Filozofie Fuzzy módů

" Nejpodivuhodnější ze všech počítačů je stále člověk ."
J. F. KennedyKvěten 1963

Filozofie přenosu textu spočívá v tom, že je lidmi přímo čitelný.


V posledních letech převažují taková elektronická zařízení (dobrá domácí technika a průmyslové ovládací prvky) která poskytují číslicovou simulaci přirozeného analogového světa. Tato technika je nyní nazývána "Fuzzy Logic".
Ačkoli existuje celé strojírenské studium řízení v "soft" logice, ve skutečnosti nám všem, to znamená mne i vás, přirozený analogový svět nabízí dobrou funkčnost (vstupní i výstupní), i když je svou povahou číslicový, příroda má tak jemné rozdíly mezi stavy, že je třeba udržovat analogový zevnějšek.

V nynější době jsou číslicové módy všude, od GSM celulárních telefonů po digitalní televizi a packet radio. Vzdor stoupajícím číslicovým trendům v rádiové technice je stále ještě jisté, že:

Existuje teké malá ale udatná skupina lidmi přímo čitelných módů (budeme je nazývat "'Fuzzy'" módy), nezapadajících do žádné kategorie. V roce 1998 jsem vytvořil nový termín "'Fuzzy'" jako způsob k označení lidsky čitelného textu a grafického režimu, kde spatřujeme lidskou interakci se světem číslicové komunikace. Například :

Je důležité rozpoznat že lidský mozek za pomci zraku, sluchu, a ostatních smyslů tvoří velmi dokonalý systém zpracování signálu, daleko předstihující vše co v tomto oboru člověk zatím vytvořil. Pro nezakódovaný text a grafický rádiový příjem je lidský počítač ústřední zpracovací zařízení nezbytné pro úspěch techniky. Během příjmu pomocí 'Fuzzy' módu je lidský zpracovací systém použit pro :

Jedinou podporou, kterou člověk potřebuje je demodulace rádiového signálu a předání získáných dat. Zatím člověk potřebuje jen aby lidsky čitelné módy byly přístupné k vykonání zpracování, ovšem výsledek je hodnotný, protože vykonaná práce a výsledky, obzvlášť se zarušenými přenosy, jsou pozoruhodné. Příjem lidsky čitelných módů má sklon být pomalý , protože lidský procesor je již tak nastaven, že vykonává všechny výše uvedené úlohy souběžně a v reálném čase!

Nyní jsme dospěli do bodu, kde můžeme ohraničit požadavky pro 'Fuzzy' mód. Je důležité, že pro nejvyšší lidský výkon, není potřeba elektronické nebo softwarové zpracování dat, které by mohlo změnit výsledky dříve než data vstoupí na lidský signálový procesor. Z toho také vyplývají souhrnné požadavky na opravdový fuzzy systém.

FILOSOFIE FUZZY MÓDU
  • Přenos musí být NEKÓDOVANÝ
  • Přijimač nesmí ovlivňovat KDY jsou data prezentována  
  • Přijimač nesmí rozhodovat CO data představují

KÓDOVÁNÍ

RTTY, ASCII, PSK31 a ostatní digitální módy jsou KÓDOVANÉ přenosy. Jinak řečeno, každé písmeno je reprezentováno nějakým kódem pro vysílání a po příjmu tohoto kódu je dekódováno. Na konverzi k vysílání z klávesnice, a při příjmu k zobrazení je použita abecední klíčovací a dešifrovací tabulka. Toto vede k významnému zlepšení výkonnosti, a odstraňuje redundance, která jinak zhoršuje jiné metody, které vysílají text nebo grafiku bez kódování. Bohužel zakódované systémy mohou být vážně narušeny šumem - jeden chybně přijatý bit způsobí výstup úplně odlišného písmene. Další problém se zakódovanými módy je, že synchronizace nebo identifikace mezery mezi písmeny nebo bity je také zakódována a odchylka v synchronismu bitu má vážný následek - mnoho následujících znaků bude tlumočeno nesprávně, dokud synchronismus nebude obnoven. RTTY a další start-stop módy trpí ztrátou synchronismu, kdy start bit je poškozen.

Samozřejmě, 'Fuzzy' módy jsou NEKÓDOVANÉ. Každá chyba bitu bude působit nepatrnou vadu, a nemůže změnit celé písmeno na jiné. Jinými slovy, vizuální 'Fuzzy' módy jsou přímo píšící módy. Navíc, opravdový Fuzzy mód nepoužívá synchronizační informaci nebo zakódovaný start-stop. Typicky, 'Fuzzy' módy jsou navrženy být nesynchronní, nebo fungují s volně běžící regulací časování (nazýváme je "quasi-synchronní"), a tak se vyhnou potřebě nějaké synchronisace.

Mimochodem, z hlediska 'Fuzzy' módů i telegrafie může být považována za nekódovaný mód. To proto, že telegrafie představuje (alespoň pro zkušeného operátora ) přirozený jayk, přímo lidsky čitelný a opravdový 'Fuzzy' mód.

KDY

Digitální módy jsou navrženy ke vzorkování příjímaných dat synchronním způsobem - typicky ve středu každého data bitu. I kdyby nějaká technika vzorkovala každý databit několikrát a potom výsledek byl považován za vlastní databit, je takový proces stále nedokonalý pro chabou regulaci časování. Zdaleka největší zdroj chyby regulace časování na přijmu rádiového signálu je ionosféra. Kolísání časování kvůli proměnnému času příchodu signálu o více než 10 ms není nic mimořádného a představuje změnu v délce trasy o 3000 km.

'Fuzzy' módy vzorkují příjímaná data nesynchronní cestou. Zařízení ukazuje (dělá slyšitelné nebo viditelné pro lidské zpracování) co je přijato když to přichází. V analogových podmínkách je to jednoduché. V digitálních systémech to může nejlépe být uděláno převzorkováním, jinými slovy odebíráním vzorků dat daleko rychleji než je nutné pro ohraničení každého prvku. Převzorkování je důležitá technika na krátkých vlnách, kde databity mohou přijít v různém čase kvůli účinkům ionosférického šíření. Proto se nepoužívá synchronní vzorkování.

CO

Číslicové módy jsou charakteristické jejich on-off povahou. Data bity jsou 0 nebo 1 - není zde žádný prostor pro "možná". "Možná" bity jsou označeny jako chyby. Některé číslicové módy (například PacTOR) užívají techniku pomocí které je signál vzorkován a korelován až do té doby kdy kontrolní součet vyhoví. Jiné systémy (například MT63 a MFSK16) užívají silnou korekci chyb, ale proces je stále nakonec digitální, protože kontrolní součet vyžaduje aby byla dána dohromady přesná číslicová zpráva a výstup z korelátoru nebo chybového dekodéru je číslicová zpráva.

Naproti tomu, vybavení pro'Fuzzy' mód by neměl rozhodovat co data představují - měl by je zobrazit a poskytovat i neurčitost tam kde v přijatých datech je. Pro vizuální módy je toto nejlépe provedeno zobrazením neurčitosti šedou stupnicí hodnot. Pro akustické módy je to uděláno v podstatě převedením věrohodnosti na hlasitost, ačkoli ucho rozlišuje mnohem více vlastnosti signálu - modulaci, zkreslení, fázi, harmonické a obsah šumu, a dělá to přirozeně, jednoduše posloucháním signálu přímo z přijímače.

Závěr

.Vedle záměrného obsahu redundance která je vrozená nezakódovaným přenosům, je tu i nápověda pro předběžnou korekci chyb (redundantní přenos, znak poznatelný, kontext poznání). Výsledkem kombinace převzorkování s integrací (vizuální nebo matematická integrace, nebo obojí), a použitím šedé stupnice věrohodnosti v zobrazení, je citlivý a robustní'Fuzzy' mód.

Ne všechna starší, nebo i současná provedení Fuzzy módů odpovídají všem pravidlům, a jejich výkon následkem toho trpí. Návrh Fuzzy techniky vyžaduje pečlivé rozvážení!

 


Copyright © M. Greenman 1997-2005. All rights reserved. Contact the author before using any of this material.
© Přeložil J.Skalník 2006
home HOME