19.3. Системы с обратной сзязью

Характерной особенностью мето­дов повторной передачи и использо­вания корректирующих кодов явля­ется то, что вносимая избыточность остается постоянной для каждого конкретного случая в зависимости от выбранного кода или количества повторных передач. Избыточность рассчитывается лишь на какие-то вполне определенные условия про­хождения сигналов, при которых обеспечивается достаточная степень уменьшения ошибок. Если этот расчет ориентировать на какое-либо среднее состояние канала, то в перио­ды помехоактивности (появление пакетов ошибок) число необнару­женных и неисправленных ошибок может значительно превысить допу­стимое значение.

Если же ориентироваться на наи­худшее состояние канала, то вве­денная избыточность будет не всегда оправдана, что приведет к значитель­ному снижению эффективности си-

Наиболее рациональным и жела­тельным следует признать случай, когда вводимая избыточность может изменяться в зависимости от интен­сивности помех в канале. Такая возможность появляется тогда, когда передатчик получает сведения о каче­стве приема сигналов по обратному каналу. Системы, использующие об­ратный канал для этих целей, получили название систем с об­ратной связью.В зависимости от вида сигналов, передаваемых по обратному каналу, различают'систе­мы с информационной об­ратной связью (ИОС) и сис­темы с решающей обратной связью (РОС).

Рассмотрим структурную схему системы ИОС (рис. 19.6). Информа­ция передается блоками одинаковой длины. Блок информации от источни­ка сообщения ИС попадает в пере­датчик, где кодируется с помощью кодирующего устройства КУ и одно­временно с передачей через устрой­ство преобразования сигналов УПСП в прямой канал связи ПКС запомина­ется в ЗУI.

Принятый блок информации не выдается получателю сообщения ПС, а хранится в ЗУ2 до принятия решения о его правильности и одно­временно отправляется по обратному каналу связи ОКС на станцию передачи, где и сравнивается в СрУ с ранее переданной и хранящейся в ЗУ1 информацией. Если сравнение дало положительный результат (ошибок нет), то через управляющее устройство УУ в ИС подается коман­да о выдаче очередного блока. Блок инсЬоомаиии. оанее записанный в

ЗУ1, стирается, и операции по передаче и проверке очередного блока повторяются. Прием следую­щего блока служит сигналом к выда­че предыдущего блока из ЗУ2 в деко­дирующее устройство ДУ и далее получателю сообщения ПС.

Если при сравнении обнаружена ошибка, то сигналом из УУ блокиру­ется И С, в прямой канал связи от датчика сигнала стирания ДСС посылается сигнал Стирание и вслед за ним из ЗУ1 — повторно тот же блок информации. Обнаруженный анализатором сигнала стирания АСС сигнал Стирание очищает ЗУ2 от ошибочно принятого блока, и при­емник посылает по ОКС тот же блок передатчику, где проверка правиль­ности приема повторяется.

Таким образом, в системах с ИОС по обратному каналу связи переда­ются те же блоки информации, что и по прямому каналу связи, а реше­ние о необходимости повторения ранее переданного блока принима­ется в передатчике. Эти системы из-за необходимости применения обрат­ного канала с такой же пропускной способностью, что и прямой канал, а также из-за сравнительно низкой скорости передачи полезной инфор­мации нашли ограниченное примене­ние.

Структурная схема системы с РОС приведена на рис. 19.7. Наи­большее распространение получили системы с решающей обратной связью и ожиданием сигнала реше-

ния РОС-ОЖ- В них передача очередного блока в ПКС произво­дится лишь после получения сигнала решения от противоположной стан­ции по ОКС.

Блок информации от ИС поступа­ет в передатчик, где кодируется КУ и передается через УПСП в прямой канал связи с одновременным запо­минанием в ЗУ1. После этого передающая станция переходит в ре­жим ожидания сигнала решения. При кодировании используется ка­кой-либо корректирующий код (цик­лический, матричный, с постоянным весом и др.). Приемник, получив очередной блок информации, декоди­рует его в ДУ, запоминает в ЗУ2 и осуществляет анализ правильности приема в устройстве обнаружения ошибок УОО.

Если ошибок не обнаружено, то принятый блок из ЗУ2 выдается получателю сообщения ПС и датчи­ком сигнала решения ДСР формиру­ется сигнал подтверждения правильности приема, который посы­лается по обратному каналу связи на станцию передачи. Передатчик, полу­чив сигнал подтверждения и проана­лизировав его с помощью анализато­ра сигнала решения АСР, через управляющее устройство УУ посыла­ет сигнал ИС продолжать передачу, а хранимый в ЗУ1 блок информации стирается. С очередным блоком все операции повторяются.

Если ошибка в принятом блоке обнаружена, 'то в ЗУ2 он стирается

без выдачи получателю сообщения, а в ДСР формируется сигнал запроса, который и посылается по каналу обратной связи. Этот сигнал анализируется в АСР передатчика, и через УУ выдается команда о прекращении выдачи очередного блока от ИС и посылке из ЗУ1 по­вторно того же блока информации. Операции с ним на приемной стороне повторяются.

Таким образом, в системах с РОС по каналу обратной связи переда­ются лишь сигналы решения (под­тверждение и запроса), поэтому его пропускная способность меньше, чем для прямого канала связи. Решение о повторной передаче блока принима­ет приемник.

Системы с ИОС и РОС строятся с ограниченным числом повторений, после чего включается аварийная сигнализация, требующая вмеша­тельства обслуживающего персона­ла. Вне зависимости от вида в систе­мах с обратной связью вносимая избыточность меняется за счет изменения числа повторных передач, которое определяется условиями прохождения сигналов. Следователь­но, системы с обратной связью являются адаптивными (динамиче­скими) системами, в которых темп передачи приводится в соответствие с фактическим состоянием канала связи.

Из рассмотренных методов повы­шения верности передачи наиболь­шее распространение находят систе­мы с обратной связью и корректирую­щие коды в режиме обнаружения или

исправления ошибок. Режим исправ­ления ошибок с применением коррек­тирующих кодов используется редко, лишь в случаях, когда организация обратного канала затруднена или требования к допустимой задержке в передаче при длинных связях слишком жестки. В большинстве случаев существующие и проектиру­емые системы передачи данных строятся на основе кодов с обнаруже­нием ошибок и применением обрат­ной связи для повторной передачи тех комбинаций, ошибки в которых обнаружены. В некоторых случаях оказывается целесообразным исправ­ление ошибок малой кратности в сочетании с обнаружением ошибок большей кратности. Для обнаруже­ния ошибок в основном используются циклические и итеративные (матрич­ные) коды из-за простоты аппара­турной и программной реализации кодеров и декодеров.