НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Теорія інформації та кодування
Лекція № 5.3
Технології передачі інформації із зворотним зв’язком. Порівняння систем передачі з ВЗЗ і систем передачі з використанням корегуючих кодів
2012
Вступ
В попередніх лекціях було розглянуто декілька типів завадостійких кодів, які, залежно від їх властивостей чи умов застосування, є здатними виявляти наявність спотворень та їх виправляти чи лише виявляти наявність спотворень.
Якщо
стан каналу дозволяє застосовувати
коди, які є здатними виявляти наявність
спотворень та їх виправляти, то
застосування таких кодів часто не
викликає проблем. Однак 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
стає помітно низькою.
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.
В таких випадках слід застосовувати інші способи організації зв’язку та інші коди, тобто коди, які є здатними лише виявляти факт наявності спотворень.
Лекція № 5.2 − “Технології передачі інформації із зворотним зв’язком. Порівняння систем передачі з ВЗЗ і систем передачі з використанням корегуючих кодів”. 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
1Методи захисту від спотворень з використанням передачі зі зворотним зв’язком
Сутність методів захисту від спотворень з використанням передачі зі зворотним зв’язком полягає в тому, щоби деяким чином виявити наявність чи відсутність спотворень в переданій інформації і, опираючись на ці знання прийняти рішення щодо повторної, можливо багаторазової, передачі усієї інформації чи лише її спотвореної частини. Для цього, зрозуміло, потрібен зв’язок не лише від передавача до приймача, а від приймача до передавача.
Системи передачі із зворотнім зв’язком діляться на системи з інформаційним зворотним зв’язком (ВЗЗ) і системи з вирішуючим зворотним зв’язком.
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.
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).
2Спд з очікуванням (стартостопний метод передачі)
Згідно з процедурою ВЗЗ з очікуванням (стартостопний метод передачі) без підтвердження може бути передано лише один кадр. Після передачі наступного кадру передаюча сторона очікує підтвердження. Якщо поступає від’ємне підтвердження або настає перевищення часу тайм-ауту, кадр передається повторно. Кадр знищується (стирається) із накопичувача передавача лише після отримання позитивного підтвердження. Часова діаграма роботи процедури ВЗЗ типа ВЗЗ ОЧ відображена на рис. 1.
Передача кадрів згідно з процедурою оч
Дану процедуру зручно використовувати при напівдуплексному зв’язку, коли передача сторін чергується. Однак вона неефективна у випадку організації повнодуплексного зв’язку, особливо, якщо час розповсюдження сигналу в каналі значно більше часу передачі кадру, що є типовим для супутникових і ряду інших каналів.
3Послідовний (потоковий) метод передачі
В цьому випадку кадри передаються безперервно без очікування підтвердження приймання визначеної кількості кадрів − блоку (вікна). При отриманні негативного підтвердження або по закінченню установленого часу очікування непідтверджений і усі наступні кадри передаються повторно. Приклад такій передачі за процедурою ПМП представлено на рис. 2.
