Кодирование информации в телемеханических системах

Кодовым словом (кодовой комбинацией) называется конкретная совокупность импульсов тока, образующих линейный сигнал (передаваемый в ЛС).

Код – есть множество кодовых слов, используемых для передачи сообщений.

Важнейшей особенностью кодов является их классификация по помехоустойчивости.

Коды делятся на обыкновенные и корректирующие. Обыкновенные коды не обеспечивают защиту от искажений сигналов в результате воздействия помех в ЛС.

Корректирующие коды обеспечивают защиту от искажений (корректируют их).

Кодирование в системах телеконтроля и телеуправления применяется для преобразования дискретных сообщений в сигналы, приспособленные для преобразования дискретных сообщений в сигналы, приспособленные для передачи по каналу связи. Как правило, в системах ТУ, ТС и ТИ по одному каналу передаётся информация многим объектам. Кодирование в таких системах применяется как для передачи адреса объекта, так и для передачи сообщения отдельного объекта (или источника).

При кодировании преследуют следующие цели:

1) Передача по общему каналу связи нескольких или многих сообщений;

2) Повышение помехоустойчивости и точности передачи;

3) Более экономное использование полосы канала связи;

4) Повышение надёжности или уменьшение стоимости передачи или хранения сообщения;

5) Засекречивание передач.

Выбор когда зависит от предъявляемых требований и от возможностей аппаратурной реализации.

По назначению кода делятся на телеграфные, механические, телевизионные, коммерческие дипломатические, военные, цифровые, и др.

Коды в системах телеуправления и контроля имеют следующие особенности:

1) Сравнительно небольшое кол-во исходных сообщений:

S=(2¸10)×10³

2) Высокая защищённость от возникновения полезных команд (P_{ложн. команды} £ 10^-6¸10^-14)

3) Недопустимость большого запаздывания в передаче информации (как правило не более минимального интервала между двумя командами).

Сравнительно простая техническая реакция на типовых технических средствах каналах связи.

Напомню, что

Емкость кода S – это число сообщений, которое передали данным кодом.

S=2ⁿ, где n – число элементов (разрядов) кода.

Избыточность кода

R=n/m, где m – минимальное число элементов кода, необходимых для передачи S сообщений.

Для избыточных кодов S < 2ⁿ

Кодовое расстояние d (расстояние по Хэммингу) – это минимальное число разрядов, которым различаются два кодовых слова

Пр: 011001 и 010101 имеет d=2

111110 и 001000 имеет d=4

Кратность ошибки t – это число искажённых разрядов.

Условные обнаружения кодом ошибок кратности t: d ³ t + 1

Условие исправления кодом ошибок кратности t: d ³ 2t+1

Для одновременного исправления ошибок кратности t и обнаружения ошибок кратности q (причём q ³ t) д. Выполняется условн. d ³ t + q + 1.

Обнаруживающая способность кода увеличивается с ростом избыточности, но следует использовать оптимальные коды, которые обеспечивают заданную корректирующую способность при минимальной избыточности.

Коды, обнаруживающие ошибки.

Для каждого конкретного класса кодов должно быть выполнены 3 основные задачи:

- код должен корректировать заданный класс ошибок;

- процедуры кодирования и декодирования должны быть формализованы, т.е. выполняться по определённым правилам;

- схемы кодирования и декодирования должны быть простыми

Рассмотрим наиболее распространённые коды с обнаружением ошибок: