- •1. Теорія інформації та кодування як основа сучасних технологій
- •Інформація і дані. Визначення інформації
- •Повідомлення та сигнали
- •2. Інформаційні технології. Кодування в інформаційно–телекомунікаційних системах
- •2.1. Кодування повідомлень в інформаційно–телекомунікаційних системах. Поняття про кодування і код
- •2.2. Технологія кодування інформаційних об’єктів. Цифрове кодування
- •Кодування аналогових сигналів
- •Передача цифрової інформації в аналогових каналах
- •Забезпечення цілісності та доступності інформаційних об’єктів
- •Забезпечення цілісності та доступності інформаційних об’єктів у обчислювальних мережах. Методи захисту від спотворень
- •Двійкові завадостійкі коди
- •Характеристики завадостійких кодів
- •Двійкові коди з перевіркою на парність або на непарність (контроль по модулю 2)
- •Завадостійке кодування. Двійкові та узагальнені завадостійкі коди
- •Двійкові матричні коди
- •Код Хеммінга
- •Циклічні коди
- •Узагальнені завадостійкі коди. Контрольне додавання
- •Узагальнені завадостійкі коди. Перемежування та виграш від кодування
- •Метод перемежування
- •Згортальні двійкові коди
- •Виграш від кодування
- •Захист від спотворень при використанні передачі зі зворотним зв’язком
- •Методи захисту від спотворень при використанні передачі зі зворотним зв’язком
- •Системи передачі даних з очікуванням (стартстопний метод передачі)
- •Послідовний (потоковий) метод передачі
- •Системи передачі даних з взз з адресним перезапитом комбінацій (вибіркова передача)
- •Порівняння систем передачі даних із взз і систем передачі при використанні коригувальних кодів за відносною швидкістю передачі
- •Відносна швидкість в процедурах обміну інформацією при використанні зкк
- •Відносна швидкість при використанні взз з очікуванням
- •Відносна швидкість при використанні взз з неперервною передачею
- •Відносна швидкість при використанні взз з адресним перезапитом
- •Порівняння систем передачі з взз і систем передачі при використанні коригувальних кодів. Пропускна спроможність каналу
- •Порівняння систем передачі з взз і систем передачі при використанні коригувальних кодів за правильністю передачі даних
- •Порівняння систем передачі з взз і систем передачі при використанні коригувальних кодів за комплексною характеристикою
- •Оцінка впливу способів організації обміну в ткм на час доставляння повідомлень
- •Підвищення пропускної спроможності неперервного каналу шляхом прямого розширення смуги пропускання каналу
- •Пропускна спроможність неперервного каналу. Шляхи підвищення пропускної спроможності каналу
- •Підвищення пропускної спроможності шляхом дискретизації смуги пропускання каналу
- •Пропускна спроможність та співвідношення сигнал/завада
- •Завадостійкі коди і пропускна спроможність каналу
- •Контрольні запитання для перевірки знань та вмінь
- •Підвищення пропускної спроможності неперервного каналу шляхом прямого розширення смуги пропускання каналу.
- •Підвищення пропускної спроможності шляхом дискретизації смуги пропускання каналу.
- •Пропускна спроможність та співвідношення сигнал/завада.
- •Методи захисту від спотворень при використанні передачі зі зворотним зв’язком.
- •Порівняння систем передачі з взз і систем передачі при використанні коригувальних кодів за комплексною характеристикою.
- •Метод перемежування.
- •Виграш від кодування. Основна та додаткова література
Відносна швидкість при використанні взз з неперервною передачею
У протоколах, що використовують ВЗЗ з неперервною (послідовною) передачею, максимальна кількість переданих за час t повідомлень
Nп.max = t/tk,
а кількість прийнятих повідомлень зменшується на кількість повідомлень, що стираються при виявленні спотворень. Оскільки при цьому із накопичувача стираються усі γ повідомлень, а кількість завад за час t дорівнює λ∙t, то
Nст = λ∙t∙γ.
З урахуванням того, що ємність накопичувача повинна задовольняти відомий вираз
γ ≥ 1 + tоч/tk,
то відносна швидкість передачі
Rпп = m∙(Nп.max –λ∙t∙γ) /(n∙Nп.max) =
= (m/n)∙(1 λ∙t∙(1 + tоч/tk)∙tk/t) = (m/n)∙(1 λ∙(1 + tоч/tk)∙tk) = = (m/n)∙(1 λ∙(tk + tоч)),
звідкіля, при λ = 0, Rап = m/n, а критичне значення інтенсивності завад:
λ крпп = 1/(tk + tоч).
Відносна швидкість при використанні взз з адресним перезапитом
Для оцінки відносної швидкості передачі в протоколах, що використовують ВЗЗ з адресним перезапитом, слід врахувати, що максимальна кількість переданих за час t повідомлень
Nп.max = t/tk,
а кількість прийнятих повідомлень зменшується на кількість повідомлень, що стираються при виявленні спотворень. Уточнимо, що при цьому із накопичувача стирається лише одне повідомлення, а кількість завад за час t дорівнює λ∙t, отже
Nст = λ∙t.
При цьому відносна швидкість передачі
Rап = m∙( t/tk–λ∙t) /(n∙ t/tk) =
= (m/n)∙(1 λ∙tk),
Звідси, при λ = 0, Rап = m/n, а критичне значення інтенсивності завад, як і для систем з очікуванням:
λ кр.ап = 1/tk.
На рис. 6.4 подано уточнені залежності відносної швидкості СПД від стану каналу.
З рисунка витікають такі висновки:
1. За показником межового значення імовірності спотворення найгіршою є процедура з послідовною передачею.
2. За показниками відносної швидкості найгіршою є стартстопне передавання з очікуванням, яке суттєво поступається решті розглянутих.
3. Найкращі типи процедур із ВЗЗ при хорошому стані каналу за відносною швидкістю передачі є більш ефективними ніж процедури, що використовують коригувальний код. Але завжди існує межове значення інтенсивності завад, а, відтак, і імовірності λг, при перевищенні якого процедури з коригувальним кодом стають ефективнішими.
Рис. 6.4. Залежність відносної швидкості передачі від стану каналу: 1–процедури з ЗКК; 2–процедури ВЗЗ з очікуванням; 3–ВЗЗ з послідовною передачею; 4–ВЗЗ з адресним перезапитом
Для визначення цього межового значення досить розв’язати нерівність
mk/n ≥ RВЗЗ,
наприклад, для процедур ВЗЗ з неперервною передачею
mk/n ≥ (m/n)∙(1 λ∙(tk + tоч)),
звідси
mk ≥ m∙(1 − λ∙(tk + tоч)). (6.2)
Крім виразу (6.2), що визначає припустиму надмірність коригувального коду і границі його ефективного застосування, можна розрахувати і виграш у відносній швидкості від використання коригувального коду. Наприклад, для цих же процедур ВЗЗ з неперервною передачею:
D = RKK/RВЗЗ = mk/[m∙(1 λ∙(tk + tоч))]. (6.3)
З виразів (6.2, 6.3) випливає, що можуть існувати такі канали чи такі умови їхнього функціонування, коли використання коригувальних кодів з будь-якою надмірністю вигідніше від використання протоколів з ВЗЗ, навіть без урахування необхідності забезпечення для ВЗЗ зворотного каналу. Згадаємо, що вимога наявності зворотного каналу для ВЗЗ призводить до додаткових витрат.
4. Розширення можливостей передачі інформації в умовах впливу завад (збільшення критичного значення інтенсивності завад) для усіх способів передачі і при використанні ВЗЗ можна досягти принаймні двома способами.
По-перше, шляхом зменшення довжини − кількості символів n у пакеті (кадрі, комірці, блоці). По-друге, шляхом швидкості інформаційного обміну − В.
Ці можливості фізично можна пояснити тим, що за таких умов збільшується частина пакетів (кадрів, комірок, блоків), часова тривалість яких (tк = n/В) стає меншою, ніж середня тривалість часового інтервалу (tп) між двома суміжними спотвореннями (впливами завад), а отже, кількість завад, які призводять до спотворень, зменшується.
