1.4 Алгоритмы работы адаптивных систем передачи данных с иос и с рос

1.4.1 Общий алгоритм работы системы пд с иос

Блок-схема. В адаптивной системе ПД с ИОС (рис. 1.11) сообщения от источника ИС поступает через коммутатор К1 в кодирующее устройство КУ. В зависимости от способа кодирования КУ может преобразовывать простой код в помехоустойчивый или параллельный код – в последо­вательный. С выхода КУ сигналы одновременно подаются в пере­датчик Г1, буферный накопитель БН1 и в сравнивающее устройство СУ. На другой вход СУ с приемника П1 поступают сигналы, пере­данные по обратному каналу. В СУ проверяется соответствие пе­реданной кодограммы ее квитанции, и при их совпадении выдает­ся команда “подтверждение” на передачу следующей кодограммы; при несовпадении выдается команда “запрос”. По этой команде прекращается поступление сообщений от источника, датчик ДС1 сигналов отрицания формирует сигнал стирания, посылаемый в линию связи, а ко входу КУ подключается накопитель БН1, чем обес­печивается повторная передача кодограмм, принятых с ошибкой.

На ст. В сигналы с выхода приемника П2 поступают в накопитель БН2 и одновременно в анализатор ошибок АО. При отсут­ствии ошибок анализатор АО выдает команду “подтверждение”, и сигна­лы из накопителя БН2 поступают в накопитель БН3 и одновременно в анализатор сигналов стирания АС и через коммутатор К2 на вход передатчика Г2 обратного канала. Если принятая кодограмма не является сигналом , то из накопителя БН3 информация выдается получателю сообщения ПС, в противном случае АС выдает сигнал сти­рания, очищающий накопитель БН3. Если принятая кодограмма искажена, то анализатор АО выдает сигнал “запрос”, стирающий информацию в накопителе БН2; одновременно датчик ДС2 формирует сигнал отрицания, посылаемый по обратному каналу.

Рисунок 1.11 – Система связи с ИОС

Схема на рис. 1.11 соответствует системе ПД с помехоустойчивым кодом, обнаруживающим ошибки.

При использовании простого кода схема упрощается, но надежность связи ухудшается, так как из-за отсутствия анали­затора АО вероятность трансформации сигнала в рабочую кодограмму становится такой же, как и для искаженных кодовых комбинаций, что увеличивает число ошибок.

Алгоритм работы. Алгоритм работы систем ПО с ИОС с безадресным повторением кодограмм при позначной проверке следующий:

– при совпадении переданной кодограммы с ее квитанцией по прямому каналу посылается очередная кодограмма;

– при несовпадении кодограммы с квитанцией по прямому каналу посылается сигнал отрицания и вслед за ним повторяется ранее переданная кодограмма; на приемной стороне кодограмма, предшествующая сигналу, и сам сигналстираются;

– если в обратном канале вместо квитанции кодограммы принят сигнал , то по прямому каналу сигналне передается, а по­сылаются две предыдущие кодограммы; при этом на приемной сторо­не сигнали предшествующая ему кодограмма стираются;

– если вместо квитанции сигнала принята кодовая комбина­ция, то по прямому каналу посылаются подряд два сигнала, а затем кодограмма, предшествующая, при этом на приемной стороне стираются две пары сигналов: первый сигнали комбина­циявторой сигнали искаженная комбинацияпредшествую­щаяи вызвавшая посылку сигнала, трансформировавшегося в.

Эти случаи иллюстрируются на рис. 1.12, где учитываются время распространения сигналов , время обработки и формирования сигналов, а также время, выбираемое из условия, чтобы время запоминания кодограмм в накопителе было кратно их длительности(емкость накопителя равнялась целому числу знаков).

Рисунок 1.12 – Временная диаграмма работы системы ПД с ИОС

Из рис. 1.12, в частности, видно, что при данной протяжен­ности линии связи (времени ) искажениекодограммы № 2 об­наруживается на ст. А лишь после передачи кодограммы № 5, после чего посылаются сигнали группа изпредшествующих кодограмм. После обнаружения ошибки на ст. А продолжа­ют поступать квитанции ранее переданных кодограмм, часть из ко­торых также может быть искажена (кодограмма № 4 трансформиро­валась в). Однако вторичной посылки сигналапри этом не требуется, так как все эти кодограммы повторяются. На ст. В сигналипредшествующих кодограмм стираются (на рисунке заштрихованы). При трансформации кодограммы № 7 в сигналпос­ле обнаружения ошибки передача в прямом канале начнется о ко­дограммы № 3. Однако при этом возникнет ошибка, так каккодограмм (№ 8, 9 и 10) будут зарегистрированы дважды. С увели­чением длины линии связи число таких ошибок возрастает, а их устранение сопряжено со значительным усложнением системы. При трансформации сигналав комбинациюстираютсяра­бочих кодограмм. Если при передаче пары сигналовисказится хотя бы один из них, то после обнаружения этого события необ­ходимо послать подряд три сигналаи стереть в приемном на­копителерабочих кодограммы и т.д.

Анализ временных диаграмм вскрывает две существенные осо­бенности систем ИОС:

– искажение квитанции вызывает неоправданные повторения сиг­налов в прямом канале, хотя ст. В приняла их правильно, по­этому должны быть осуществлены меры к защите обратного канала от помех;

– искажения сигнала приводят к стиранию больших массивов информации в приемном накопителе, что заставляет увеличивать их емкость и усложняет систему, поэтому сигналдолжен быть помехозащищенным.

Граф системы. Рассмотрим систему ПД с ИОС с позначной проверкой комбинаций простого кода. При этом будем полагать, что запазды­вание сигналов пренебрежительно мало, а в качестве сигнала используется одна изкодограмм.

На рис. 1.13 изображена схема вероятностных переходов в си­стеме связи.

С информационно-логической точки зрения, в схеме удобно выделить три участка:

– источник информации ст. А вместе с анализирующим и командным устройством; ветви этого участка схемы показаны на рисунке жирными линиями и определяются согласно алгоритму ра­боты системы переходными вероятностями ;

– прямой и обратный каналы; ветви этого участка схемы обо­значены соответственно сплошными тонкими и штриховыми линиями, а их направленность определяется матрицей переходных вероятно­стей системы;

– приемопередатчик ст. В; ветви этого участка схемы согласно логике работы системы, определяются значениями пере­ходных вероятностей и.

Рисунок 1.13 – Схема вероятностных переходов системы ПД с ИОС

Из схемы видно, что кодограмма , переданная со ст. А в первом цикле работы системы, может быть принята на ст. В в виде кодограммыс вероятностьюили трансформироваться в сигналыис вероятностямии. После посылки кви­танции на ст. А могут быть приняты сигналы,,ис соответствующими переходными вероятностями. Если принята ко­дограмма, то, согласно алгоритму работы системы, с вероятностьюпередается очередная кодограмма. При приеме вместо квитанциисигналовилис вероятностьюсначала посылается сигнал, а затем с вероятностьюпо­вторяется кодограмма. Если вместо квитанциипринят сигнал, то с вероятностьювновь посылается кодограмма, а затем с вероятностью– кодограмма. При приеме вмес­то квитанциисигнала(второй цикл работы) с вероятностьюпосылается сигнал, затем с вероятностью– вновь сигнал, и с вероятностями– кодограммы,и т. д.

Схема (см. рис. 1.13) может быть упрощена, если рассматривать логические состояния системы в каждый данный момент времени. Таких логических состояний три, и вместе с вет­вями переходов они образуют граф системы, показанный на рис. 1.14.

Рисунок 1.14 – Граф системы ПД с ИОС

1-е состояние: ст. А передает очередные кодограммы. Усло­вием этого режима работы является безошибочный прием квитанции. Вероятность того, что система останется в этом состоянии (узле графа),

.

Как видно из рис. 1.13, квитанции, принимаемые ст. А, не всегда совпадают с кодограммами, принимаемыми ст. В. При определенных комбинациях вероятностных переходов ошибки отсутствуют или исправляются системой, при других комбинациях вероятностных переходов возникают неисправляемые ошибки, число которых указано в кружках. Полная вероятность ошибки при нахождении системы в узле 1 графа

.

2-е состояние: ст. А передает сигнал . Это со­стояние появляется при транс­формации кодограммывили. Вероятность перехода из узла 1 в узел 2

;

при этом полная вероятность ошибки

.

Находясь в узле 2, система может остаться в нем и повто­рить сигнал (вместо квитанциина ст. А получен сиг­нал) или вернуться в узел 1 (квитанцияне искажена). Ве­роятность сохранения состояния 2 и полная вероятность ошибки при этом

; .

Вероятность перехода из узла 2 в узел 1 и полная вероят­ность ошибки составляют

; .

3-е состояние: ст. А после кодограммы передает пре­дыдущие кодограммы. Это состояние наступает при приеме сигна­лавместо квитанции рабочей кодограммы. Вероятность перехо­да системы в узел 3 и полная вероятность ошибки при этом будут

; .

Вероятность возвращения системы из узла 5 в узел I и полная вероятность ошибки при этом составляют:

; .

Вероятность сохранения состояния 5 и полная вероятность ошибки

; .

Нетрудно видеть, что вероятности перехода .

Анализ графа показывает, что большинство неисправляемых ошибок обусловлено взаимной трансформацией рабочих кодограмм и сигналов . Поэтому необходимо предусматривать меры для уменьшения вероятности такой трансформации.