Регистрация методом стробирования

Методы регистрации единичных элементов.

 

Прием сигналов, поступающих с выхода канала непрерывного времени (канала постоянного тока), заключается в определении и фиксации значащих позиций единичных элементов. Эта процедура в соответствии с /7/ называется регистрацией. Реализация оптимальных устройств регистрации вызывает серьезные технические трудности. Поэтому на практике применяют субоптимальные (близкие к оптимальным) методы регистрации, которые проигрывают оптимальным в помехоустойчивости, однако проще в реализации. Рассмотрим наиболее распространенные методы.

 

Сущность метода заключается в том, что сигнал на выходе КПТ, в виде импульса постоянного тока, анализируется (стробируется) в середине единичного интервала отсчетом малой длительности t_min << t₀ . Результат анализа сравнивается с пороговым значением U_пор и в результате сравнения принимается решение о значащей позиции единичного элемента. Целесообразность выбора стробирующего отсчета в середине единичного элемента обусловлена тем, что эта область единичного элемента в меньшей степени подвержена краевым искажениям. Обозначим u_вх(t) – сигнал на входе устройства регистрации. Тогда сигнал на выходе этого устройства

u_вых(t) = u_вх(t) d(t – t_р)dt, (2.12)

где d(.) – дельта функция; t_р – момент регистрации, t_р << t_0.

На основании фильтрующего свойства d - функции получим:

u_вых(t) = u_вх(t_р) (2.13)

Алгоритм регистрации методом стробирования можно представить следующим образом:

(2.14)

 

 

Из (2.14) следует, что если значение единичного элемента в момент регистрации u_вх(t_р) больше порогового значения u_пор , то принимается решение о регистрации символа “1” , в противном случае регистрируется символ “0”.

Рассмотрим один из возможных путей технической реализации регистрации стробированием. Структурная схема устройства приведена на рис.2.10, а соответствующие временные диаграммы – на рис.2.11.

 

Рис.2.10. Структурная схема регистрации стробированием

 

 

Рис.2.11. Временные диаграммы работы устройства регистрации стробированием

 

Логические элементы D1 – D3 предназначены для определения значащих позиций единичных элементов, а триггер D4 – для восстановления единичного интервала t_0. Регистрация значений единичных элементов строго в середине t₀ обеспечивается системой тактовой синхронизации.

Из временных диаграмм следует, что передается последовательность 1010101. На выходе входного устройства импульсы постоянного тока u₁ имеют прямоугольную форму, но искажены по длительности (штриховой линией показаны неискаженные сигналы и идеальные значащие моменты ИЗМ). В зависимости от значащей позиции импульсов сигнала u ₁ срабатывает тот или иной логический элемент D2 или D3 и в триггер D4 записывается соответствующее значение единичного элемента с задержкой во времени приблизительно 0,5t_0. Если смещение значащих моментов ЗМ относительно ИЗМ не превышает 0,5t₀, то элементы сигнала регистрируются правильно. Максимальная величина смещения ЗМ относительно ИЗМ, не приводящее к неправильной регистрации, определяет важный параметр, называемый теоретической исправляющей способностью по краевым искажениям. Этот параметр определяется отношением максимального смещения ЗМ относительно ИЗМ q_max, не приводящим к неправильной регистрации, к величине единичного интервала t₀:

μ_кр = % (2.15)

 

 

Для регистрации стробированием:

μ_др = % = 50%

Из рис2.11 видно, что вследствие смещения ЗМ относительно ИЗМ на величину

q₃ > 0,5t₀, пятый элемент принимается с ошибкой.

Регистрация стробированием не обеспечивает защиты от дроблений. Поскольку появление дроблений равновероятно на интервале t₀, часть из них совпадает с моментами регистрации и вызывает ошибки в принятых и зарегистрированных комбинациях. Поэтому считается, что исправляющая способность по дроблениям метода стробирования μ_др = 0.

На рис.2.11 показано, что вследствие дроблений для практической оценки качества приема вводится понятие эффективной исправляющей способности μ_эф, измеряемой в условиях эксплуатации. По сравнению с теоретической исправляющей способностью μ_т величина μ_эф учитывает погрешность работы распределителя d_распр и погрешность системы фазирования d_фаз. Эти погрешности вызывают некоторый сдвиг моментов регистрации по отношению к их оптимальному положению. Поэтому:

μ_эф = μ_т - d_распр - d_фаз (2.16)

Определенные погрешности вносятся также входными и выходными устройствами оконечных устройств.

Номинальная исправляющая способность μ_н представляет собой минимальное значение величины μ_эф, полученное для группы однотипных аппаратов в нормальных условиях их эксплуатации. Она показывает, какую исправляющую способность можно получить для любого произвольно выбранного аппарата.