Помехозашищенное кодирование

Первый уровень избыточности вводится на уровне передаваемых символов (8 бит), слов, размер которых может быть 16, 32, 64 бита, в зависимости от «ширины» линии передачи данных. Например, для этого в состав символа, для кодирования которого используется 8 бит (256 возможных значений) добавляется дополнительный «контрольный» разряд. Этот избыточный бит не создает новых символов, но его значение устанавливается, например, так, чтобы сумма единиц в передаваемом коде была всегда четная.

Другими словами, складывая биты принятого символа по модулю 2 с учетом контрольного разряда, принимающая сторона должна всегда получать 0. При этом способе избыточного кодирования передавая код 01001101 мы должны добавить контрольный разряд равный 0, а для кода 11101100 контрольный разряд должен быть равным 1.

Такая система избыточного кодирования позволяет обнаружить неверно переданный символ, если в его коде произошла одна ошибка (пропуск - замена 1 на 0 или ложное срабатывание — замена 0 на 1).

Как правило, подобного контроля достаточно для фиксации ошибки при приеме. Далее можно запросить источник данных повторить неверно принятый символ. Однако в системах реального времени, порой невозможно прервать прием. Связь устанавливается на большие расстояния и у нас нет возможности ждать реакции приемника а каждый переданный символ.

Передающая сторона вынуждена непрерывно передавать пакет данных, надеясь, что ее верно поймут на стороне приема. В лучшем случае она может подождать реакции в конце передачи и, в крайнем случае, повторить весь пакет заново. Тогда бывает желательно не только обнаружить факт наличия ошибки в сообщении, но и постараться исправить его.

Для одиночных ошибок для этого достаточно применить похожий прием добавления контрольного разряда и передать в конце сообщения контрольный байт (слово, значение контрольной суммы), разряды которого сформированы по тому же принципу, что и контрольный разряд символа.

Таблица 4(а) Пример сообщения из 5 байт

Разряды:									к.р.
0 байт
1 байт
2 байт
3 байб
4 байт
Контр.байт

В таблице 4(а) приведен пример кодирования по указанной схеме сообщения из пяти байт, контрольный разряд каждого из которых формируется по ранее упомянутому алгоритму. Для контроля передачи к сообщению добавлен 6-ой контрольный байт, значащие разряды которого дополняют соответствующие разряды переданного сообщения до четного количества единиц (в колонках).

При одиночной ошибке (таблица 4(б)) четвертого бита в первом байте мы легко установим, что байт был принят неверно. Количество единичных разрядов в нем оказалось при приеме нечетным (7). Но мы не знаем какой разряд был искажен.

Таблица 4(б) Пример сообщения с ошибкой

Разряды:									к.р.
0 байт
1 байт
2 байт
3 байб
4 байт
Контр.байт

Это может быть любой из информационных разрядов. А может мы неверно приняли контрольный разряд байта? Выяснить это удастся только после приема контрольной суммы всего сообщения. Сам байт контрольной суммы дополнен контрольным разрядом и принят правильно (содержит 6 единиц). А при расчете контрольной суммы по колонкам (разрядам) сообщения мы поймем, что в 4-м разряде в контрольной сумме допущена ошибка.

Таким образом установлено, что при приеме первого байта сообщения четвертый разряд был искажен. Мы получили 1, а должны были получить 0.

Конечно таким образом могут быть обнаружены и исправлены только единичные ошибки в сообщениях. Для более ненадежных линий связи приходится применять избыточные коды с более сложными алгоритмами обнаружения и устранения ошибок. Кроме того, надо помнить и соблюдать правила взаимодействия с партнерами. То есть строго выполнять те соглашения о связи, которые оформляются в протоколах обмена.

Дата добавления: 2014-12-26