книги из ГПНТБ / Теория и техника передачи данных и телеграфия учебник
..pdfсигнала подтверждения передатчик системы по сигналу запроса очередной комбинации ЗОК получает от датчика информации следующую комбинацию и передает ее в дискретный канал. Если принятая комбинация содержит обнаруживаемую ошибку, то принимается решение о стирании этой комбинации и форми руется сигнал переспроса W, который передается по каналу об ратной связи. При приеме сигнала переспроса производится по вторная передача комбинации, хранящейся в повторителе. На временной анаграмме (рис. 10.12) показан прием без переспроса комбинаций 1 и 3 я прием после одного переспроса комбина ции 2.
Передача |
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
1 |
3 |
і |
t |
Прием |
|
|
|
І |
|
|
4 - |
А |
К |
1 |
з |
\ |
Передача сагмкі |
|
|
1 |
|
|
Т г \ |
1 |
11 |
||||
V |
1 |
|
W 1 |
|
|
v 1 I |
|
|
t |
|||
вбратноа с$яэи |
|
|
|
|
|
|||||||
[ifйен сигналов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t(partnau сбяш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t c |
tp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
t |
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t: |
|
|
|
- |
t2 |
— |
|
|
|
|
|
|
13 |
|
LttC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
2 \-KoSoSas |
комбинация |
|
V |
I - Сигнал подтверждения |
|
|
|||||
С |
2 ^} - Кодобая комбинация |
|
W |
] - Нагнал |
переспроса |
|
|
|
||||
|
с обнаруженной ошибной |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 10.12.
Сигналы подтверждения и переспроса, передаваемые по ка налу обратной связи, подвержены воздействию помех. Поэтому возможны случаи, когда при передаче сигнала подтверждения будет принят сигнал переспроса, а при передаче сигнала пере спроса будет принят сигнал подтверждения. В первом случае в приемник информации выдается дважды одна и та ж е комбина ция (т. е. произойдет вставка комбинации), а во втором случае комбинация, полученная от датчика информации, не будет выдана в приемник информации (произойдет выпадение комби нации). Процессы возникновения вставок и выпадений комбина ций поясняются с помощью временной диаграммы, показанной на рис. 10.13. От передатчика информации выдается последова тельность комбинаций /, 2, 3, 4, . . . Комбинация / принимается однократно. Комбинация 2 при первом приеме принимается пра вильно и выдается в приемник информации. По обратному ка налу передается сигнал подтверждения, который вследствие воз действия помех переходит в сигнал переспроса. Поэтому комби нация передается вторично и вторично выдается в приемник ин формации, т. е. происходит вставка комбинации. Комбинация 3 принимается с обнаруженной ошибкой и в приемник информа ции не выдается. Однако сигнал переспроса переходит в сигнал
Определим функцию распределения |
времени |
задержки со |
||||||||||||||
общений. |
Обозначим |
через |
|
время |
задержки |
сообщения, |
||||||||||
содержащего не более k элементов, |
при однократной |
передаче. |
||||||||||||||
Используя |
временную |
диаграмму, |
показанную |
на |
рис. 10.12, |
|||||||||||
можно получить |
t., = nt0 + |
tp + t&3. |
При двукратной |
передаче, |
||||||||||||
т. е. при одном |
переспросе, время |
задержки |
будет |
равно t% — |
||||||||||||
= 2/, + tc + t p + |
t a c . Обозначим tc + |
tv + r a c = t/. |
|
Время |
задер |
|||||||||||
жки |
сообщения |
при г'-кратной |
передаче |
( 1 - І |
|
переспросах) |
||||||||||
^ = ^ + ( ^ 1 ) V - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Будем |
считать, |
что вероятности |
правильного |
|
приема или |
|||||||||||
стирания комбинаций не зависят |
от решений |
по ранее |
приня |
|||||||||||||
тым |
комбинациям. Так как комбинация |
повторялась |
і раз, при |
|||||||||||||
чем |
і — 1 раз по ней принимались |
решения |
на стирания и лишь |
|||||||||||||
последний |
раз принято решение |
на выдачу |
в |
приемник ин |
||||||||||||
формации, то вероятность задержки сообщения |
Р [t3{k)=tl) |
на |
||||||||||||||
время, равное t h |
будет |
равна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Следовательно, |
функция |
распределения |
времени |
задержки |
||||||||||||
сообщения |
из k |
элементов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Р{*,(*) <tj) |
= Ъ |
Р { |
Ш |
= t,}\= (і - я с т ) 2 р " 1 = |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
= \-.р£г\ |
|
|
|
|
|
|
|
(10.19) |
|||
Дл я сообщения |
из kmc |
элементов |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
P\t3\kmc)\= |
|
tt) = : С , ' і Г с / ^ И с |
(1 - |
Рст)тс |
|
при |
і > |
mc, |
так как передается і комбинаций, последняя из которых не стирается решающим устройством, а среди і — 1 остальных комбинаций стираемые i — тс комбинации могут располагаться
С І і Г с |
способами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Функция распределения времени задержки для сообщения |
||||||||||
из kmc |
элементов Р{t3(kmc)<tj} |
|
= 0 |
при у < о т с |
|
|||||
|
|
P\№kmt) |
< |
tj] = |
S |
P%(kmc) |
=tt) = |
|
||
|
|
|
|
|
|
1= mc |
|
|
|
|
|
|
= 1 0 - Р п ) я ' |
S |
СЁ?сР£т' |
|
при j\>mc. |
(10.20) |
|||
В системах с ограниченным переспросом, в которых |
допу |
|||||||||
стимое |
число переспросов |
равно |
г д о п , |
величина t3(kmc) |
может |
|||||
принимать |
лишь значения |
t m c , |
t |
m c + |
\ , |
* Г д о п , т. е. |
|
|||
|
|
|
P{t3(kmc)<tj} |
|
- 1 |
|
|
|||
при / > г д о п |
+ 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Функция распределения |
времени задержки является |
важ |
ным параметром систем с |
решающей обратной связью, |
так |
как от вероятности задержки сообщения на заданное время во многих случаях зависит возможность их применения в кон кретных системах управления. График функции распределения
времени, т. е. зависимости |
Р { £ , ( & ) < * , } |
от t, показан на |
рис. 10.14. По этому графику определяется |
вероятность пере |
|
дачи сообщения за время, |
не большее заданного. Например, |
сообщение из k элементов будет передано за время, не боль
шее |
'і'з, с вероятностью |
Рг . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Системы Р О С - О Ж просты в реализации, поэтому они приме |
||||||||||||
няются -в тех случаях, |
когда |
простота |
оборудования |
|
является |
|||||||
|
|
|
|
основным |
требованием, предъ |
|||||||
|
|
|
|
являемым |
к системе. Скорость |
|||||||
40 |
|
|
|
передачи в системах |
|
Р О С - О Ж |
||||||
|
|
|
достаточно |
велика |
лишь |
при |
||||||
|
|
I |
|
значениях |
п, намного |
больших |
||||||
49 |
|
|
UmlU, |
|
Є С Л И |
при Э Т О М |
П.х~ар |
1 . |
||||
|
1 |
|
|
|||||||||
|
|
В остальных случаях она мала, |
||||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
1 |
|
что |
приводит |
к |
неэффектив |
|||||
48 |
|
\ |
|
ному |
использованию |
каналов |
||||||
|
|
1 |
|
связи. Поэтому получили |
рас |
|||||||
|
|
1 |
|
|||||||||
0,7 |
|
t |
пространение |
более |
|
сложные |
||||||
if |
|
|
||||||||||
I |
по |
алгоритмам |
функциониро |
|||||||||
— |
*3 |
|
|
вания |
системы |
с |
решающей |
|||||
|
|
|
обратной связью, обеспечиваю |
|||||||||
|
Рис. 10.14. |
|
|
щие |
эффективное |
использова |
||||||
|
|
|
|
ние |
каналов |
связи. |
|
Незначи |
||||
тельное увеличение скорости |
передачи |
получают в системах Р О С , |
в которых в течение времени ожидания и затем до получения сигнала подтверждения производится повторная передача одной и той же кодовой комбинации. Такие системы обеспечивают ми нимальное время задержки сообщения, равное k элементам, и поэтому применяются в системах передачи различных сигналов.
10.3.4. |
Система с решающей |
обратной |
связью |
с непрерывной |
последовательной |
передачей |
комбинаций |
В данных системах в течение времени ожидания результатов анализа на приеме переданной комбинации производится пере дача очередных комбинаций. Эти системы иногда называют си стемами с автоматическим запросом ошибок (АЗО) .
Рассмотрим работу системы РОС - ПП, используя схему алго ритма функционирования (рис. 10.15) И временную диаграмму работы (рис. 10.16). Структурная схема системы РОС - ПП пол ностью соответствует схеме, показанной на рис. 10.11. В этой си стеме комбинации кодируются и передаются в дискретный канал непрерывно, последовательно одна за другой. Так как комбина-
ции-передаются до того, как будут получены соответствующие им сигналы обратной связи, то на случай переспроса каждая комбинация должна храниться в повторителе системы до тех пор, пока не будет получен соответствующий ей сигнал под тверждения. Величину п, равную числу хранящихся в повтори теле комбинаций, называют емкостью повторителя. По времен-
Уіостчлление комбина-
щио' от оостчика
информации
\3anuct комд~инаа<А
(?ЛО&пОриЯ7ЄЛ6
I
fbu/ewe о &ідаче |
|
Члшробна выдачи ^ в?а/еноео стара-\ |
|||
«ом&/наи.ші fill \у)Ч комбинации |
НОУ комбинации |
|
|||
|
I |
|
|
Формиро&гние и |
, |
|
Выдача |
|
аачасигнала |
||
комбинации іЛи |
|
передача сигнала\ |
|||
|
' іоерусаеная |
Ъереспроса |
і |
||
\<Рар/іцро£ание |
І |
Qpt/еп сигнала |
\Лрием сигнала |
||
І |
мїнала |
t * |
f,0ffmSe/mdem» |
переспроса |
|
I |
-"we* |
|
|
|
Рис. 10.15.
ной диаграмме можно установить, что комбинация будет сохра няться в повторителе до приема на передатчике соответствую щего ей сигнала переспроса при
|
Л ' о + 2 * р - И с + * . з + < 1 |
2*р ~f" * с ""f" * аз ~\~ * а |
(10.21) |
||
|
|
|
1- |
|
|
На |
практике чаще всего |
применяют |
системы, для |
которых |
|
t.=nt0. |
В подобных системах |
|
|
|
|
|
А > 2 - |
2*р~І |
*аз~Ь*а |
|
(10.22) |
|
|
|
|
||
На |
временной диаграмме |
показана |
работа системы |
с Л = 3. |
П р и м е р . Определим емкость повторителя для системы РОС-ПП, пред назначенной для работы по телеграфным проводным, радиорелейным каналам и радиоканалам на расстояния, не превышающие 5000 км со скоростью теле
графирования N = 50, 100 и 200 бод, *с = «<e. п = 31, *а з = 'ас = |
0,5я/0.' |
25 Зак. 169. |
385 |
Наибольшей емкости повторителя соответствуют: скорость телеграфирова ния 'N = 200 бод, 1 т р = 5000 км, скорость распространения сигнала vc = = 2- 105 км/с (для проводных каналов). Эти величины и используем ври ра счете. Тогда
Л > 2 + |
2LT p /vc |
+B/0 |
=3+ 2 |
5-10з |
! — |
|
—^-=3,32. |
||
|
и*о |
|
2-105-31-5-10 3 |
Следовательно, необходимо выбрать h = 4.
Передаваемые непрерывно комбинации в приемнике прове ряются в решающем устройстве и при правильном приеме (.или при необнаруженных ошибках) выдаются в приемник информа ции, а по каналу обратной связи передаются сигналы подтверж дения. После приема сигнала подтверждения в передатчике си стемы стирается соответствующая комбинация в повторителе при одновременной записи в него новой комбинации, передавае мой в канал. Заметим, что вследствие запаздывания сигналы подтверждения по комбинации і разрешают передачу комбина ции i+h.
При обнаружении ошибки в комбинации осуществляется сти рание этой комбинации. Кроме этого, блокируется выдача з при емник информации очередных h—l комбинаций, т. е. стирается всего h комбинаций. По каналу обратной связи передается сиг нал переспроса. После приема этого сигнала блокируется датчик информации на время, соответствующее передаче h ком бинаций. Открывается выход повторителя и очередные h комби наций передаются в дискретный канал из повторителя, записы ваясь снова в него с выхода схемы ИЛИ. Таким образом, после приема сигнала переспроса осуществляется повторная передача h последних переданных комбинаций. Так как в приемнике си стемы при обнаружении ошибок стиралось h комбинаций, то при повторном приеме h комбинаций от передатчика сохранится по рядок следования комбинаций, установленный передатчиком ин формации.
На рис. 10.16 показано обнаружение ошибок при приеме ком бинации 2. При этом стираются комбинации 2, 3 и 4, так как Л = 3. Сигнал переспроса принимается во время передачи комби нации 4, поэтому после окончания передачи данной комбинации передаются последние h переданных комбинаций, т. е. комбина ции 2, 3 и 4. В приемник информации эти комбинации будут вы даны после комбинации /, так как при первом приеме комбина ций 2, 3, 4 осуществлялась блокировка приемника информации.
На временной диаграмме поясняются процессы возникнове ния вставок и выпадений комбинаций в системе РОС - ПП . Пока зано, что при передаче сигнала подтверждения комбинации 3 вследствие воздействия помех принят сигнал переспроса. Проис ходит повторение комбинаций 3, 4 и 5, которые затем повторно
выдаются |
в приемник информации. В отличие от системы |
Р О С - О Ж ' в |
системе РОС - ПП переход одного сигнала подтверж |
дения в сигнал переспроса приводит к вставке из h комбинаций.
Выпадение происходит следующим образом. В комбинации 6 обнаружена ошибка и осуществляется стирание комбинаций 6, 7, 8. Однако вследствие перехода сигнала переопроса в сигнал подтверждения передатчик не повторяет этих комбинаций, а пе редает очередные комбинации 9, 10 и т. д. Следовательно, ком бинации 6, 7 и 8 в приемник информации выданы не будут. Та ким образом, переход одного сигнала переспроса в сигнал под тверждения ведет к выпадению h комбинаций.
Передача
Передача
сі/енапа,
абрсопнои
Прием сагі
обратной
Ь/?язи
Приемник
информации
Всто£на Вшайенсе
Рис. 10.16.
Перейдем к определению параметров систем. Эксперимен тально установлено, что система РОС - ПП обеспечивает повыше ние Достоверности, большее, чем используемый в системе (п, ft)-код. Следовательно,
|
Л ш |
- в п Р о ш ^ |
(10.23) |
где ^ош—вероятность |
выдачи на выход системы |
[комбинации |
|
с ошибкой. |
|
|
|
Величина |
8ц =0,01 -^0,5, т. е. обеспечивается снижение вероят |
||
ности ошибки |
от двух до ста раз за счет алгоритма |
функциони |
рования системы. Данное явление можно объяснить тем, что среди h- 1 стираемых без проверки комбинаций, следующих за комбинацией с обнаруженной ошибкой, находится значительная доля комбинаций с необнаруженными ошибками. Эти комбина ции стираются и, следовательно, не попадают в приемник инфор мации.
Вероятности вставок и выпадений блоков из h комбинаций определяются по формулам (10.15) и (10.16), так как процессы
их возникновения |
такие же, как и в системе РОС - ОЖ . |
||
При выводе формулы скорости передачи используем обозна |
|||
чения, введенные |
в п. 10.3.3 при выводе |
аналогичной формулы |
|
для системы Р О С - О Ж . Дл я системы РОС - ПП |
|||
|
"прі |
обш" |
' п е р 1 |
25* |
|
|
387 |
Д ля |
большинства |
реальных |
каналов |
экспериментально |
|||
установлено, |
что ^CT(h)^ |
|_я . Тогда |
|
|
|||
|
|
|
R |
|
|
(10.28) |
|
Так как |
Я С Т |
^ Я ( ^ 1 , |
п)^п}~лр, |
то |
|
|
|
|
|
R^^-(\-{nhy-«p). |
|
(10.29) |
|||
Следует иметь в виду, что формула получена при исполь |
|||||||
зовании |
ряда |
допущений, |
поэтому |
ее можно |
применять |
лишь |
|
при ( л я ) 1 _ 7 ? < 1 . В случае |
невыполнения этого условия |
необ |
ходимо |
более |
точно определять |
величины vC T (A) и Р с т . |
||
|
10.3.5. |
Способы |
уменьшения |
вероятностей |
вставок |
|
и выпадений |
комбинаций |
в системе |
РОС-ПП |
|
Из |
формул |
(10.15) |
и (10.16) |
следует, что вероятность вста |
вок |
комбинаций, как правило, больше вероятности' выпадений, |
|
так |
как 1 - Р с т > Я С т , a P{V/W) |
~P{WfV). |
Передача-
Прием
Передача ct/гна/юі
обратной 1 v | v | w | v I v I v | v cffpju
Проем сигналоб
oSpamnou сіази ГУT V IW [ v | v | v
Приемник
информации
Рис. 10.17.
Рассмотрим алгоритм функционирования системы РОС - ПП, обеспечивающий существенное уменьшение вероятностей вста вок. Пусть в качестве сигнала переспроса выбрана /г-элементная комбинация, отличающаяся от комбинаций, используемых для передачи информации. Поясним работу системы РОС - ПП при использовании способа уменьшения вероятностей вставок с-по мощью-временной диаграммы, показанной на рис. 10.17. Пусть обнаружена ошибка в комбинации 2. Передатчик после получе ния сигнала переспроса перед началом повторения h комбина ций передает сигнал переспроса. На рис. 10.17 показано, что пе ред, повторной передачей комбинаций 2, 3, 4 передается сигнал переспроса W. Приемник при получении сигнала переопроса