Перейти к содержимому
2

[2.2] Помехоустойчивое кодирование и повторная передача #

Техник БПЛА · радиосвязь, РЭБ и РЭР

Кодирование позволяет принять сообщение без ошибок при таком уровне помех, при котором отдельные символы принимаются неверно.

Содержание

1. Обнаружение и исправление ошибок

Различаются две стратегии борьбы с ошибками. Первая состоит в обнаружении ошибки и запросе повторной передачи. Вторая состоит в передаче избыточной информации, позволяющей восстановить сообщение на приёмной стороне без повтора.

СтратегияДостоинствоНедостатокПрименение
Повторная передача по запросуМалая избыточность при хорошем каналеНепредсказуемая задержкаТелеметрия, передача файлов
Прямое исправление ошибокПостоянная задержкаПостоянная избыточностьКомандная линия, передача изображения
Простое повторение пакетаПредельная простотаКратный расход полосыКомандные линии критичных режимов

Почему командная линия не применяет повторную передачу по запросу. Команда управления теряет смысл через несколько десятков миллисекунд после формирования. Ожидание подтверждения и повтор создают задержку, недопустимую для управления в реальном времени. Поэтому командные линии применяют прямое исправление ошибок и передачу одного и того же состояния органов управления много раз в секунду.

↑ К оглавлению

2. Основные виды кодов

КодПринципЭнергетический выигрышГде применяется
Контрольная суммаОбнаружение без исправлениянетПроверка целостности пакета
Циклический избыточный кодОбнаружение пакетных ошибокнетВсе протоколы беспилотных систем
Код ХэммингаИсправление одиночной ошибкиот 1 до 2 дБСлужебные каналы
Код Рида-СоломонаИсправление пакетов ошибокот 3 до 5 дБПередача изображения
Свёрточный кодНепрерывное кодирование с декодированием по Витербиот 4 до 6 дБКомандные линии, спутниковая навигация
ТурбокодИтеративное декодированиеот 7 до 9 дБЦифровая передача изображения
Код с малой плотностью проверок на чётностьИтеративное декодирование по графуот 8 до 10 дБСовременные цифровые линии

2.1 Скорость кода

Скорость кода равна отношению числа информационных битов к общему числу переданных битов. Код со скоростью \( 1/2 \) удваивает объём передаваемых данных, но обеспечивает существенный энергетический выигрыш.

Скорость кодаИзбыточностьТиповой выигрышУсловия применения
7/814 %от 2 до 3 дБХороший канал, максимальная скорость
3/433 %от 3 до 4 дБРабочий режим
2/350 %от 4 до 5 дБУмеренные помехи
1/2100 %от 5 до 7 дБСложная обстановка
1/3200 %от 7 до 9 дБПредельная дальность
↑ К оглавлению

3. Перемежение

Большинство кодов рассчитано на исправление одиночных ошибок, распределённых случайно. Реальная помеха поражает подряд идущие символы: импульсная помеха уничтожает целый фрагмент пакета. Перемежение [вики] решает эту задачу перестановкой символов перед передачей и обратной перестановкой на приёме. Пакет ошибок после обратной перестановки превращается в редкие одиночные ошибки, которые код исправляет.

Глубина перемеженияИсправляемая длительность помехиДополнительная задержка
Отсутствуетединицы микросекунд0
Малаядесятки микросекундот 1 до 3 мс
Средняяединицы миллисекундот 5 до 20 мс
Большаядесятки миллисекундот 50 до 200 мс

Плата за перемежение — задержка. Для командной линии применяется малая глубина, для передачи изображения допустима средняя, для передачи файлов телеметрии [вики] приемлема большая.

↑ К оглавлению

4. Как это выглядит в телеметрии

Состояние кодирования отображается в параметрах линии, доступных оператору.

ПараметрЧто показываетНормаТревожное значение
Доля потерянных пакетовОтношение непринятых пакетов к переданнымменее 1 %более 5 %
Качество линииСводный показатель в процентахболее 90 %менее 70 %
Уровень принятого сигналаМощность на входе приёмникавыше минус 95 дБмниже минус 105 дБм
Отношение сигнал-шумПревышение сигнала над шумомболее 10 дБменее 5 дБ
Уровень шумаМощность помех в полосе приёманиже минус 100 дБмвыше минус 90 дБм

Важное различие. Падение качества линии при высоком уровне принятого сигнала означает наличие помехи, а не удаление за пределы дальности. При естественном удалении одновременно снижаются и уровень сигнала, и качество. Если уровень сигнала остаётся высоким, а доля потерянных пакетов растёт, следует предполагать преднамеренное или непреднамеренное радиоподавление.

Практическая работа 2.2

Цель. Оценить влияние режима кодирования на дальность и задержку командной линии.

Порядок выполнения. Настроить командную линию последовательно на три режима с разной скоростью передачи пакетов. Для каждого режима выполнить удаление по прямой, фиксируя уровень сигнала и долю потерянных пакетов через каждые 200 м. Определить дальность, на которой доля потерянных пакетов достигает 5 %. Измерить задержку органов управления по секундомеру видеозаписи.

Критерий выполнения. Построена таблица соответствия режима, достигнутой дальности и задержки управления. Сделан вывод о рабочем режиме для типовых заданий.

↑ К оглавлению

5. Проверьте себя

  1. Почему командная линия не применяет повторную передачу по запросу?
  2. Что означает скорость кода 1/2 и какой выигрыш она даёт?
  3. Зачем применяется перемежение и чем за него приходится платить?
  4. Как по телеметрии отличить удаление за пределы дальности от воздействия помехи?
  5. Какой энергетический выигрыш обеспечивает свёрточный код?

Контрольный перечень

↑ К оглавлению

6. Источники

  1. Прокис Дж. Цифровая связь, главы о кодировании.
  2. Кларк Дж., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи.
  3. Документация проекта ExpressLRS, описание режимов передачи и телеметрии.

Проверено: 20.09.2026

↑ К оглавлению
  • мод. : Понедельник, 21 сентября 2026