Временные преобразования.

Сначала аналоговый сигнал делится на равные промежутки времени, называемые кадрами. Каждый кадр, в свою очередь, также делится на ещё меньшие части, называемые сегментами (рисунок 11).

Рисунок 11 - Деление кадра

Входной сигнал преобразуется путем перестановки сегментов внутри каждого кадра (рисунок 12). Для этого речевой сигнал на передающем конце записывается на магнитофонную ленту, которая «разрезается» на равные части, пронумерованные по порядку. Затем они перемешиваются и «склеиваются» в некотором другом порядке. Воспроизведенный со склеенной ленты сигнал передается по каналу связи и на приемном конце снова записывается на магнитофонную ленту, которая, в свою очередь, разрезается на те же части, как и при передаче. Части «склеиваются» в порядке возрастания номеров и сигнал восстанавливается.

При настройке системы необходимо выбрать длины кадров и сегментов. Сегменты желательно выбирать настолько короткими, чтобы в них не содержались целые фрагменты сообщения, например отдельные слова. С другой стороны, длина сегмента серьёзно влияет на качество звучания передаваемого сигнала, что объясняется чисто техническими причинами. Чем меньше сегмент, тем ниже качество звучания. Поэтому в выборе длины сегмента необходим разумный компромисс.

Рисунок 12 - Пример перестановки сегментов кадра

В предыдущем примере сегменты переставлялись в соответствии с перестановкой (1, 8, 3, 5, 7, 4, 2, 6)

При выборе длины кадра необходимо учитывать фактор временной задержки между входным аналоговым сигналом, поступающим в аппаратуру, и восстановленным аналоговым сигналом на приеме. Пусть, сегмент составляет интервал времени в T с. Если перестановка будет такой, что восьмой сегмент оказывается первым, то пользователь будет вынужден ждать 16T с (8T (ввод) + 8T (время передачи)). В общем случае для системы, оперирующей с m сегментами на кадр, время задержки может составлять 2mT с. С точки зрения пользователя это нежелательно, и подобная задержка должна быть минимизирована. Однако для повышения надежности засекречивания желательны достаточно длинные кадры. Длина сегментов обычно составляет от 20 до 60 мс.

Важным параметром шифрования является и сама перестановка. Очевидно, что одни перестановки лучше других. Поэтому для увеличения надежности существует несколько вариантов использования перестановок. Можно использовать одну на протяжении всей длительности шифрования. С другой стороны можно использовать каждый раз новую, для каждого кадра.

Таким образом, для работы скремблера с временными преобразованиями, будет наилучшим подготовить «хорошие» перестановки, разбить кадры, и сегменты таким образом, чтобы в соответствии с «хорошими» перестановками восстановить исходный, либо близкий к исходному было бы не возможно, или требовало бы достаточно большого количества времени.

Кодер канала

Кодер канала следует после кодера речи и предшествует модулятору.

Главной его задачей является помехоустойчивое кодирование речевого сигнала, т.е. такое кодирование, которое позволяет обнаруживать и в значительной мере исправлять ошибки, возникающие при распространении сигналов по радиоканалу от передатчика к приемнику, например, от передатчика MS (мобильной станции) к приемнику BTS (базовой станции) и наоборот.

Помехоустойчивое кодирование осуществляется за счет введения в состав передаваемого сигнала достаточно большого объема избыточной информации, при этом может реализоваться кодирование с упреждающей коррекцией ошибок – FEC coding (Forward Error Correcting coding).

В сотовых системах связи помехоустойчивое кодирование выполняется в виде трех процедур:

- блочного кодирования (block coding);

- сверточного кодирования (convolutional coding);

- перемежения (interleaving);

Кроме того, кодер канала выполняет еще ряд функций:

- добавляет управляющую информацию, которая, в свою очередь, подвергается помехоустойчивому кодированию;

- упаковывает подготовленную к передаче информацию и сжимает ее во времени;

- осуществляет шифрование передаваемой информации.

Рисунок 13 - Последовательность функций, выполняемых в кодере канала

Дата добавления: 2015-12-01