Для каждой SDL системы определен единый тип данных, состоящий из совокупностей всех сортов, операторов и аксиом
Любое правило имеет вид
S ::= А
(читается «S это есть А»),
где S — это метаназвание вводимого класса объектов,
А — некоторая цепочка компонентов, описывающих структуру объектов из класса S.
Например:
S ::= a|b
означает, что «S это есть а или b».
S ::= {а|b}с
означает, что «S это есть ab или ас»,
S ::= a | bc
запись означает, что «S это есть а или bc».
S ::= {a | b | c}d
означает, что множество S содержит цепочки ad, bd, cd.
S ::= b{а}*
означает, что S содержит конструкции
b, bа, bаа, bааа, bаааа,...
S ::= b{а}+
означает, что S содержит конструкции
bа, bаа, bааа, baaaa,...
S ::= [а] b
означает, что S состоит из b или аb
Рассмотрим правило
<имя> ::= <буква>{<буква> | <цифра>}*
Оно означает, что «именем» называется любая цепочка букв и цифр, но начинающаяся с буквы (любой длины, которая больше или равна единице).
Другое правило
<целое> ::= [+] {<цифра>}+,
означает, что «целым» называется любая цепочка цифр, содержащая не менее одной цифры, перед которой может стоять, а может и не стоять знак «плюс»
120.<условное выражение>::=
IF <булевское выражение-условие>
THEN <выражение-следствие>
ELSE <выражение-альтернатива> FI
126.<метка>::=<имя>
132.<имя>::={<алфавитно-цифровой символ> }* <окончание имени>
133.<окончание имени>::=
<алфавитно-цифровой символ>
134.<алфавитно-цифровой символ>::=-
<буква>| <десятичная цифра>|<национальный символ>
Данные в SDL
Важной особенностью языка SDL является концепция типов данных.
В основу концепции положена алгебраическая модель.
Для каждой SDL системы определен единый тип данных, состоящий из совокупностей всех сортов, операторов и аксиом.
1. Сортом называются данные одной природы.
2. Оператор задается именем, набором сортов аргументов и сортом результата, что в совокупности называется сигнатурой оператора.
Сигнатура оператора записывается следующим образом:
ор: sl, s2, …, sn -> s
Здесь ор — имя оператора; sl, s2,…,sn — сорта аргументов; s — сорт результата.
“+”: Integer, Integer -> Integer
и
“+”: Real, Real -> Real.
3. Действие оператора задается алгебраическими правилами — аксиомами.
Предварительно определенные сорта: Булевский, Символьный, Символьная строка, Целый, Вещественный, Временной, Длительность и PId.
Синтаксис языка MML в EWSD
Команда MML вводится с терминала в виде так называемой командной строки. Это строка может содержать до 255 символов (не считая пробелов) и имеет структуру:
Код команды: параметр=значение; или Код команды: параметр1=значение, параметр2=значение,…
Основными элементами командной строки являются: код команда, параметр, значение и разделительные знаки – знак двоеточия, знак равенства, знак запятая и знак точка с запятой.
При наборе командной строки допускается следующее:
возможно применение как заглавных, так и прописных букв,
пробелы не учитываются, поэтому можно набирать все слитно или разделять команды, параметры и значения знаками пробела,
в командной строке последовательность расположения параметров не регламентируется и может быть любой.
PARAM1= параметр д\б введен.
[,PARAM=] параметр м\б введен.
{,PARAM1=,PARAM2=} один из параметров д\б введен.
[{,PARAM1=,PARAM2=}] один из параметров м\б введен.
[,PARAM1=,PARAM2=] оба параметра м\б введены или оба пропущены.
возможны и такие комбинации:
[,PARAM1=[,PARAM2=]] пропустить все параметры, ввести только PARAM1 или ввести оба параметра.
<,PARAM1= ,PARAM2= ,PARAM3=> только один из параметров должен быть введен.
= - значение параметра;
; - конец команды;
, - разделитель параметров между собой;
: - отделяет имя команды от параметров;
– - отделяет аргументы одного параметра;
& - отделяет несколько значений одного параметра;
&& - указывает диапазон значений одного параметра;
Х - адресует все значения параметра;
/ - отделяет новое значение от старого.
Язык Chill - язык программирования высокого уровня:
- предложенный Международным союзом электросвязи;
- принятый в качестве международного стандарта для программирования автоматизированных комплексов в коммуникационных сетях;
- предназначенный для описания поведения систем реального времени.
2. Многостанционный доступ с кодовым разделением (CDMA — Code Division Multiple Access) — технология, отличающаяся от доступа с частотным разделением и доступа с временным разделением [45, 80, 105]. Она не использует для разделения доступа ни частоты, ни времени. Хотя по многим признакам она напоминает частотный доступ. Упрощенная структурная схема системы CDMA приведена на рис. 2.1.
Каждый входной цифровой сигнал складывается (модулируется) с отдельной несущей, в качестве которой выступает псевдослучайная последовательность (ПСП). Она передается со скоростью большей, чем скорость исходного сигнала. Полученные сигналы объединяются в единый поток. При этом полоса частот, используемая в радиоканале, гораздо шире, чем полоса исходного сигнала. Этот процесс получил название расширение спектра {spreading spectrum) [119]. Псевдослучайные последовательности выбираются таким образом, чтобы на приемном конце их можно было разделить (отфильтровать) и отделить сигнал от своей псевдослучайной последовательности. Передача единого объединенного потока осуществляется в одной полосе частот с помощью одного из видов фазовой манипуляции. Поэтому системы, основанные на CDMA, не требуют разделения полосы частот на отдельные каналы, что в свою очередь облегчает процесс хэндовера (переход из одной соты в другую).
Псевдослучайные последовательности должны иметь нулевую корреляцию, т.е. быть взаимонезависимыми.
Существует два способа множественного (многостанционного) доступа с кодовым разделением каналов (CDMA):
- ортогональный многостанционный доступ;
- неортогональный многостанционный доступ или асинхронный многостанционный доступ с кодовым разделением каналов.
Принцип работы системы сотовой связи с кодовым разделением каналов можно пояснить на таком простом примере. Предположим, что вы находитесь в большом ресторане или магазине, где непрерывно разговаривают на разных языках. Несмотря на окружающий шум (многоголосье), вы понимаете своего партнера, если он говорит на одном с вами языке. На самом деле, в отличие от других цифровых систем, которые делят отведенный диапазон на узкие каналы по частотному (FDMA) или временному (TDMA) признаку, в стандарте CDMA передаваемую информацию кодируют и код превращают в шумоподобный широкополосный сигнал так, что его можно выделить снова, только располагая кодом на приемной стороне. При этом одновременно в широкой полосе частот можно передавать и принимать множество сигналов, которые не мешают друг другу. Центральными понятиями метода многостанционного доступа с кодовым разделением каналов в реализации компании Qualcomm являются расширение спектра методом прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum), кодирование по Уолшу (Walsh Coding) и управление мощностью.
Широкополосной называется система, которая передает сигнал, занимающий очень широкую полосу частот, значительно превосходящую ту минимальную ширину полосы частот, которая фактически требуется для передачи информации. Так например, низкочастотный сигнал может быть передан с помощью амплитудной модуляции (AM) в полосе частот, в 2 раза превосходящей полосу частот этого сигнала. Другие виды модуляции, такие как частотная модуляция (ЧМ) с малой девиацией и однополосная AM, позволяют осуществить передачу информации в полосе частот, сравнимой с полосой частот информационного сигнала. В широкополосной системе исходный модулирующий сигнал (например, сигнал телефонного канала) с полосой всего несколько килогерц распределяют в полосе частот, ширина которой может быть несколько мегагерц. Последнее осуществляется путем двойной модуляции несущей передаваемым информационным сигналом и широкополосным кодирующим сигналом.
Основной характеристикой широкополосного сигнала является его база В, определяемая как произведение ширины спектра сигнала F на его период Г.
В результате перемножения сигнала источника псевдослучайного шума с информационным сигналом энергия последнего распределяется в широкой полосе частот, т. е. его спектр расширяется.
Метод широкополосной передачи был открыт К. Е. Шенноном, который первым ввел понятие пропускной способности канала и установил связь между возможностью осуществления безошибочной передачи информации по каналу с заданным отношением сигнал/шум и полосой частот, отведенной для передачи информации. Для любого заданного отношения сигнал/шум малая частота ошибок при передаче достигается при увеличении полосы частот, отводимой для передачи информации.
Следует отметить, что сама информация может быть введена в широкополосный сигнал несколькими способами. Наиболее известный способ заключается в наложении информации на широкополосную модулирующую кодовую последовательность перед модуляцией несущей для получения широкополосного шумоподобного сигнала ШПС. Узкополосный сигнал умножается на псевдослучайную последовательность (ПСП) с периодом Г, состоящую из N бит длительностью Гц каждый. В этом случае база ШПС численно равна количеству элементов ПСП.
Этот способ пригоден для любой широкополосной системы, в которой для расширения спектра высокочастотного сигнала применяется цифровая последовательность.
Сущность широкополосной связи состоит в расширении полосы частот сигнала, передаче широкополосного сигнала и выделении из него полезного сигнала путем преобразования спектра принятого широкополосного сигнала в первоначальный спектр информационного сигнала.
Перемножение принятого сигнала и сигнала такого же источника псевдослучайного шума (ПСП), который использовался в передатчике, сжимает спектр полезного сигнала и одновременно расширяет спектр фонового шума и других источников интерференционных помех. Результирующий выигрыш в отношении сигнал/шум на выходе приемника есть функция отношения ширины полос широкополосного и базового сигналов: чем больше расширение спектра, тем больше выигрыш. Во временной области — это функция отношения скорости передачи цифрового потока в радиоканале к скорости передачи базового информационного сигнала. Для стандарта IS-95 отношение составляет 128 раз, или 21 дБ. Это позволяет системе работать при уровне интерференционных помех, превышающих уровень полезного сигнала на 18 дБ, так как обработка сигнала на выходе приемника требует превышения уровня сигнала над уровнем помех всего на 3 дБ. В реальных условиях уровень помех значительно меньше. Кроме того, расширение спектра сигнала (до 1,23 МГц) можно рассматривать как применение методов частотного разнесенияприема. Сигнал при распространении в радиотракте подвергается замираниям вследствие многолучевого характера распространения. В частотной области это явление можно представить как воздействие режекторного фильтра с изменяющейся шириной полосы режекции (обычно не более чем на 300 кГц). В стандарте AMPS это соответствует подавлению десяти каналов, а в системе CDMA подавляется лишь около 25% спектра сигнала, что не вызывает особых затруднений при восстановлении сигнала в приемнике.
В стандарте CDMA для кодового разделения каналов используются ортогональные коды Уолша. Коды Уолша — одни из немногих ортогональных кодов, которые можно использовать длякодирования и последующего объединения ряда информационных сигналов. Коды Уолша формируются из строк матрицы Уолша:
Особенность этой матрицы состоит в том, что каждая ее строка ортогональна любой другой или строке, полученной с помощью операции логического отрицания. В стандарте IS-95 используется матрица 64-го порядка. Для выделения сигнала на выходе приемника применяется цифровой фильтр. При ортогональных сигналах фильтр можно настроить таким образом, что на его выходе всегда будет логический “О”, за исключением случаев, когда принимается сигнал, на который он настроен. Кодирование по Уолшу применяется в прямом канале (от базовой станции к абонентскому терминалу) для разделения пользователей. В системах, использующих стандарт IS-95, все абонентские станции работают одновременно в одной полосе частот. Согласованные фильтры приемников базовой станции квазиоптимальны в условиях взаимной интерференции между абонентами одной соты и весьма чувствительны к эффекту “далеко — близко”. Для максимизации абонентской емкости системы необходимо, чтобы терминалы всех абонентов излучали сигнал такой мощности, которая обеспечила бы одинаковый уровень принимаемых базовой станцией сигналов. Чем точнее управление мощностью, тем больше абонентская емкость системы.
На рисунке приведена упрощенная структурная схема, поясняющая принцип работы системы стандарта CDMA. Информационный сигнал кодируется по Уолшу, затем смешивается с несущей, спектр которой предварительно расширяется перемножением с сигналом источника псевдослучайного шума (ПСП). Каждому информационному сигналу назначается свой код Уолша, затем они объединяются в передатчике, пропускаются через фильтр, и общий шумопо-добный сигнал излучается передающей антенной.
На вход приемника поступают полезный сигнал, фоновый шум, помехи от базовых станций соседних ячеек и от подвижных станций других абонентов. После ВЧ-фильтрации сигнал поступает на коррелятор, где происходит сжатие спектра и выделение полезного сигнала в цифровом фильтре с помощью заданного кода Уолша. Спектр помех расширяется, и они появляются на выходе коррелятора в виде шума. На практике в подвижной станции используется несколько корреляторов для приема сигналов с различным временем распространения в радиотракте или сигналов, передаваемых различными базовыми станциями.
В системах, основанных на других методах доступа, необходимо планировать распределение частотного ресурса между соседними ячейками, с тем чтобы предотвратить взаимное влияние сигналов соседних ячеек. В системах, использующих метод CDMA, изменяя синхронизацию источника псевдослучайного шума, можно использовать один и тот же участок полосы частот для работы во всех ячейках сети. Такое 100%-ное использование доступного частотного ресурса — один из основных факторов, определяющих высокую абонентскую емкость сети стандарта CDMA и упрощающих ее организацию. В системах, использующих методы доступа с временным или частотным разделением каналов, абонентская емкость ячейки жестко ограничена и определяется числом доступных каналов связи или временных интервалов. В противоположность этому системы на базе CDMA имеют динамическую абонентскую емкость. И хотя имеется 64 кода Уолша, этот теоретический предел не достигается в реальных условиях, и абонентская емкость системы ограничивается внутрисистемной интерференцией, вызванной одновременной работой подвижных и базовых станций соседних ячеек.
Эти показатели взаимосвязаны, и нельзя одновременно достичь максимальных значений каждого из них. Приходится искать компромисс. Такая взаимосвязь является достоинством системы, поскольку дает возможность гибкого проектирования сети. Например, в густонаселенных районах можно принести в жертву площадь покрытия, увеличив число абонентов, а на окраинах за счет снижения их числа увеличить площадь зоны обслуживания (качество речи в обоих случаях можно сохранить одинаковым). В реальных системах подвижной сотовой связи речь идет о 25-35 абонентах на одну базовую станцию или сектор. В системах фиксированного абонентского радиодоступа их больше (около 45 абонентов). Во время испытаний в Челябинске, где развернута сеть беспроводной местной связи CDMA WLL, а не сотовая сеть CDMA, на расстоянии 8 км от базовой станции нормально функционировало 56 абонентских терминалов.
3. Под эффективностью РЭС понимают ее способность к выполнению определенных задач. Каждый показатель РЭС с той или иной стороны характеризует эту способность. Поэтому естественно при оценке эффективности рассматривать совокупность показателей, позволяющих определить, в какой степени РЭС способна выполнить стоящие перед ней задачи. Однако число показателей может оказаться слишком большим, что приведет к неудобствам при проектировании РЭС. Поэтому важно выделить небольшое число самых важных показателей, определяющих эффективность РЭС в наибольшей степени. К их числу можно отнести следующие: дальность, точность, пропускную способность, надежность, электромагнитную совместимость, помехоустойчивость и помехозащищенность, экономичность, массу, объем и т. д.
Список показателей составлен интуитивно, хотя их следовало бы расположить в порядке убывающего (или возрастающего) значения с точки зрения влияния на эффективность РЭС. Ранжирование облегчает отбор относительно небольшого числа показателей, определяющих эффективность. Если такой отбор произведен, то можно говорить, что установлен перечень основных тактико-технических характеристик (ТТХ) РЭС. Изучение целей, для достижения которых создается РЭС, условий применения, взаимодействующих средств позволяет сформулировать тактико-технические требования (ТТТ) к РЭС. Очевидно, в ТТХ и ТТТ должны использоваться одни и те же показатели. Система может считаться эффективной, если ТТТ обеспечены соответствующими значениями ТТХ.
Разработка ТТТ названа внешним проектированием, а обеспечение соответствующих ТТХ — внутренним. Схема согласования ТТХ и ТТТ изображена на рис. Анализ целей, условий применения и взаимодействия — это этап прогнозирования операций, прогнозирования эффективности. Он приводит к ТТТ в случае приме-нения системного подхода и должен предшествовать этапу разработки структуры РЭС, характеризующейся определенными ТТХ.
В процессе согласования потребуется уточнять ТТТ, если отдельные требования невыполнимы. Последовательность работ может быть нарушена. Такие уточнения в процессе проектирования повторяются. Процесс проектирования становится многозаходным, итерационным.
Современные проблемы обеспечения эффективности радиотехнических систем:
Помехоустойчивость — способность РЭС к сохранению работоспособности в условиях действия радиопомех. Под помехозащищенностью понимают особенности РЭС, затрудняющие создание и действие радиопомех.
Необходимость заботиться о помехоустойчивости, помехозащищенности следует из недостатков РЭС. 1-й недостаток: электромагнитные излучения могут быть перехвачены с помощью разведприемника (РвП), и из них с помощью анализатора сигналов (АС) извлекается передаваемая информация. 2-й недостаток: сигналы РПдУ перехватываются с помощью РвП, а на основании анализа их параметров в передатчике помех (ПП) формируется активная помеха, достигающая РПрУ РЭС и подавляющая полезный сигнал. Создается активная радиопомеха. 3-й недостаток РЭС: возможно такое изменение параметров среды, при котором затруднено распространение электромагнитных колебаний. Создается пассивная радиопомеха.
Проблема электромагнитной совместимости относится к числу новейших в современной радиотехнике. Одновременно работающие РЭС создают помехи, названные непреднамеренными. Задача рационального использования электромагнитного ресурса связана с проблемой выявления закономерностей мешающего взаимодействия одновременно работающих РЭС и изыскания путей рационального построения радиотехнических средств.
При оптимизации находят наилучшую структуру РЭС, опираясь на стационарные условия ее использования. Создается РЭС с автомат оптимизацией — адаптацией. Адаптация - это автомат регулировка усиления, автомат подстройка частоты, автомат синхронизация по временной задержке и т.д. Широкие возможности для адаптации открывает применение ЭВМ и микропроцессоров.
Информационное общество – это общество, структуры, техническая база и человеческий потенциал, которые приспособлены для оптимального превращения знаний в информационные ресурсы и переработку последнего с целью перевода пассивных форм в активные.
Информатизацию общества следует понимать как создание и развитие информационной среды, т.е. комплекса условий и факторов, обеспечивающих наилучшие условия функционирования информационных ресурсов с учетом автоматических способов их переработки и использования в целях социального прогресса. Иначе говоря, информатизация сводится к формированию информационных технологий и созданию условий для эффективного их использования в различных общественных системах.
Технической базой информатизации являются компьютерные и телекоммуникационные системы и сети, которые должны составлять основу экономики, точнее ее производственного аппарата. Однако, как ни важно развитие технической информатизации, ее основные проблемы лежат в области социальных преобразований, и основополагающими среди них являются проблемы развития интеллектуального рынка.
Особенности современного этапа информатизации общества:
1. состоит в возникновении принципиально новых технологических систем, открытых по отношению к сфере знаний. таковыми в данный момент являются практически все современные информационно-вычислительные технологии.
2. превращение информации в обыкновенный товар, причем товар становится самым массовым объектом купли-продажи. Информационный рынок на современном этапе развития общества по масштабам и обороту, а также по темпам роста в большинстве развитых стран далеко опередил рынок материальных продуктов и услуг.
В концепции информатизации нашей страны во главу угла был поставлен региональный принцип, т.е. создание развитой информационной среды будет происходить регионально по мере готовности тех или иных регионов страны к решению соответствующих проблем.
Основные проблемы развития информационной сферы регионов:
1. проблемы индустриального получения и обработки информации
2. психологические проблемы
3. правовые проблемы
4. экономические и социальные проблемы
Индустриальное получение и обработка информации означает создание и развитие крупного машинного производства в информационной сфере.
К психологическим проблемам относят проблему готовности населения к переходу в информационное общество.
Правовые проблемы возникли в связи с превращением информации в основные ресурсы развития общества, как следствие появляются новые виды правонарушений, которые свойственны только информационной сфере.
Экономические и социальные проблемы связаны с коренным изменением образа жизни общества под воздействием информатизации.
Основные направления регулирования информационной сферы общества государством:
· поощрение конкуренции, борьба с монополизмом
· обеспечение права и технической возможности на доступ к информации и информационным ресурсам для всего населения
· соблюдение свободы слова
· обеспечение информационной безопасности
· охрана интеллектуальной собственности
· контроль за использованием информационных и телекоммуникационных технологий государственными учреждениями
· цензура
Анализируя роль и значение информационных технологий для современного
этапа развития общества, можно сделать вполне обоснованные выводы о том,
что эта роль является стратегически важной, а значение этих технологий в
ближайшем будущем будет быстро возрастать. Именно этим технологиям
принадлежит сегодня определяющая роль в области технологического развития
государства. Аргументами для этих выводов является ряд уникальных свойств
информационных технологий, которые и выдвигают их на приоритетное место по
отношению к производственным и социальным технологиям. Наиболее важные из
этих свойств, приводятся ниже.
В числе отличительных свойств информационных технологий, имеющих
стратегическое значение для развития общества, представляется
целесообразным выделить следующие наиболее важные.
1. Информационные технологии позволяют активизировать и эффективно
использовать информационные ресурсы общества, которые сегодня
являются наиболее важным стратегическим фактором его развития.
Опыт показывает, что активизация, распространение и эффективное
использование информационных ресурсов (научных знаний, открытий,
изобретений, технологий, передового опыта) позволяют получить
существенную экономию других видов ресурсов: сырья, энергии,
полезных ископаемых, материалов и оборудования, людских ресурсов,
социального времени.
2. Информационные технологии позволяют оптимизировать и во многих
случаях автоматизировать информационные процессы, которые в
последние годы занимают все большее место в жизнедеятельности
человеческого общества. Общеизвестно, что развитие цивилизации
происходит в направлении становления информационного общества, в
котором объектами и результатами труда большинства занятого
населения становятся уже не материальные ценности, а главным
образом, информация и научные знания. В настоящее время в
большинстве развитых стран большая часть занятого населения в
своей деятельности в той или иной мере связана с процессами
подготовки, хранения, обработки и передачи информации и поэтому
вынуждена осваивать и практически использовать соответствующие
этим процессам информационные технологии.
3. Информационные процессы являются важными элементами других более
сложных производственных или же социальных процессов. Поэтому
очень часто и информационные технологии выступают в качестве
компонентов соответствующих производственных или социальных
технологий.
Информационные технологии сегодня играют исключительно важную роль в
обеспечении информационного взаимодействия между людьми, а также в системах
подготовки и распространения массовой информации. Эти средства быстро
ассимилируются культурой нашего общества, так как они не только создают
большие удобства, но снимают многие производственные, социальные и бытовые
проблемы вызываемые процессами глобализации и интеграции мирового
сообщества, расширением внутренних и международных экономических и
культурных связей, миграцией населения и его все более динамичным
перемещением по планете. В дополнение ставшим уже традиционными средствам
связи (телефон, телеграф радио и телевидение) в социальной сфере все более
широк используются системы электронных телекоммуникаций, электронная почта,
факсимильная передача информации и другие виды связи.