Model systemu transmisji sygnałów cyfrowych. * Fale w eterze. Układ wysokiej częstotliwości. Koder kanału. Koder źródła. Źródło wiadomości.

Transkrypt

1

2 Model systemu transmisji sygnałów cyfrowych. * Nadajnik Źródło wiadomości A/C Koder źródła Koder kanału Modulator Układ wysokiej częstotliwości Fale w eterze Odbiorca wiadomości C/A Dekoder źródła Dekoder kanału Demodulator Układ wysokiej częstotliwości Odbiornik * Model wg: Systemy radiokomunikacji ruchomej, K. Wesołowski, owski, Warszawa 1999

3 Źródło generuje wiadomości w postaci ciągłych funkcji czasu (np. mowa ludzka) lub w postaci dyskretnych symboli (np. tekst w kodzie ASCII). Aby, w przypadku mowy ludzkiej, możliwa była transmisja danych za pomocą sygnału cyfrowego, ciągły sygnał mowy musi zostać zapisany w postaci binarnej w tym celu jest on próbkowany z odpowiednią częstotliwością.

4 W przypadku wiadomości dyskretnych pomijany jest układ A/C, gdyż sygnał już jest cyfrowy! Za przełożenie sygnału analogowego na cyfrowy odpowiada przetwornik analogowo-cyfrowy, który przesyła dane dalej do kodera źródła mającego za zadanie dopasować ciągi binarne do własności statystycznych źródła czyli po prostu skompresować dane pod kontem częstości występowania tych samych znaków w przesyłanej wiadomości.

5 Kolejnym układem, znajdującym się na drodze danych do ośrodku transmisyjnego, jest koder kanałowy spełniający (wraz z dekoderem kanałowym znajdującym się w urządzeniu odbiorczym) rolę strażnika poprawności przesyłanych danych. Wysyła on dane dodatkowe do sprawdzania/korekcji błędów.

6 Bodaj najważniejszym układem w systemie transmisji jest modulator, który odpowiada za umieszczenie sygnału w odpowiednim paśmie częstotliwości i właściwe ukształtowanie jego widma.

7 Układ ten jest tak ważny ze względu na ograniczoną ilość częstotliwości, które można wykorzystać do transmisji danych na odległość oraz ze względu na ograniczoną liczbę użytkowników mogących nadawać bez zakłóceń w określonym paśmie częstotliwości.

8 Kolejnym istotnym układem jest układ wysokiej częstotliwości wzmacniający sygnał analogowy do wymaganego poziomu. Jego parametry zależą ściśle od modulatora, typu modulacji oraz systemu, w którym jest stosowany.

9 W przypadku urządzeń wymagających minimalnego zużycia energii wzmacniacz częstotliwości musi pracować także w swojej charakterystyce nieliniowej (co oznacza, że zmiana zużywanej energii nie jest proporcjonalna do wysokości wzmacnianego sygnału).

10 Ta właściwość ogranicza znacznie możliwości doboru modulacji stosowanych w transmisji, bowiem nieliniowa część charakterystyki wzmacniacza ma wpływ na powstawanie zniekształceń sygnału. Wzmacnianie przesyłanego sygnału jest konieczne ze względu na jego zanikanie w ośrodku transmisyjnem.

11 W odbiorniku zachodzą procesy odwrotne do tych realizowanych w nadajniku. Po wzmocnieniu sygnału w układzie wysokiej częstotliwości (to już u odbiorcy) następuje demodulacja sygnału (zależna między innymi od pierwotnej modulacji).

12 Wyodrębniony w procesie demodulacji ciąg impulsów trafia do dekodera kanałowego, który decyduje o poprawności przesłanych danych i tworzy sekwencję kodową wysłanego sygnału.

13 Na podstawie tej sekwencji dekoder źródła przetwarza informację binarną na pierwotnie wysłaną (w komputerze byłoby to rozpakowywanie wcześniej spakowanego pliku) i przesyła do przetwornika cyfrowoanalogowego (o ile nie jest to ciąg sygnałów dyskretnych). W ten sposób pokazuje się nam informacja na ekranie komputera (w przypadku sieci komputerowej) lub głos w słuchawce (w przypadku rozmowy telefonicznej).

14 Formatowanie informacji Przesyłanie informacji za pomocą długiego ciągu bitów jest nieefektywne conajmniej z dwóch powodów: ogranicza możliwości przełączania strumienia informacji w sieciach komutowanych, znacznie obniża użytkową efektywność transmisji w przypadku występowania błędów. Powszechnie stosowanym rozwiązaniem jest segmentacja strumienia bitów na mniejsze odcinki, których długość jest związana ze sposobem transmisji i protokołem komunikacyjnym.

15 Segmentacja umożliwia podział strumienia bitów na pakiety (transmisja pakietowa), ramki (synchroniczne protokoły bitowe), komórki (asynchroniczne protokoły transmisji typu ATM) i znaki stosowane w transmisjach o strukturze znakowej. Z wyjątkiem asynchronicznej transmisji znakowej bloki danych muszą mieć oznaczone początek i koniec bloku, a zwykle również identyfikację adresów wewnątrz sieci i numerację kolejności przesyłanych komórek.

16 Tryby transmisji Podczas transmisji danych informacje są przesyłane w postaci bitowej, znakowej lub bajtowej. W transmisji bitowej informacja jest reprezentowana przez ciągły strumień bitów i zwykle ma przezroczysty charakter dla nadajnika i odbiornika, z wyjątkiem specjalnych sekwencji bitów oznaczających początek lub koniec ramki. W transmisjach znakowych, działających zwykle przez modemy, istnieją trzy następujące tryby transmisji:

17 simpleks SX (simplex), jednokierunkowa transmisja, w której odbiornik nie może przesłać odpowiedzi ani potwierdzenia (transmisje rozsiewcze, radiofoniczne), a urządzenie odbiorcze nie wymaga żadnej obsługi przez użytkownika

18 półdupleks HDX (half duplex), dwukierunkowa, ale nie jednoczesna, naprzemienna transmisja - w danym momencie jest ustalony tylko jeden kierunek transmisji. Dla odwrócenia kierunku transmisji potrzebny jest system sygnalizacji, wskazujący, że urządzenie ukończyło nadawanie i możliwy jest dostęp do łącza.

19 dupleks FDX (full duplex), jednoczesna transmisja z pełną szybkością w obydwu kierunkach.

20 Multipleksacja kanałów Proces multipleksacji kanałów (zwielokrotnienia) polega na transmisji wielu sygnałów analogowych lub cyfrowych o niższej przepływności przez pojedynczy kanał komunikacyjny o dużej przepływności binarnej. Po drugiej stronie łącza zachodzi proces odwrotny, zwany demultipleksacją, odtwarzający pierwotne strumienie sygnałów.

21 Do najczęściej spotykanych metod zwielokrotnienia pojedynczych kanałów informacyjnych (w traktach przewodowych, światłowodowych, radiowych i satelitarnych) należą: czasowe TDM (Time Division Multiplexing) częstotliwościowe FDM (Frequency Division Multiplexing) kodowe CDM (Code Dwision Multiplexing) przesrzenne SDM (Spase Division Multiplexing)

22 czasowe TDM (Time Division Multiplexing) - sposób przesyłania analogowych lub cyfrowych sygnałów z wykorzystaniem jednego kanału (częstotliwościowego) do transmisji informacji do wielu użytkowników, przez podział kanału na odcinki czasu, zwane szczelinami czasowymi, skojarzone z rożnymi użytkownikami. Dla takiego multipleksowama stosuje się metodę dostępu do kanału z podziałem czasu TDMA (TDM Access).

23 Synch. TDM

24 Asynch. TDM.

25 Zwielokrotnienie TDM jest często mylone z metodą czasowego dostępu wielokrotnego TDMA (Time Division Multiplexing Access), stosowaną wtedy, gdy wielu użytkowników chce jednocześnie przesyłać informację do jednego odbiornika, np.do stacji bazowej.

26 Czasową multipleksację kanałów można również zastosować do realizacji łącza dupleksowego. Mamy wtedy tzw. dupleks czasowy TDD (Time Division Duplex), w którym część szczelin czasowych służy do przesyłania danych w jednym kierunku, pozostałe szczeliny w drugim kierunku (np. system DECT).

27 częstotliwościowe FDM (Frequency Division Multiplexing) - sposób przesyłania analogowych lub cyfrowych sygnałów z wykorzystaniem oddzielnej częstotliwości nośnej dla każdego kanału użytkownika i każdego kierunku transmisji. Dla tego typu multipleksowania stosuje się najczęściej metodę dostępu do kanału z podziałem częstotliwości FDMA (FDM Access) w którym każdy kanał użytkownika może być wprowadzany, wydzielany i wykorzystywany oddzielnie.

28

29

30 kodowe CDM (Code Dwision Multiplexing) - sposób polegający na niezależnym kodowaniu każdego z sygnałów kodem (sekwencją) rozpraszającym. Wszystkie tak zakodowane sygnały są przesyłane w tym samym paśmie transmisyjnym. Ze względu na ortogonalność stosowanych kodów rozpraszających odbiornik jest w stanie zdekodować wysłany do niego sygnał. W tej samej technologii można zrealizować również dostęp wielokrotny oznaczony skrótem CDMA (CDM Access).

31

32 Access Techniques TIME TIME User 3 User 2 User 1 FDMA FREQUENCY TDMA FREQUENCY CODE User 3 User 2 User 1 CDMA or Spread Spectrum TIME FREQUENCY Spatial Diversity

33 Space Division Multiplexing (SDM) Alice Carol Kabel 1 Kabel 2 Bob Dave Alice Carol Bob Dave Zelle 1 Zelle 2

34 Space Division Multiplexing (SDM) Alice Carol Bob Bob BS Carol Alice Dave Dave Array Processor

35 Techniki przetwarzania głosu

36 Jak wiemy, transmisja sygnałów mowy jest podstawową usługą radiokomunikacyjną. W systemach analogowych sygnał odwzorowujący bezpośrednio falę głosową moduluje parametr sygnału sinusoidalnego amplitudę w różnych systemach z modulacją amplitudy AM lub częstotliwość w przypadku zastosowania modulacji częstotliwości FM.

37 Nowoczesne systemy radiokomunikacyjne przesyłają sygnały mowy metodami cyfrowymi, stąd szczególne znaczenie efektywnego sposobu przedstawienia sygnału mowy w postaci ciągu impulsów binarnych.

38 Cyfryzacja sygnałów mowy

39

40 W celu transmisji sygnału rozmownego przez cyfrowy fragment systemu radiokomunikacyjnego sygnał analogowy, pochodzący od abonenta, jest przetwatzany (konwersja A/C) na postać cyfrową. Wartość analogowa każdej jest rejestrowana (kwantyzacja) jako jeden z 256 możliwych poziomów i zapisywana w 8-bitowym rejestrze zgodnie z kodem PCM.

41 Metoda PCM

42 PAM

43 Quantized PAM signal

44

45

46 Zakres częstotliwo stotliwości mowy

47 Przesłanie sygnału głosu ludzkiego wymaga kanału zdolnego do przeniesienia określonego pasma częstotliwości. Głos ludzki zawiera wiele częstotliwości podstawowych i harmonicznych, których zestaw nadaje ton i barwę charakterystyczną dla każdego rozmówcy.

48 Zakres częstotliwośći mowy obejmuje częstotliwości od 100 Hz do ponad 8 KHz, przy czym największa gęstość widmowa (energia) przypada w okolicy 500 Hz i sukcesywnie maleje ze wzrostem częstotliwości.!

49

50 Ucho ludzkie odbiera sygnały w znacznie szerszym zakresie częstotliwości, a graniczne wyróżnianie sygnałów zależy od cech osobniczych człowieka. Typowy zakres sygnałów rejestrowanych przez ucho ludzkie obejmuje częstotliwości od 20 Hz do 15 khz (niekiedy 20 khz), a największa czułość mieści się od l khz do 3 khz.

51 Dla dobrego zrozumienia mowy i rozpoznania osoby mówiącej wystarczy pasmo, w którym jest zawarta główna część energii, to znaczy w zakresie od 300 Hz do 3400 Hz.

52 Ze względów ekonomicznych zdecydowano transmitować w urządzeniach telefonicznych pasmo o szerokości 3,1 khz (niekiedy 3,3 khz w zakresie od 200 do 3500 Hz), zapewniające właściwe zrozumienie mowy.

53 Uwzględniając bariery ochronne do obydwu stronach pasma, niezbędne przy niultipleksowaniu i wydzielaniu sygnałów mowy na wyższych częstotliwościach pracy, rzeczywista szerokość pasma transmitowanego przez urządzenia telefoniczne i kanały transmisyjne wynosi 4 khz. Do transmisji dźwięku (również tego o wysokiej jakości) przyjmuje się pasmo w zakreśla częstotliwości naturalnych od 20 Hz do 16 khz.

54 W systemach kablowej telefonii przewodowej zakres częstotliwości nośnych zależy od natury medium i wymagań aplikacyjnych. Typowa skrętka dwuprzewodowa przenosi częstotliwości w zakresie od 10 Hz do 1000 khz, a w wykonaniach specjalnych nawet powyżej l MHz. Kable współosiowe (koncentryczne) są przystosowane do przekazów w zakresie częstotliwości od l do 100 MHz. Dla częstotliwości radiowych, aż do promieniowania widzialnego, zdefiniowano wiele pasm o różnych szerokościach i zastosowaniu.

55 Kodery i dekodery sygnału u mowy

56 Najstarszą metodą kodowania sygnałów mowy jest kodowanie PCM (Pulse Code Modulation) modulacja impulsowo-kodowa. Na rysunku przedstawiono zasadę działania kodera i dekodera PCM.

57 Podstawowy układ kodera PCM składa się z : filtru ograniczającego pasmo kodowanego sygnału do co najwyżej połowy częstotliwości próbkowania, tzw. filtru antyaliasingowego, układu próbkującego z częstotliwością f s, układu nieliniowego o w przybliżeniu logarytmicznej charakterystyce, kwantyzatora równomiernego.

58 W praktyce telefonii przewodowej PCM filtr antyaliasingowy ogranicza pasmo sygnału do 4 khz, układ próbkujący działa z częstotliwością 8 khz a charakterystyka nieliniowa znormalizowana przez CCITT jest określona wzorem: Ax 1+ ln A f ( x) = 1 + ln Ax 1+ ln A przy czym dla kwantyzatora 8-bitowego stała A = 87,6. dla dla 0 1 A x 1 A x 1 Dla takiego kwantyzatora przy częstotliwości próbkowania równej 8 khz otrzymujemy strumień binarny o szybkości 64 kbit/s.

59 Zwróćmy uwagę, że dla małych sygnałów charakterystyka jest liniowa, natomiast dla sygnałów o amplitudzie powyżej progu 1/A jest logarytmiczna. f ( x) = Ax 1+ ln A 1 + ln Ax 1+ ln A dla dla 0 x 1 A 1 A x 1

60 W dekoderze zastosowana charakterystyka ma kształt odwrotny, tak więc złożenie obu z nich daje charakterystykę liniową, nie zmieniającą kształtu sygnału.

61 Dzięki zastosowaniu charakterystyki kompresji sygnały małe są bardziej wzmacniane niż sygnały duże, co daje w rezultacie prawie stały stosunek mocy sygnału do mocy szumu kwantyzacji w dużym zakresie wartości sygnału kwantowanego. W przypadku kwantyzacji liniowej stosunek ten zmieniałby się liniowo wraz z mocą sygnału kwantowanego.

62 W praktycznej realizacji koderów PCM układ kompresji wraz z liniowym kwantyzatorem może zostać zastąpiony przez kwantyzator nieliniowy. Tego rodzaju kodowanie mowy jest stosowane w radiokomunikacji jedynie w niektórych bezprzewodowych systemach zastępujących przewodową pętlę abonencką łączem radiowym.

63 Kompresja głosug

64 Operacja kompresji głosu ma za zadanie redukcję liczby bitów potrzebnych do wiernego przesłania na odległość i późniejszego odtworzenia sygnałów mowy rejestrowanych cyfrowo. Podczas rejestracji dźwięków kompresja zwykle powoduje obniżenie jakości sygnału, jednak dzięki stałemu doskonaleniu technik kompresji uzyskanie i przesłanie skompresowanego dźwięku o wysokiej jakości klasy Hi-Fi jest również możliwe.

65 Efektywność kompresji (nie należy jej mylić z jakością) zależy od przyjętego standardu kompresji, przy czym im wyższa kompresja, tym węższe jest pasmo potrzebne do przesłania głosu i na ogół gorsza jakość odtwarzania mowy. Niektóre standardy kodowania umożliwiają naprawę lub odtwoizenie utraconych ramek głosowych za pomocą funkcji ekstrapolacji.

66 Kompresji sygnałów mowy dokonuje się za pomocą wielu coraz bardziej sprawnych standardów kompresujących, spośród których najbardziej znanymi są: G najprostszy, domyślny standard akustyczny PCM obejmujący konwersję anałogowo-cyfrową sygnału głosowego 4 khz (8 khz) do strumienia kanałowego o szybkości 64 kb/s, stanowi również poziom odniesienia dla innych konwersji; G.727-popularny standard adaptacyjno-róźnicowy ADPCM (Adaptive Differential PCM) o przepływności wynikowej 32 kb/s, stosowany w łączności bezprzewodowej WLL (Wireless Local Loop).

67 G standard zapewniający kompresję 8:1 (strumień 8 kb/s), często określany jako głos o opłacanej jakości. Jest oparty na algoiytmie CS-ACELP (Conjugate Structure-Algebric Code Excited 1inear Prediction) kompresniącym do 8 kb/s. Nowsza odmiana G.729A o uproszczonym algorytmie wprowadza mniejsze opóźnienia w procesie kompresji.

68 G standard oferujący kompresję głosu do 12:1. Dostarcza strumieni głosowych o przepływności 6,3 według algorytmu MP-MLQ (Multi-Pulse Maximum Likelihood Quantization) bądź z przepływnością 5,3 kb/s zgodnie z algorytmem ACELP (Algebraic Code Excited Linear Predicllon).

69

70

71 Decybele

72 W jaki sposób można porównać amplitudy dwóch sygnałów? Można by powiedzieć, na przykład, że sygnał X jest dwukrotnie większy od sygnału Y. Sposób świetny i użyteczny w wielu przypadkach. Lecz ponieważ często mamy do czynienia ze stosunkami sięgającymi miliona, latwiej jest używać miary logarytmicznej dlatego wprowadzono decybel (jest to jedna dziesiąta bela, którego nikt nigdy nie używa).

73 Z definicji, stosunek amplitud dwóch sygnałów wyraża się w decybelach następująco: k U [ db] = decybel = 20 U log 10 U 2 1 gdzie U 1 i U 2 są amplitudami obu sygnałów.

74 Stąd, na przykład, sygnał o amplitudzie dwukrotnie większej niż amplituda innego sygnału jest o 6 db silniejszy, gdyż log 10 2= 0,3010. Sygnał o 10 razy większej amplitudzie jest przesunięty o +20 db, a sygnał o 10 razy mniejszej amplitudzie przesunięty jest o 20dB w stosunku do sygnału odniesienia.

75 Stosunek dwóch sygnałów wygodnie jest również wyrażać, podając poziom mocy jednego sygnału względem drugiego: k P [ db] = decybel = 10 log 10 P 2 P 1 gdzie P 1, i P 2 oznaczają moce obu sygnałów.

76 Dopóki obydwa sygnały mają ten sam kształt fal, np. sinusoidalny, obie definicje dają ten sam wynik. Jeśli porównujemy niepodobne do siebie sygnały, np. falę sinusoidalną z szumem, należy użyć definicji, w której występują moce sygnałów. Decybel (db) jest podstawową jednostką używaną przez projektantów systemów radiokomunikacyjnych przy porównywaniu możliwości urządzeń transmisji danych.

77 Trafik

78 Do określenia intensywności przepływu danych i komunikatów przez urządzenie, złącze lub węzeł sieci radiokomunikacyjnej stosuje się pojęcie trafiku, czyli obsługi średniego natężenia ruchu telefonicznego. Wielkość natężenia ruchu jest definiowana w stosunku do ruchu, jaki wnosi przeprowadzenie jednej rozmowy telefonicznej. Jednostką natężenia ruchu jest erlang(erl).

79 Agner Krarup Erlang ( ) A.K. Erlang był pierwszą osobą, która zajęła się problemem sieci telefonicznych. Przy studiowaniu wiejskich połączeń telefonicznych opracował on wór, znany obecnie jako wzór Erlanga, do obliczania naciążenia ruchu w sieci telefonicznej Chociaż model Erlanga jest prosty, matematyka leżąca u podstaw obliczania naciążenia ruchu w nowoczesnej sieci telefonicznej, nadal oparta jest na pracy tego modelu.

80 Jeden erlang oznacza ruch, w którym jedno łącze (ścieżka, kanał, węzeł) jest ciągle zajęte (jednogodzinna rozmowa w ciągu godziny, jednominutowe połączenie w ciągu minuty). Natężenie ruchu wynosi 5 Erl, jeśli w ciągu godziny istnieje np. 100 połączeń 3-minutowych lub 25 rozmów 4-minutowych plus 40 rozmów 5-minutowycn itp.

81 Maksymalny trafik przenoszony przez nowoczesne systemy komutacji wynosi kilkadziesiąt tysięcy eriangow. Podstawowym czynnikiem wyznaczającym max. liczbę obsługiwanych abonentów jest średni ruch generowany przez 1 abonenta w czasie jednej godziny. Obliczenia wykonuje się dla godziny największego ruchu, w skrócie GNR.

82 Wzór na średni ruch generowany przez 1 abonenta sieci, w GNR, wyrażony w erlangach: A = n T 3600 T średni czas jednej rozmowy wyrażony w sekundach, n średnia liczba połączeń na jednego abonenta w GNR.

83 Stopa błędu

84 Do określenia wierności informacji transmitowanej przez tor telekomunikacyjny stosuje się pojęcie stopy błędu BER (Bit Error Rate). Wskaźnik BER definiuje prawdopodobieństwo wystąpienia przekłamania bitu informacji w strumieniu przesyłanej informacji.

85 W celu poprawy stopy błędu (typowa wartość 10-5 ) stosuje się korekcję charakterystyki kanału i optymalizację metod modulacji. Dzięki stosowaniu kodów korekcyjnych (kodowanie nadmiarowe, kody cykliczne) uzyskuje się stopę błędu w zakresie od 10-6 do 10-10, a nawet lepszą.

86 Technika preplotu

87 Technika pizeplotu (interleaving), stosowana zwykle w nadajnikach radiowych (naziemnych i satelitarnych) i skojarzona z operacja rozplotu (deinterleaving) używaną przy odbiorze sygnału, polega na rozpraszaniu występujących blisko siebie paczek błędnych bitów w strumieniu informacji - na znacznie szerszy zakres informacji przesyłanej pizez ten sam kanał.

88 Dzięki temu uzyskuje się pojedyncze i rozproszone w czasie błędy, które mogą być identyfikowane i korygowane za pomocą kodowania nadmiarowego, eliminując wpływ zaników radiowych lub chwilowych spiętrzeń błędów wynikających z zakłóceń sygnału radiowego. Typowym kodem nadmiarowego zabezpieczenia transmisji szeregowej jest blokowy kod Hamminga.

89 Operacja przeplotu w nadajniku i towarzysząca jej operacja rozplotu w odbiorniku mają za zadanie rozproszenie ciągów występujących blisko siebie błędnych bitów, jakie mogą się pojawić na wejściu dekodera kanałowego w odbiorniku. Takie grupy btędów, zwane paczkami błędów (ang. error burst) mogą być powodowane własnościami kanału fizycznego (np. kanał z zanikami) lub działaniem kodu wewnętrznego w układzie, który stosuje tzw. kodowanie kaskadowe.

90

91 Przeplot polega na zmianie kolejności bitów pobieranych z wyjścia kodera kanałowego, według wcześniej ustalonej reguły, przed wysłaniem ich w kanał transmisyjny.

92 Na rysunku a) pokazano przykładowy ciąg siedmiobitowych słów kodowych A, B, C,... G, który generowany jest na wyjściu kodera kanałowego. Układ przeplotu zmienia jego kolejność tak, że powstaje ciąg binarny pokazany na rysunku b)., który następnie wysyłany jest w kanał. W układzie rozplotu przywracana jest początkowa kolejność bitów (rys. c).

93 Jeśli w kanale zdarzy się, na przykład, pięciobitowa paczka błędów, wówczas w układzie rozplotu błędy te zostaną rozproszone tak, że w dowolnym siedmiobitowym ciągu odebranym znajdzie się co najwyżej jeden błędny bit.

94 Jeżeli w układzie kodem zabezpieczającym przed błędami będzie, na przykład, kod blokowy Hamminga, wówczas zdoła on skorygować wszystkie pojedyncze błędy występujące w ciągu danych, ale nie zdołałby skorygować paczki błędów gdyby w systemie nie zastosowano przeplotu.

95 Przeplot blokowy W nadajniku bity z wyjścia kodera są zapisywane do tablicy dwuwymiarowej w założonej kolejności. Najprostszym rozwiązaniem jest zapis w kolejnych wierszach tablicy. Po zapełnieniu tablicy następuje jej odczyt w innej kolejności np. w kolejności kolumn. W odbiorniku odebrany ciąg jest zapisywany do analogicznej tablicy (tablicy rozplotu) dokładnie w taki sposób, w jaki następował jego odczyt z tablicy przeplotu w nadajniku.

96 Można podać sekwencję adresów zapisu i odczytu z tablicy. Sekwencja adresowa i rozmiar tablicy tzw. głębokość przeplotu powinny być dobrane tak, aby zmienić charakter statystyczny powstałych w kanale błędów paczkowych i uczynić je jak najbardziej zbliżonymi do błędów niezależnych. Należy podkreślić kluczowe znaczenie synchronizacji dla poprawnego działania układu przeplotu. Tak więc często bity nadawane mają pewne krótkie słowo pełniące funkcję synchronizacyjną.

97 Opisaną powyżej zasadę przeplotu łatwo zrealizować w układzie tzw. przeplotu blokowego (wierszowokolumnowego).

98 Przeplot realizowany jest w macierzy o rozmiarze M N (na rysunku przyjęto M=4 oraz N=6). Symbole wpisywane są do macierzy kolumnami. Po zapełnieniu macierzy, odczyt odbywa się wierszami. W układzie rozplotu zapis i odczyt maderzy odbywają się w sposób odwrotny. Dla każdej paczki K przekłamanych bitowi (N K), na wyjściu układu rozplotu pojawią się pojedyncze blędy oddzielone od siebie co najmniej M-1 bitami poprawnymi.

99 Niekorzystną konsekwencją zastosowania w układzie telekomunikacyjnym przeplotu jest wprowadzenie do łańcucha transmisyjnego dodatkowego opóźnienia. Całkowite opóźnienie wprowadzane przez układ przeplotu pokazany na rysunku wynosi (2MN-2M+2)T, gdzie T jest długością pojedynczego bitu. Ponieważ w praktycznych realizacjach zapis i odczyt macierzy przeplotu (lub rozplotu) odbywają się równocześnie, zarówno w nadajniku jak i odbiorniku potrzebne są po dwa moduły pamięci o rozmiarze MxN każda; jedna z macierzy M N jest wypełniana podczas gdy druga jest odczytywana.

100 Przeplot splotowy Przykładowy schemat realizacji przeplotu i rozplotu splotowego. Ciągi binarne są wprowadzane szeregowo na kolejne wejścia grupy B rejestrów opóźniających o wzrastającej długości.

101 W układzie przeplotu pierwszy rejestr ma opóźnienie zerowe, drugi opóźnia o M taktów, trzeci o 2M taktów i tak dalej, wreszcie ostatni o (B-1)M taktów. Sygnały wyjściowe z ostatnich komórek kolejnych rejestrów są podawane za pomocą komutatora szeregowo na wyjście układu przeplotu.

102 Układ rozplotu działa identycznie jak układ przeplotu. Jedyną różnicą jest uporządkowanie grupy rejestrów opóźniających począwszy od rejestru o długości (B-1)M komórek, a kończąc na opóźnieniu zerowym.

103 Tu również kluczowe znaczenie ma synchronizacja. Sprowadza się ona do synchronicznego przełączania komutatorów w nadajniku i odbiorniku tak, aby opóźnienie łączne w każdej równoległej gałęzi pomiędzy wejściem przeplotu a wyjściem rozplotu było stałe i wynosiło (B-1)M.

104 I to jest już koniec