDMA (frequency division multiply access) – множественный доступ с частотным разделением. Ограничено тремя факторами: тепловой шум, комбинационные помехи, перекрестные помехи.
Возможны 2 формы FDMA:
Множественный доступ с фиксированным распределением (FAMA) – из-за непостоянства спроса большой % простоя каналов.
Множественный доступ с распределением по запросу (DAMA) – более полно используется полоса.
Уплотнение с временным разделением (TDM). Находит все большее применение, т.к.:
А) снижение стоимости цифровых составляющих
Б) возможность исправления ошибок в цифровых методах
В) отсутствие комбинационных помех
Множественный доступ реализуется схемами FAMA – TDMA; DAMA – TDMA
Типичный кадр для нескольких передатчиков.
