Код с обнаружением и исправлением ошибок.

Телемеханика. Место в процессе управления, основные задачи.

Телемеханика-это область науки и техники, целью которой является разработка методов и технических средств передачи приема информации с целью управления и контроля на расстоянии.

Место в процессе управления:

Система управления в которой все функции управления выполняют автоматические устройства называется автоматической, а с участием человека – автоматизированной системой.

Основные задачи телемеханики:

1) Централизация управления

2) Режим реального времени

3) Надежность и достоверность доставки информации

4) Эффективность использования каналов связи

5) Обеспечение наблюдаемости контролируемого процесса и оперативного управления

6) Первичная обработка информации

7) Самоконтроль, ремонтопригодность, расширяемость и совместимость

8) Учет условий окружающей среды

Информация. Переносчики информации.

Циркуляция потоков информации лежит в основе управления процессами. Для того чтобы с наибольшей эффективностью передать сообщение, нужно во-первых наилучшим образом использовать возможности сигнала, а во-вторых, обеспечить максимальную пропускную способность канала связи.

Переносчики информации:

В телемеханике в качестве переносчиков информации используются электромагнитные колебания в виде переменного тока и импульсов:

1) Переменный ток характеризуется частотой, амплитудой и фазой. Изменение этих параметров переменного тока осуществляется при помощи модуляции.

2) Импульсы постоянного тока. Радиоимпульсами называются импульсы переменного тока, которые образуются при наполнении импульсов постоянного тока ВЧ-колебаниями.

Виды сообщений и квантований. Квантование по уровню, квантование по времени.

Сообщение-все то что передается в ходе производственного процесс.

Передача информации осуществляется как непрерывными так и дискретными сигналами. В настоящее время чаще используют дискретные сигналы. Передача такими сигналами обеспечивает более высокую помехоустойчивость и воспроизведение информации с большей точностью. В некоторых системах, чтобы передать информацию с датчиков, а она поступает в виде непрерывного сигнала, ее необходимо преобразовать дискретный. Замена непрерывной величины дискретной, выполняется при помощи квантования.

Квантование по уровню:

Это замена непрерывной функции ее отдельными значениями, отстающими друг от друга на конечный интервал. При квантовании значение функции в произвольный момент времени заменяется на ближайшее значение, называемое уровнем квантования. Интервал между двумя такими уровнями называется шагом квантования.

Квантование по времени:

Если замена непрерывной функции ее отдельными значениями производится в определенный момент времени, то этот процесс называется квантованием по времени или дискретизацией.

Квантование по уровню и времени. Дифференциальное квантование.

При квантовании по уровню передаваемые значения могут следовать друг за другом с переменным шагом. Приквантовании по времени найденные значения непрерывной величины в дискретные моменты времени чередуются через строго определенные интервалы времени чередуются через строго определенные интервалы времени, но имеют самую разнообразную амплитуду (уровень). В некоторых случаях квантование осуществляется с заданными шагами квантования по времени, так и по уровню.

Дифференциальное квантование:

Этот вид квантования применяется при осуществлении дельта модуляции. Достоинством диф. квантования, является то что квантованная функция передается только померными признаками импульсов, т.е. значительно проще, чем при других видах квантования.

Кодирование. Передача кодовых комбинаций.

Код в телемеханике-это система электрических и пневматических сигналов для передачи сообщения двоичным и двоично-десятичным кодом по каналу связи.

Кодирование-это преобразование дискретных сообщений в дискретные сигналы в виде комбинаций импульсов по определенной системе данного кода.

Передачу кодовых комбинаций можно осуществить последовательно во времени и параллельно, т.е. одновременно во времени. В последнем случае передача должна проходить по нескольким проводам или с использованием частотных признаков для разделения элементарных сигналов.

Непомехозащищенные коды.

Особенностью таких кодов является наличие в их составе кодовых комбинаций, которые отличаются друг от друга лишь в одном разряде. Типичным кодом такого вида является двоичный.

Например, комбинации 0010 и 0011 отличаются только в четвертом разряде, что может привести к тому что при помехах будет получена комбинация не 0010 а 0011.

Непомехозащищенными кодами называют коды, в которых искажение одного разряда не может быть обнаружено. (единично-десятичный, двоично-десятичный, число-импульсный, Морзе, Бодо коды)

Код с обнаружением ошибок.

Наиболее распостраненныекоды обнаруживающие ошибку-это коды с проверкой на четность, код с числом единиц =3, коды с повторением, код с удвоением элементов, коды определяющие число сочетаний.

1) Код с проверкой на четность-этот код образуется путем добавления к комбинации одного контрольного символа (0 или1), так чтобы общее число единиц в передаваемом кода было четным.

2) Код с числом единиц кратным 3-этот код образуется путем добавления к информационным символам 2-х контрольных символов, имеющих такие значения при которых сумма единиц в разрешенных комбинациях равна 3 (001000->00100011). Такой код позволяет обнаружить все ошибки и любое четное количество ошибок одного типа.

3) Код с повторением инверсии-это разновидность кода с двукратным повторением. При использовании данного кода комбинации с четным числом единиц повторяются в неизменном виде, а комбинации с нечетным числом инвертируются.На втором этапе обе зарегистрированные комбинации поэлементно сравниваются, и при обнаружении хотябы одного несовападения комбинация бракуется.

4) Код с удвоением числа элементов(корреляционный код). В этом коде символы исходного кода кодируются повторно. Правило вторичного кодирования: если в исходном кодовом слове на какой либо позиции стоит 0, в новом помехоустойчивом коде на эту позицию записывается пара символов 01, а если в исходном коде была 1, она записывается как 10. Такой код обладает высокой помехоустойчивостью, так как ошибка будет обнаружена только в том случае , если будут искажены два рядом стоящих элемента, соответствующему элементу исходного кода.

5) Код на определенное число сочетаний. Наиболее распостраненные коды такого типа: коды с числом единиц =3, коды с числом единиц =2, коды с одной единицей. Такие коды обнаруживают все ошибки, приводящие к изменению числа единиц комбинации.

Код с обнаружением и исправлением ошибок.

Если кодовые комбинации составлены так, что отличаются друг от друга на кодовое расстояние d>=3, то они образуют коррекционный код, который позволяет по имеющейся в кодовой комбинации избыточности не только обнаруживать, но и исправлять ошибки.

Большую группу кодов, исправляющих ошибки составляют систематические коды. Это блочные коды у которых, первые разряды представляют собой двоичный неизбыточный код, а последующие разряды сформированные путем линейных комбинаций над информационными. Основное свойство систематических кодов: сумма по модулю двух или более разрешенных кодовых комбинаций также дает разрешенную кодовую комбинацию. К таким кодам относятся: код Хэмминга, циклические коды.