Коды в системах телемеханики

Классификация и характеристики кодов

В телемеханических системах сообщения передаются по схеме (рис.10).

Схема передачи сообщений

Рисунок 10. Схема передачи сообщений

На пункте управления сообщение «включить объект 1» преобразуется в линейный сигнал (три импульса тока положительной полярности). Этот процесс называется шифрацией или кодированием. Таким образом, кодирование - построение сигнала по определенным правилам. На контролируемом пункте происходит обратное преобразование линейного сигнала в сообщение. Этот процесс называется дешифрацией или декодированием.

Конкретная совокупность импульсов тока, образующих линейный сигнал, называется кодовым словом или кодовой комбинацией. Множество кодовых слов, используемых для передачи сообщений, называется кодом.

В зависимости от длины кода n (число импульсов тока в кодовом слове) различают одноэлементные и многоэлементные коды. В одноэлементных кодах n = 1, и сообщение несет один импульс тока. Эти коды используют в системах телемеханики с разделительной и распределительной селекциями. В многоэлементных кодах n>1 и сообщение несут n- импульсов тока. Их используют при качественно-комбинационной и кодовой селекциях.

В зависимости от основания кода k (число качеств импульсов тока) различают двоичные (двухпозиционные) и многопозиционные коды. Двоичные коды имеют два качества импульсов тока (k=2). У многопозиционных кодов k>2. Наиболее распространены двоичные коды, так как они имеют наиболее простую кодирующую и декодирующую аппаратуру. В дальнейшем будем рассматривать двоичные коды и качества импульсов тока в них обозначать 0 и 1 (это могут быть отрицательная и положительная полярность, малая и большая амплитуда тока и др.).

Важнейшей особенностью кодов является их классификация по помехоустойчивости. По помехоустойчивости коды делятся на обыкновенные и корректирующие. Обыкновенные коды не обеспечивают защиту информации от искажений в результате воздействия помех в линиях связи. Например, на пункте управления формируется трехэлементное кодовое слово в двоичном коде с амплитудными качествами 010 (рис.11). Из-за помех в линии связи подавляется амплитуда второго импульса, и на контролируемый пункт поступает слово 000. В результате искажается информация и ложно включается объект 1 вместо объекта 3.

Искажение кодового слова

Рисунок 11. Искажение кодового слова

Корректирующие коды обеспечивают защиту от искажений (корректируют их). Так как борьба с помехами основная проблема теории кодирования, то все большое разнообразие кодов, используемых в современных системах телемеханики, связано с их различными корректирующими способностями. В дальнейшем именно с этой точки зрения будем рассматривать основные коды, которые нашли применение в системах железнодорожной автоматики и телемеханики.

По принципам построения кодовых комбинаций различают равномерные и неравномерные коды. Равномерными называются коды, у которых все кодовые комбинации состоят из одинакового числа элементов (n = const). Неравномерные коды содержат кодовые комбинации с различным числом разрядов, из-за чего возникают определенные сложности их реализации на практике. Поэтому в системах телемеханики нашли наибольшее распространение равномерные коды.

По закону кодообразования все коды делятся на избыточные и неизбыточные. К неизбыточным относятся коды, использующие все возможные комбинации, их часто называют простыми или первичными кодами. В избыточных кодах используется для передачи сообщений только часть всех возможных комбинаций, а оставшиеся комбинации используются для обнаружения или исправления ошибок, возникающих при передачи сообщений. Если в избыточном коде можно выделить разряды, предназначенные для передачи сообщения, и разряды, назначение которых обнаружение или исправление ошибок (контрольные разряды), то этот код называется разделимым. Если разряды кодового слова невозможно разделить на информационные и контрольные, то такой код называется неразделимым.

Для оценки кодов используют две основные характеристики:

  • - емкость кода S - число сообщений, которые передаются данным кодом; это число равно числу используемых кодовых слов;
  • - избыточность кода R

,

где n - число элементов кода; m - минимальное число элементов кода, необходимое для передачи S - сообщений.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >