Курстық ЖҰмыс «дхт болашақ жүйелері және дхт желілері»
жүктеу/скачать 79,17 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- КУРСТЫҚ ЖҰМЫС «ДХТ болашақ жүйелері және ДХТ желілері » пәні бойынша Тақырыбы: «Дискретті хабар алмасу желілері»
- Студент
|
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Әбілқас Сағынов атындағы Қарағанды Техникалық университеті БЖТ кафедрасы КУРСТЫҚ ЖҰМЫС «ДХТ болашақ жүйелері және ДХТ желілері » пәні бойынша Тақырыбы: «Дискретті хабар алмасу желілері» (баға) Жетекшісі: Турдыбеков Д.М. . (қолы , күні) Комиссия мүшелері: Турдыбеков Д.М. . Студент: РЭТ-21-1 тобы Бердикулов Адильбек (қолы, күні) Қарағанды 2023 Кіріспе Телеграф байланысының даму тарихы. Дискретті хабар тарату адам өмірінде аса маңызды роль атқарады. ДХТ-сыз әр түрлі еңбек шаруашылығына, сонымен байланыс аймағына қажетті қазіргі автоматталған басқару жүйелері құрыла алмайды. ДХТ техникасын қолдану қымбат, жоғарыөнімді есептегіш техниканы, есептегіш және мәліметтерді тарату желісі жолымен құруды қамтамасыз етеді. Ортақ қолданылатын телеграф желінің ары қарай дамуы халықтың ақпаратпен алмасу қажеттілігін қамтамасыздандыруға мұршалы, ал абоненттік телеграфты желісімен мәліметтер таратудың дамуы - өндіріс мекемелерінің оперативті байланыстағы талаптарын тез орындайды. Соңғы енгізілген ДХТ техникасы мекемелер жұмысының эффективті жоғарлауына мүмкіндік береді. Қаншама жылдар адамзат ақпаратты аз уақыт ішінде алыс арақашықтыққа тез, минималды қателіктермен тарату проблемасын шеше алмады. Төртінші ғасырдың өзінде Ежелгі Грецияда суда орналасқан телеграф болды. Бірақ та бұл телеграфтың тарих дәулеті болғанына қарамастан, оның хабар тарату принципі әлі де қолданылады. Синхронизация мен фазалауды шешуде қазіргі ДХТ жүйесінде осы басқа да әдістер қолданылады. 1832 Академик наук П.Л.Шилинг электромагнитті телеграфтық аппарат практикасына пайдасы тиетін, дүние жүзінде бірінші байқау жүргізді. Электрография облысындағы физик және академия электротехнигі, дүние жүзінде бірінші әріп басатын, электро қабылдағышы бар телеграфты аппарат ойлап тапқан – Б.С.Якоби, П.Л.Шилингтің байқауын толық бекітті. П.Л.Шилинг пен Б.С.Якоби еңбектерінің мәні, олар электрмагниттік телеграфияның, яғни электротехниканың негізін қалады. Міне, қазіргі кезде көлемді ақпарат тарату үшін стартстопты телеграфты аппарат қолданылады. Сонымен қатар жылжымалы бейне тарату аппараты қолданылады. Бүгін электробайланыстың құжатты түріне жататын, телеграфия, мәліметтерді таратқыш, факсимильді байланыс байланысты басқару сферасында еңбекті эффективті жоғарлаудың ең маңызды катализаторы болып табылады. Бұл курсттық жұмыста дискретті хабар желілерін, хабарды тарату қағидасын қарастырдым. ДХТ жүйесінің құрылымдық сұлбасы. дискретті арна (ДА), мәліметтерді тарату (МТ) арнасы, тракт (ТТ), түйіндесу тізбектерін құрылымымен таныстым. 1. «Ақпарат», «дискретті хабар» түсініктерін анықтау. Өлшем бірліктері. Дискретті хабарда (ДХ) болатын ақпараттың саны. Ақпарат, хабар, сигналдар. «Ақпарат» термині алушыға келіп түсетін әртүрлі мәліметтер деп түсініледі. Ғылым академиясы келесі анықтамаларды ұсынады, яғни ақпарат дегеніміз - бұл тарату, үлестіру, түрлендіру, сақтау немесе тікелей пайдалану объектісі болып табылатын мәліметтер. Бұл дегеніміз, өлшеу нәтижелері жөніндегі мәліметтер, қандай да бар объектіні бақылау және т.с.с болуы мүмкін. Бұдан былай бізді тек тарату объектісі ретіндегі ақпаратпен байланысты сұрақтар ғана қызықтыратын болады. Хабар ақпаратты ұсыну түрі болып табылады. Бір және сол мәлімет әртүрлі қалыпта ұсынылуы мүмкін. Мысалы, сіздің досыңыздың келген уақыты жөніндегі мәлімет телефон бойынша немесе телеграмма түрінде берілуі мүмкін. Бірінші жағдайда, үзіліссіз түрдегі (үзіліссіз хабар) ұсынылатын ақпарат деп есептеледі. Бұл хабар қандай да бір қоректендіру көзінен өндіріледі деп санасақ, біздің жағдайымызда үзіліссіз хабарлар көзі деп есептелінген. Екінші жағдайда, ақпарат дискретті түрде (дискреттік хабар) ұсынылған. Бұл хабар дискреттік хабарлар көзінен өндіріледі. Мәліметтерді телеграф бойынша тарату кезінде, аппарат сөз құратын әріптермен және сандармен беріледі. Алайда, уақыттың соңғы кесіндісіндегі таңбалар деп аталушы әріптер немесе цифрлар саны соңғы болып табылады. Бұл дискретті немесе есептік хабардың айрықша ерекшелігі болып табылады. Сонымен қатар, сөйлесу кезінде өлшенген дыбыстық қысымның әртүрлі мүмкін болатын мәндерінің саны, тіпті уақыттың соңғы кесіндісінде де шексіз болады. Бұдан былай тек дискреттік хабарларды тарату сұрақтарын ғана қарастыратын боламыз. Хабарда құралған ақпарат алушыға дискретті хабарларды тарату арнасы бойынша беріледі. 1-сурет. Дискретті хабарларды тарату куре жолы Құрамына қоректендіру көзі (ҚК) және дискреттік хабарларды алушы (ДХА) кіретін тарату трактісінің негізгі сипаттамаларын қарастырайық. Дискреттік хабарлардың көзі таңбалардың әліппесімен А деп белгіленеді. Осы әліппенің көлемі (таңбалар санын) К делік, ал таңбаларын беру ықтималдығы p(ai) –ге тең делік. Хабарлар сипаттамасының негізгі ақпараттық сипаттамаларының қатарына келесілер кіреді: жекелеген таңбалардағы ақпарат саны, энтропия және хабарлар көзінің өндірушілігі. Таратылушы таңбадағы ақпараттар саны битпен анықталады. Қандай да бір таңбаның (хабардың) пайда болу ықтималдығы неғұрлым аз болған сайын, оны алу кезіндегі ақпараттар саны да соғұрлым көп алынады. Егер, қоректендіру көзі екі тәуелсіз таңбалардың (а1 және а2) біреуін беретін болса, және олардың біріншісі р (а1) = 1 ықтималдығымен берілетін болса, онда а1 таңбасында ақпарат тасымалданбаған немесе ол алушыға алдын-ала мәлім болған деп саналады. Ақпараттар санының өлшем бірлігі бит болып табылады. Бір ai таңбасына келетін ақпараттар санын келесі өрнекпен анықтау ұсынылған болатын. . (1.1) Жадысыз қоректендіру көзінен келіп түсетін бір таңбаға сәйкес келетін ақпараттардың орташа санын Н (А) әліппенің барлық көлемі бойынша алынған орташаландыру амалын қолданып алуға болады және ол келесі өрнекте келтірілген. (1.2) 1.2-өрнекте дискреттік хабарлар көзінің энтропиясы үшін арналған Шеннонның формуласы ретінде танымал болып отыр. Энтропия дегеніміз - бұл ҚК тәртібіндегі анықталмағандықтың шарасы. Егер, қоректендіру көзінен бірлік ықтималдықпен әрқашан да бір және сол хабар берілетін болса, (бұл жағдайда ҚК тәртібінде анықталмағандық мүлдем болмайды), онда энтропия нөлге тең болады. Егер, қоректендіру көзінің таңбалары тәуелсіз және бірдей ықтималдықпен берілетін болса, онда бұл жағдайда энтропия максималды болады. К=2 және р (а1) = р (а2) = 0,5 үшін ҚК энтропиясын анықтайық. Сондағы алатынымыз келесідей Сонымен, 1 бит дегеніміз - бұл қоректендіру көзінің әліппесі екі бірдей ықтималдықты таңбалардан құралған жағдайындағы дискреттік хабарлар көзінің бір таңбаны тасымалдауы кезіндегі ақпараттар саны болып табылады. Егер, алдыңғы мысалда деп алынған болса, онда Н(А)<1 бит/таңба болатын еді. Осындай түрде есептесек, онда бит дегеніміз – бұл ҚК әліппелік екі тәуелсіз таңбадан құралған жағдайындағы ҚК-нің бір таңбасын тасымалдауы кезіндегі ақпараттық максималды орташа саны болып табылады. 2. Хабардың сигналға түрленуі. Сигналдардың жіктелуі. Изохронды және анизохронды сигналдар түсініктерін анықтау. Қоректендіру көзінен келіп түсуші хабар оны ДХТ жүйелерінде тасымалдаушы болып табылатын сигналға түрлендіреді. ДХТ жүйесі сигналды кеңістіктің берілген бір нүктесінен келесісіне сипаттамалық көрсеткіштерімен бірге жеткізуді қамтамасыз етеді. Құрамына хабарды түрлендіруші сигнал – хабар кіретін хабарларды тарату жүйесі 2- суретте келтірілген. 2- сурет. Хабарды тарату қағидасы Телеграфтық жүйелерде хабарды сигналға түрлендіруді телеграфтық аппараттың таратушы бөлігі орындайды. Сигналдардың уақытқа тәуелділігіне байланысты 4 түрі болады: үзіліссіз уақыттың үзіліссіз сигналы; дискретті уақыттың үзіліссіз сигналы; үзіліссіз уақыттың дискретті сигналы; дискретті уақыттың дискретті сигналы. Үзіліссіз уақыттың үзіліссіз сигналы. Олар қысқаша түрде үзіліссіз (аналогты) сигналдар деп атайды. Олар айнымалы мезеттерде мүмкін болатын мәндердің айнымалы көпмүшелігінен кез-келгенін қабылдап өзгеруі мүмкін. Осындай сигналдарға бәрімізге танымал синусоида да жатады (3 - сурет).
3 - сурет. Үзіліссіз сигнал Дискретті уақыттың үзіліссіз сигналы. Олар кез-келген айнымалы мәндерді қабылдауы мүмкін, бірақ тек алдын-ала берілген (дискретті) t1 ,t2 , t3,… мезеттерінде, яғни анықталған уақыттырда ғана өзгеруі мүмкін (4 - сурет).
4 – сурет. Дискретті уақыттың үзіліссіз сигналы Үзіліссіз уақыттың дискретті сигналдарының айырмашылығы, олар айнымалы мезеттерде өзгеруі мүмкін, бірақ олардың шамалары тек рұқсат етілген (дискретті) мәндерді ғана қабылдайды (5 - сурет).
5 – сурет. Үзіліссіз уақыттың дискретті сигналы Дискретті уақыттың дискретті сигналдары. Оларды қысқаша түрде дискретті (6-сурет) уақыттық дискретті мезеттерінде тек рұқсат етілген (дискретті) мәндерді ғана қабылдауы мүмкін.
6 – сурет. Дискретті сигнал 3. ДХ-дың кодтық қисындастырулармен берілуі. Кодтың негіздемесі. Бірлік элементтің кодтық қисындастыруындағы ақпараттар саны. Дискреттік хабарды сигналға қалыптастырушы сигналдар ақпараттық параметрі бойынша дискретті болып табылады, яғни дискретті уақыт функциясымен және мүмкін болатын мәндердің соңғы көпмүшелігімен сипатталады. Дискреттік хабар түсінігі, мәліметтердің хабары немесе телеграфтық хабар түсініктеріне қарағанда, анағұрлым жалпылама айтылған түсінік болып табылады. Соған сәйкес ДХТ жүйесінің түсінігі де жалпы түрдегі түсінік болып саналады. ҚК өндірілетін таңбалар кодтық қисындастырулар түрінде келіп түседі және олар бірлік элементтерден тұрады. Кодтық қисындастыру таратылушы таңбасын кескіндейді және ондағы кодтың ұзындығы n-ге тең болады, олар бірлік элементтер санымен және кодтың негіздемесімен сипатталады. Кодтың негіздемесі сигналдың ҚК-інен келіп түсетін, бір-бірлерінен айырмашылықтары болатын мәндік позицияларының мүмкін болатыны санымен сипатталады. ДХТ техникасында негіздемесі 2 болатын кодтар ең көп қолданыс тапқан. Мұндай кодтар екілік немесе бинарлық деп аталады. Жүзеге асырудағы қарапайымдылығы, екілік қисындағы элементтерінің сенімділігі, сыртқы бөгеуілдерге әсерінің сезімталдығының төменгі дәрежеде болуы және т.б. екілік кодтың кең қолданыста болуының негізгі себебі болып табылады. Сондықтан да, бұдан былайғы барлық жағдайларда (егер бұл қатал түрде келісілмеген болса) екілік кодтар қарастырылатын болады. № 2 Халықаралық телеграфтық код (ХТК-2) екілік кодтың мысалы болып табылады, ондағы әрбір таратылған таңбаға бесэлементтік кодттық қисындастыру сәйкес келеді. Бес элементтік қисындастыруды пайдаланып, тек 32 таңбаны ғана таратуды ұйымдастыруға болады. Орыс әліппесі 32 әріптен тұратынын еске түсірейік, одан өзге цифрлар да болуы мүмкін және мүмкіндігінше, латынның әріптерін, белгілерін және т.с.с. таратуды қамтамасыз еткен жөн болады. Сондықтан да, ХТК-2 кодында бір және сол бес элементтік кодттық қисындастыру регистрмен анықталатын тарату режимінің тәуелділігінде 3 ретке дейін қолданылуы мүмкін. ХТК-2 регистрінде 3 регистр болады: орыс, латын және цифрлық. Нақты белгілерді таратпастан бұрын, таратушы қабылдаушыға арнайы қызметтік белгінің көмегімен келесі тарату жүргізілетін регистрге хабарлайды. Сонда, регистрге тәуелділігіне байланысты, ҚК-інен келіп түскен әрбір бесэлементтік кодттық қисындастыру үш мәннің тек біреуін ғана қабылдауы мүмкін. Сонымен, 11101 кодттық қисындастыруы орыс регистрінде Я әрібін, цифрлықта – 1, ал латын әліппесінде болса – Q әрібін білдіруі мүмкін. Осындай жүйе кодттық қисындастырудағы элементтердің дәл сол саны кезіндегі таратылушы таңбалардың көлемін анағұрлым кеңейтуге мүмкіндік береді (қарастырылған мысалда үш регистрді де пайдалану есебінен әртүрлі таратылушы таңбалар саны шамамен 3 есеге дейін өсуі әбден мүмкін болады). ХТК-2 кодымен қарастырылған таңбалар жиынтығы телеграмманы жазу үшін, ал кейбір жағдайларда мәліметтерді тарату үшін де жеткілікті болып табылады. Ережеге сай, мәліметтерді тарату үшін, таңбаларды көптеп пайдалану қажет етіледі. Осыған байланысты, МККТТ ұсынған жетіэлементті ХТК-5 коды жасалып шығарылған болатын. Ол мәліметтерді таратудың стандартты коды (МТСН) аталымына ие болды. Бұл код екі регистрден тұрады. ХТК-2 және ХТК-5 кодтары ДХТ техникасында бастапқы немесе біріншілік коды болып табылады. ҚК-інен келіп түсетін хабардың құрамында өзінің артық асырушылығы болады. Соңғысы болса, хабарды құраушы таңбаларының статистикалық байланысты болулары мүмкін екендігімен шарттастырылуы әбден мүмкін. Бұл болса, өз кезегінде хабардың қандай да бір бөлігін таратпауға және сонымен бірге, оны қабылдау жағында статистикалық байланыс бойынша, қайтадан қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Айта кететін жайт, телеграмманы тарату кезінде, жалғау немесе жұрнақ және т.б. белгілер де келіп түспеулері де ғажап емес, дегенмен де олар телеграмманы оқу кезінде, фразалар мен сөздерді құрастыру арқылы, танымал ережелер негізінде қайтадан оңай өз қалыптарына келтіріледі. Әрине, қабылданушы телеграмманың артық асырушылығы, бұрмаланған сөздер бөлігін (оны дұрыс оқуға) оңай түзетуге мүмкіндік береді. Алайда, артық асырушылық келесі жағдайға әкеліп соқтырады: яғни, берілген уақыт аралығы ішінде хабарлар аз көлемде таратылатын болады және соның кесірінен, ДХТ арнасының жұмыс істеу тиімділігі анағұрлым төмендейтін болады. ДХТ жүйесінде таратудағы артық асырушылықты болдырмауды қоректеу көзінің кодері іске асырады, ал қабылданған сигналдың қайта қалпына келтірілуімен қоректеу көзінің декодері айналысатын болады. Қоректеу көзінің кодері мен декодерін көбінесе, ҚК және ХА құрамдарына кіргізіп жатады. Таратудың сенімділігін жоғарлату мақсатында, артықшылықтық кодтау пайдаланылады, ол болса қабылдау жағында қателерді тауып алуға және оларды түзетуге мүмкіндік береді. Арнаның кодерімен жүргізілетін кодтау процесі кезінде, бастапқы кодттық қисындастыру түрленеді және оның құрамына артықшылық енгізіледі. Қабылдау жағында болса, арнаның декодері кері түрлендіруді (кодтауға кері функция) орындайды, соның нәтижесінде бастапқы кодттық қисындастыруды алатын боламыз. Арнаның кодері мен декодерін көп жағдайда қателерден қорғау құрылғысы (ҚҚҚ) деп те атайды. Арнаның кодері мен декодерін байланыстың үзіліссіз арнасымен (бұл ортада үзіліссіз сигналдар таратылады) үйлестіру немесе қосу мақсатында, сигналдарды түрлендіру құрылғысы (СТҚ) пайдаланылады, сонымен бірге бұл құрылғы тарату және қабылдау жағында да қосылатын болады. Жекелеген жағдайда, бұл дегеніміз – модулятор және демодулятор. Дискретті арна арнаның кодерімен және декодерімен жиынтығын кеңейтілген КДА деп аталады. Егер, дискреттік арнаға қатысты «0» және «1»мәндерін қабылдайтын бірлік элементтерді тарату қарастырылатын болса, онда дискреттік арнада жұмыс істейтін «қоректеу көзінің» әліппесін 2-ге тең деп алуымызға болады, демек КДА-сына қатысты n элементтерден тұратын ұзындығы бар, кодттық қисындастыруды тарату қарастырылады және ол кезде, мүмкін болатын қисындастыруларының саны 2n-ге тең екілік кодты пайдаланылумен жүргізіледі. Осының әсерінен, КДА-сында жұмыс істейтін қоректеу көзінің әліппесін 2n-ге тең деп есептеуге болады, осыдан барып «кеңейтілген» деген аталым шығады. Мәліметтерді тарату техникасында КДА-сын мәліметтерді тарату арнасы деп те атайды. Дискретті арна ақпаратты тарату жылдамдығымен сипатталады және оның өлшем бірлігі бит/с болады. Дискретті арнаның келесі сипаттамасы болып, телеграфтау жылдамдығы табылады және ол Бодпен өлшенеді. Бұл шама секундына таратылатын бірлік элементтер санымен анықталады. МТ техникасында телеграфтау жылдамдығы терминінің орнына модуляциялау жылдамдығы термині қолданылады. Әсерлік жылдамдықты анықтау кезінде, МТ арнасының кірісіне келіп түсуші қисындастырулардың барлығы дерлік, алушыға берілмейтінін ескерген жөн. Қисындастырулардың қандай да бір бөлігінің жарамсыз болуы да мүмкін. Бұдан өзге, арнаға таратылушы элементтердің барлығы да ақпараттан тұрмайтынын ескеру қажет. Таратылушы таңбадағы ақпараттар саны битпен анықталады. Қандай да бір таңбаның (хабардың) пайда болу ықтималдығы неғұрлым аз болған сайын, оны алу кезіндегі ақпараттар саны да соғұрлым көп алынады. Егер, қоректендіру көзі екі тәуелсіз таңбалардың (а1 және а2) біреуін беретін болса, және олардың біріншісі р (а1) = 1 ықтималдығымен берілетін болса, онда а1 таңбасында ақпарат тасымалданбаған немесе ол алушыға алдын-ала мәлім болған деп саналады. Ақпараттар санының өлшем бірлігі бит болып табылады. МТ арнасының сипаттамасы үшін келесі параметрлер пайдаланылады – кодттық қисындастырулар бойынша қателер коэффициенті және ақпаратты таратудың әсерлік жылдамдығы. Келесі түсініктерді анықтау: мәндік позиция, мәндік мезет, мәндік аралық, бірлік элемент. Ережеге сай, түрлендіргіштің шығысында дискреттік хабарды сигналға қалыптастырушы сигналдар ақпараттық параметрі бойынша дискретті болып табылады, яғни дискретті уақыт функциясымен және мүмкін болатын мәндердің соңғы көпмүшелігімен сипатталады. 7 - суретте МЦС кескінделген, амплитуда оның ұсынушы параметрі болып табылады, ал ұсынушы параметрдің мүмкін болатын мәндерінің көпмүшелігі екіге тең (U = U1 және U = 0). 7 – сурет. Мәліметтердің цифрлық сигналы Өзінің ұсынушы параметрінің біреуінің қалған бөліктерден айырмашылығы болатын мәліметтердің цифрлық сигналының бөлігін МЦС элементі деп атайды. Сигналдың ұсынушы параметрінің күйінің бекітілген мәнін мәндік позиция деп атайды. Сигналдың мәндік позициясының ауысуы болатын мезетті МЦС мәндік мезет (ММ) деп атайды. Сигналдың екі көршілес мәндік мезеттері арасындағы уақыт аралығын мәндік аралық (МА) деп атайды. Сигналдың мәндік уақыттық аралықтарына тең болып келетін минималды 0 уақыт аралығын бірлік деп атайды. Бірлік уақыт аралығына тең ұзындығы бар сигналдың элементін бірлік элемент (б.э.) деп атайды. жүктеу/скачать 79,17 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|