Temir yo'l transportidagi telemexanik boshqaruv va nazorat tizimlari

Ma'ruza 7. Dispetcherlik markazlashtirish telemexanik
tizimlaridagi kodlar


Barcha birikmali kodlar – “PCHDM” va “ASDM” tizimlarida qo‘llaniladi.
Ushbu kod uchun:


. (18)

Barcha birlikmali kod himoya xususiyatiga ega bo‘lmaganiga qaramay, signal tashuvchining quvvati tasodifiy xalaqitlar quvvatidan ancha katta bo‘lishi evaziga bu kod telemexanik tizimlarda qo‘llanilishi mumkin.

Barcha birikmali ikkilik kod, telemexanikaning temir yo‘l tizimida qo‘llaniluvchi yagona xalaqitdan himoyalanmagan kod hisoblanadi. Biroq u temir yo‘l telemexanika tizimida keng tarqalgan himoyalangan kodlarni qurish uchun asos hisoblanadi.
Teng vaznli kod barcha birikmali ikkilik kodli kombinatsiyalarning umumiy sonidan faqat bir xil vaznli (birlar soni bir xil) kombinatsiyalarni tanlash yo‘li bilan hosil bo‘ladi. Bunday kod uchun:


(19)

Bu yerda:p m – kod vazni.

Teng vaznli kodning eng katta sig‘imiga, agar “n” ning juft qiymatligida vaznini m=n/2 deb, “n” ning toq qiymatligida vaznini m=(n-1)/2 deb qabul qilganimizda erishishimiz mumkin.
Misol tariqasida n=4 dagi teng vaznli kodning hosil bo‘lishini ko‘rib chiqamiz.
U holda barcha birikmali kod quyidagi 16 kodli kombinatsiyalardan tashkil topadi.

1. 0000 2. 0001 3. 0010 4. 0011 5. 0100 6. 0101 7. 0110 8. 0111

9. 1000 10. 1001 11. 1010 12. 1011 13. 1100 14. 1101 15. 1110 16. 1111

(20)

(20) dan faqat ikki birlikka ega kombinatsiyalarni ( m=2 ) tanlab, quyidagi olti kombinatsiyalarni olamiz.

4. 0011 6. 0101 7. 0110

10. 1001 11. 1010 12. 1011

(21)

Unda ikki xonali sonlar (21) ko‘pligi n=4 va m=2 teng vaznli kod hisoblanadi.

Qurilish prinsipi bo‘yicha ko‘rilayotgan kod ajralmas kod hisoblanadi, toq karrali barcha xatolarni (bitta,uchta, beshta va h.k.) va juft karralining qisman xatolarini (ikkita, to‘rtta va h.k.) aniqlaydi. Juft karrali xatolaridan teng vaznli kod “siljish” turidagi xatolarini aniqlamaydi. “Siljish” turidagi xatolar deb shunday xatolarga ataladiki, qachonki “1 0” transformatsiya simvollarining soni, “0 1” transformatsiya simvollari soniga teng. Buni (21) kod tahlilini o‘tkazib tekshirish mumkin.
Teng vaznli kodning ortiqchaligi “n” va “m” kattaliklariga bog‘liq.
Teng vaznli kod CHDM, SKS, RPK, Neva, Luch, Dialog turidagi telemexanika tizimlarida qo‘llaniladi.
Taqsimlash kodi. Bu teng vaznli kodning bir turidir. Taqsimlash kodining vazni 1(birga) ga teng.
Unda:
(22)

Taqsimlash kodida komanda “1” simvoli joylashgani bilan aniqlanadi, biroq bu belgi kodli kombinatsiyada bitta bo‘lgani uchun, (14 ) dan, kelib chiqadi:

(23)

Ushbu kodning barcha turlari ichida u maksimal ortiqchalik bo‘lib, uning qo‘llanilishi kodlashtirish va dekodlashtirish sxemalarining soddaligiga asoslangandir. Kod RPK, CHDM, Dialog telemexanika tizimlarida qo‘llaniladi.

“Juft-toq” kodi – birlikning juft soni, yoki birlikning toq sonini o‘z ichiga olgan kodli kombinatsiyalarning umumiy sonidan tanlash yo‘li bilan barcha birikmali kodlardan tashkil topadi. “Juft-toq” kodi uchun (6) va (14) ni inobatga olib, quyidagini yozish mumkin:
(24)
“Juft-toq” kodi ajralmas kod hisoblanadi va CHDM, Neva, Dialog tizimlarida qo‘llaniladi.
Ikki karra elementli kod. Ushbu kod barcha birikmalarga bo‘lgan koddan uning har bir axborot ( ) simvoliga bitta himoya (n₃) simvolini qo‘shib qo‘yish yo‘li bilan tashkil topadi. Unda ikki karra elementli kod uchun


, (25)

Bu yerda: n – juft son; = – har qanday butun son.

Kodli kombinatsiyalarning axborot simvollari toq tartib raqamiga (1,3,...) ega va signalning toq taktida uzatiladi, himoya simvollari esa juft tartib raqamiga (2,4,...) ega bo‘lib, signalning juft taktida uzatiladi. Himoya simvoli qiymatini aniqlash prinsipiga bog‘liq holatda (nol yoki bir), ikki karra elementli kodning ikki turi mavjud.
Birinchi turi har bir nazorat simvolining qiymati avvalgi axborot simvol qiymatining takrorlanishini inobatga oladi. Bunday kod turi juft taktlarda to‘g‘ri takrorlanish kodi nomini olgan. Bunday kodning tuzish misoli matritsa (26) ko‘rinishida ko‘rsatilgan.

(26)

Ikkinchi turi har bir nazorat simvolining qiymati avvalgi axborot simvoli qiymatining inversiyasi (teskari) hisoblanishini inobatga oladi. Bunday kod turi juft taktlarda inversiyali takrorlanish kodi yoki korrelyatsion kod deb ataladi. Korrelyatsion kod tuzishning misoli matritsa (27) ko‘rinishida ko‘rsatilgan.

(27)

Ikkala turdagi kodlar uchun: . (28)

Sig‘imini oshirish maqsadida ikkala turdan foydalanuvchi kod qo‘llaniladi va u juft taktlarda to‘g‘ri hamda inversiyali takrorlash kodi deb ataladi. Bunday kodning matritsasi to‘rtta ustun va sakkiz qatorga ega. Qatorlarning birinchi to‘rttasi (27) dan, qolgan to‘rttasi esa (28) dan olinadi. Juft taktlarda to‘g‘ri hamda inversiyali takrorlanish kodi ajralmas kodlar qatoriga taalluqli bo‘lib, “Luch” va “Dialog” telemexanika tizimlarida qo‘llaniladi. Bu kodning sig‘imi va kod masofasi quyidagicha:



Pariteti bo‘yicha himoyali kod. Ushbu kod barcha birikmalari kod kombinatsiyasiga o‘ng tomondan bitta nazorat simvolini qo‘shish yo‘li bilan tuziladi. Simvollar shunday qo‘shib yoziladiki, har qanday kodli kombinatsiyaning barcha birlar yig‘indisi yoki juft yoki toq sonni tashkil qiladi. Bunga bog‘liq holatda kod juftlikka tekshirish kodi yoki toqlikka tekshirish kodi deb ataladi. Juftlikka tekshirish kodini qurish misoli matritsa (29) ko‘rinishida ko‘rsatilgan.

(29)

Paritet bo‘yicha himoyali kod tavsiflari “Juft-toq” kodidagi kabidir, biroq so‘ngisidan farqli o’laroq u ajraluvchi kod hisoblanadi.

Inversiyali kod (Bauer kodi). Bunday kodda dastlabki barcha birikmali “ ” uzunlikdagi kod kombinatsiyalarning har biriga ma’lum qoida bo‘yicha “ ” himoya simvoli qo‘shib boriladi ( = ), buning natijasida aloqa kanaliga simvollarning qo‘sh sonlari uzatiladi, ya’ni:

(30)

Kodning hosil bo‘lish qoidasi quyidagicha: agar dastlabki kodli kombinatsiyada birlar soni juft bo‘lsa, unda himoya kombinatsiyasi dastlabkisini takrorlaydi; agar dastlabki kodli kombinatsiyada birlar soni toq bo‘lsa, unda himoya kombinatsiyasi inversiyalanadi. Inversiyali kodni qurish misoli matritsa (31) ko‘rinishda ko‘rsatilgan.

(31)

Inversiyali kod uchun . “d” masofasi qiymatiga kelsak, u kodning uzunligi “n” ga bog‘liq. Shunday qilib:

n=4 bo‘lganda d=2, kod barcha bittalik xatolarni, 67% ikkkilik xatolarni va uchtalik xatolarni aniqlaydi;
n=6 bo‘lganda d=3, kod barcha bittalik, ikkilik, besh karra va olti karra xatolarni, shuningdek uchtalik va to‘rttalik xatolarni 80%;
n=8 bo‘lganda d=4. Bunda kod to‘rt karra va barcha sakkiz karra xatolarning faqat 22% topmaydi.
Inversiyali kod ajraluvchi kodlar qatoriga kiradi va ASDM telemexanika tizimida qo‘llaniladi.
Yuqorida ta’rifi berilgan ortiqcha kodlar, ularning hosil bo‘lishining faqat birgina qoidasini qo‘llash evaziga barcha birikmali koddan olinadi. Umuman, simvollarning transformatsiyasidan kodning himoyalanish darajasini oshirish maqsadida, bir qancha qoidalarni bosqichma-bosqich qo‘llash ehtimoli mavjud. Masalan, «Luch» turdagi dispetcherlik markazlashtirish tizimida birinchi bosqichda «Juft-toq» kodining hosil bo‘lish qoidasi qo‘llaniladi. Ushbu kombinatsiyaning biri 10100 kombinatsiyasi hisoblanadi. Ikkinchi bosqichda hosil bo‘lgan kodli kombinatsiyaga korrelyatsion kodni tuzish qoidasi qo‘llanilgan. Natijada kodli kombinatsiya 100110100101 ko‘rinishiga keladi. Ikkinchi bosqichni qo‘llash kod sig‘imini oshirmaydi, ammo kodlararo minimal masofani oshiradi va natijada telemexanika tizimi apparaturasini keskin murakkablashtiradi.