3.Системы передачи информации с решающей обратной связью
3.1. Система с рос и ожиданием
Рассмотрим систему с РОС и ожиданием решающего сигнала (РОС-ож) [14].
На рис.6.11 представлена структурная схема системы с РОС-ож, которая работает следующим образом. Поступающая от источника информации (ИИ) m – элементная комбинация первичного кода через схему ИЛИ записывается в накопитель передатчика (НК1). Одновременно с этим в кодирующем устройстве (КУ) m – элементная комбинация кодируется в циклический код, т.е. добавляются контрольные символы, представляющие собой контрольную последовательность блока (КПБ).
Рис.6.11
Полученная n – элементная комбинация подается на вход прямого канала (ПК), с выхода которого комбинация поступает на входы решающего устройства (РУ) и декодирующего устройства (ДКУ). ДКУ на основании m информационных символов, принимаемых из прямого канала, формирует свою контрольную последовательность блока. Решающее устройство сравнивает две КПБ - принимаемую из ПК и выработанную ДКУ. Затем РУ принимает одно из двух решение: либо информационная часть комбинации (m- элементный первичный код) выдается получателю информации ПИ, либо стирается. Одновременно в ДКУ производится выделение информационной части и запись полученной m – элементной комбинации в накопитель приемника (НК2).
В случае отсутствия ошибок или необнаруженных ошибок принимается решение о выдаче информации ПИ и устройство управления приемника (УУ2) выдает сигнал, открывающий элемент И2, что обеспечивает выдачу m – элементной комбинации из НК2 к ПИ. Устройством формирования сигнала обратной связи (УФС) вырабатывается сигнал подтверждения приема комбинации, который по обратному каналу (ОК) передается в передатчик. Если приходящий из ОК сигнал дешифрирован устройством декодирования сигнала обратной связи (УДС) как сигнал подтверждения, то на вход устройства управления передатчика (УУ1) подается соответствующий импульс, по которому УУ1 производит запрос от ИИ следующей комбинации. Схема И1 в этом случае закрыта, и комбинация, записанная в НК1, стирается при поступлении новой.
В случае обнаружения ошибок РУ принимает решение о стирании комбинации, записанной в НК2, при этом в УУ2 вырабатываются управляющие импульсы, запирающие логическую схему И2 и формирующие в УФС сигнал переспроса. При дешифрировании схемой УДС поступающего на его вход сигнала как сигнала переспроса, блок УУ1 вырабатывает управляющие импульсы, с помощью которых через схемы И1, ИЛИ и КУ в ПК производится повторная передача комбинации, хранящейся в НК1.
Возможны потери верности приема из-за вставок и выпадений. Вставки происходят в том случае, когда приемник посылает сигнал подтверждения, а в канале ОС этот сигнал трансформируется в сигнал переспроса. Передатчик посылает ранее переданную комбинацию, хотя она уже правильно принята. Выпадения связаны с трансформацией сигнала переспроса в сигнал подтверждения. Передатчик посылает приемнику очередную комбинацию кода, хотя ранее переданная принята не верно и не выдана ПИ.
На рис.6.12 приведены временные диаграммы, поясняющие функционирование системы с РОС-ож.
Рис.6.12
Текущая скорость RТ определяется отношением числа двоичных символов, выданных ПИ за время t, ко всему числу переданных символов за время t, т.е. (см. рис.6.12)
,
где NПР и NПЕР - соответственно число принятых и переданных кодовых комбинаций за время t, tОЖ=2tР+tС+tАК+tАС; to - длительность единичного элемента; tР – время распространения сигнала по каналу связи; tС - длительность передачи сигнала по каналу ОС; tАК - время анализа принятого кода; tАС - время анализа служебного сигнала.
Можно сделать вывод, что система с РОС-ож эффективна при работе со сравнительно длинными кодовыми комбинациями и небольшими скоростями модуляции на каналах небольшой протяженности.
Алгоритм работы имитационной модели иллюстрируется графом состояний, приведенным на рис.6.13.
НП - начало передачи; ОО - обнаруженная ошибка; НО - необнаруженная ошибка; Ппр - правильный прием; НПП - неправильный прием подтверждения; ИЗ - искажение запроса; ППП - правильный прием подтверждения; ППЗ - правильный прием запроса
Рис.6.13
Правильный прием кодовой комбинации происходит при неискажении комбинации в прямом канале (переход в состояние Ппр) и правильном приеме сигнала подтверждения в обратном канале (переход в состояние ППП). При обнаружении ошибки в переданной кодовой комбинации (переход в состояние ОО) и правильном приеме сигнала запроса (переход в состояние ППЗ) система переходит к повторению (второй цикл).
Если в кодовой комбинации присутствует необнаруживаемая ошибка (переход в состояние НО), то по ОК передается сигнал подтверждения и возможен переход в состояние НП следующего цикла (трансформирован сигнал подтверждения в сигнал запроса) либо в состояние ППП (сигнал подтверждения верно принят).
Процесс передачи кодовой комбинации может быть закончен в течение одного цикла, а может продолжаться некоторое число циклов.
Для уменьшения выставок и выпадений применяют следующие меры.
Передаваемые кодовые комбинации циклически нумеруются так, что номер размещается в начале каждой кодовой комбинации или за синхропоследовательностью, служащей для фазирования по циклам. Номер сохраняется за кодовой комбинацией до тех пор, пока кодовая комбинация не будет правильно принята. При повторных передачах кодовой комбинации ее номер сохраняется. Например, номера кодовых комбинаций a1,a2,a3,a4, а последовательность имеет вид {a1,a1,a2,a2,a3.a3,a3,a4,a4,….}.
В другом варианте кодовые комбинации, передаваемые один раз, имеют один и тот же номер, например a0, а при повторении производится циклическая нумерация. Например, последовательность в канале имеет вид {a0,a1,a0,a0,a1.a2,a0,a1,a0,a1.a2,….}.
Эффективность использования пропускной способности в каналах связи системы с РОС-ож невелика, т.к. прямой канал простаивает в промежутках времени между передачами отдельных кодовых комбинаций и ожидания получения сигналов решения.