Методи захисту від спотворень з використанням передачі зі зворотним зв’язком

Захист від спотворень з використанням передачі зі зворотним зв’язком

Теорія інформації

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Лекція № 1.5

Вступ

Існують випадки, коли, застосування згаданих кодів є неможливим чи недоцільним. Одним із таких випадків є випадок такого стану каналу, коли кількість спотворень є настільки незначною, що використання кодів із корекцією спотворень та, відповідно, значною надлишковістю є недоречним. Це пов’язано із тим, що при великій надлишковості відносна швидкість коду помітно знижується.

Другим є випадок такого стану каналу, коли кількість спотворень суттєво перевищує можливості будь-якого із корегуючих кодів, а застосування перемежування значної глибини є, з тих чи інших міркувань, недоречним.

Лекція № 1.5 − “Захист від спотворень з використанням передачі зі зворотним зв’язком”.

В лекції будуть розглянуті наступні учбові питання:

1. Методи захисту від спотворень з використанням передачі зі зворотним зв’язком. 3

2. СПД з очікуванням (стартостопний метод передачі) 5

3. Послідовний (потоковий) метод передачі 6

4. СПД з ВЗЗ з адресним перезапитом комбінацій (вибіркова передача) 7

5. Порівняння систем передачі даних із ВЗЗ і систем передачі з використанням корегуючих кодів по відносній швидкості передачі 8

5.1. Відносна швидкість в процедурах обміну інформацією з використанням ЗКК.. 8

5.2. Відносна швидкість при використанні ВЗЗ із очікуванням. 9

5.3. Відносна швидкість при використанні ВЗЗ з безперервною передачею.. 11

5.4. Відносна швидкість при використанні ВЗЗ з адресним перезапитом. 12

Системи передачі із зворотнім зв’язком діляться на системи з вирішуючим зворотним зв’язком (ВЗЗ) і системи з інформаційним зворотним зв’язком.

У системах з інформаційним зворотним зв’язком передача інформації здійснюється без завадостійкого кодування.

На підставі цієї інформації передаючий пристрій може вносити ті або інші зміни в процес передачі кадру:

повторити помилково прийняті відрізки кадру;

змінити вживаний код (передавши попередньо відповідний умовний сигнал і переконавшись в тому, що він прийнятий);

припинити передачу при поганому стані каналу до його поліпшення.

Особливістю систем з вирішуючим зворотним зв’язком (інакше: систем з перезапитом) є те, що рішення щодо необхідності повторної передачі інформацію (кадр, пакету) приймає приймач. Тут обов’язково застосовується завадостійке кодування, з допомогою якого на приймальній станції здійснюється перевірка інформації, що приймається.

Обидві розглянуті системи забезпечують практично однакову достовірність, однак в системах з вирішальним зворотним зв’язком пропускна знатність каналів використовується ефективніше, тому вони набули більшого поширення.

Найбільш поширені системи з ВЗЗ при використанні одночасно з виявленням спотворень. Такі системи часто називають системами з перезапитом, або з автоматичним запитом спотворень (АЗВ - ARQ, Automatic Repeat request).

Існує два види підтвердження про прийом: позитивне (V - АСК) і негативне (W - NACK або NAK). Але у будь-якому випадку для запобігання перевантажень повинні застосовуватися перерви. Передаюча сторона, що не одержала відповіді (АСК або NACK) протягом заданого проміжку часу після передачі, повторює відповідний кадр. Щоби організувати процедуру перерв, кадри повинні зберігатися в накопичувачі передаючої сторони до отримання підтвердження правильності передачі.

Існують три основні способи обробки відповідей на позитивні і негативні підтвердження:

1. Стартостопний, або передача з зупинкою і очікуванням - ВЗЗ з очікуванням (СМП, ВЗЗ - ОЧ), який часто називають блочним методом передачі.

2. ВЗЗ з послідовною передачею кадрів, пакетів, комірок, який називають також ВЗЗ - ПП, потоковим методом передачі (ВЗЗ - ПП, ПМП).

3. Метод вибіркового (селективного) повтору або ВЗЗ з адресним перезапитом (МВП, ВЗЗ - АП).

2. СПД з очікуванням (стартостопний метод передачі)

Дані передаються від вузла А до вузла В по прямому каналу. Наприклад, у блоці із семи кадрів на приймальному пункті (вузол В) в другому кадрі знайдені спотворення, і сигнал про це (NAСK – W2) по зворотному каналу передається у вузол А (рис. 1). На цьому рисунку відображена часова діаграма роботи процедури ВЗЗ типа ВЗЗ - ОЧ. Тут потреби в буферному ЗП для збереження переданих кадрів немає.

Рис. 1. Передача кадрів згідно з процедурою ОЧ