Основные способы контроля передачи информации

В системах передачи информации из-за воздействия различных факторов (в первую очередь помех, действующих в канале связи) прием сообщений происходит с ошибками, т. е. вместо, например, символа «1» принимается символ «0», и наоборот. В то же время к современным системам передачи данных предъявляются высокие требования по верности передачи информации.

Для достижения требуемой верности передачи информации применяют специальные методы, основанные на введении избыточности в передаваемый сигнал.

Поскольку практические возможности увеличения избыточности за счет мощности и ширины спектра сигнала в системах передачи дискретной информации по стандартным каналам резко ограничены, то основное развитие получили методы повышения верности приема, основанные на увеличении времени передачи. Эти методы реализуются системами без обратной связи и системами с обратной связью. В системах без обратной связи (однонаправленных системах) для повышения верности приема используются следующие основные способы:

1.1 многократная передача кодовых комбинаций;

1.2 одновременная передача кодовой комбинации по нескольким параллельно работающим каналам;

1.3 использование корректирующих кодов, т. е. кодов, исправляющих ошибки;

1.1. Многократная передача кодовых комбинаций

Многократное повторение кодовой комбинации является самым простым способом повышения достоверности и легко реализуется, особенно в низкоскоростных системах передачи информации. В этом случае за истинный сигнал принимают тот, который большее количество раз появлялся в многократно повторенной последовательности сигналов. Так, если при пятикратном повторении символа «1» получена последовательность 11010, то принимается решение в пользу символа «1». Существенным недостатком такого способа является большое увеличение времени передачи и, следовательно, такое же уменьшение скорости. Если кодовая комбинация повторяется n раз, то скорость снижается в n раз.

1.2. Одновременная передача по параллельно работающим каналам

Способ передачи одной и той же информации по нескольким параллельным каналам связи аналогичен способу многократного повторения. При приеме может быть использован мажоритарный принцип (голосование). В этом случае необходимо иметь не менее трех каналов связи, которые нужно выбирать таким образом, чтобы ошибки в них были независимы. При двух параллельно работающих каналах в передаваемую информацию можно вводить избыточность, позволяющую обнаруживать ошибки. При обнаружении ошибки в одном канале информация может браться из другого канала.

1.3. Использование корректирующих кодов

Более эффективным способом повышения верности приема является использование корректирующих кодов, исправляющих ошибки. При этом в кодовые комбинации вводится постоянная, заранее рассчитанная избыточность (дополнительные элементы, сформированные по известным правилам). Структура кода и его исправляющие возможности рассчитываются для некоторого идеализированного канала с известной статистикой ошибок. Однако свойства реального канала непостоянны и могут резко отличаться от выбранной модели. При этом могут быть ситуации, когда ошибки в канале отсутствуют и дополнительные избыточные разряды вообще не нужны, а также ситуации, когда введенной избыточности оказывается недостаточно для исправления всех ошибок.

В этом случае повысить верность передачи без существенного снижения пропускной способности можно, вводя переменную избыточность в сообщение в зависимости от состояния канала. Такие системы являются адаптивными, т. е. приспосабливающимися к условиям канала. Для их построения нужно уметь оценивать на приеме статистику ошибок в канале и передавать эти данные на передающую станцию. Таким образом, необходимо иметь дополнительный обратный канал от приемника к передающей станции и поэтому вся система связи оказывается системой с обратной связью.

1.4. Системы передачи данных с обратной связью

Системы передачи данных с обратной связью делятся на три большие группы: системы с решающей обратной связью (РОС), системы с информационной обратной связью (ИОС) и системы с комбинированной обратной связью (КОС). Характерной особенностью используемых на практике подобных систем является повторение переданной кодовой комбинации в случае обнаружения ошибки.

В системах с РОС передаваемое сообщение кодируется обнаруживающим ошибки кодом, на приемной стороне проверяется наличие искажений в кодовой комбинации. Если ошибки обнаружены, то по обратному каналу посылается сигнал переспроса. Получая этот сигнал, передатчик повторяет переданную комбинацию. В случае отсутствия сигнала «переспрос» по обратному каналу можно передавать полезную информацию в сторону передающей станции.

В системах с ИОС решение о наличии ошибок (или ее отсутствии) принимает передающая станция. Приемник по обратному каналу передает либо принятую кодовую комбинацию, либо специальные сигналы, имеющие меньший объем, чем информационные, но характеризующие качество приема принятой полезной информации. Эти сведения называются квитанциями. Таким образом, в системах с ИОС по обратному каналу передается либо вся полезная информация, либо информация о ее отличительных признаках. Решение о правильности принятой комбинации принимает передающая станция. Таким образом, специальное кодирование сообщений для обнаружения ошибок в системах с ИОС можно не использовать, а переданные и принятые по каналу обратной связи сообщения можно сравнивать.

Системы с КОС представляют собой сочетание информационной и решающей обратных связей. В таких системах решение о выдаче информации абоненту или о повторной передаче может приниматься и в приемнике, и в передатчике, а канал обратной связи может использоваться для передачи как квитанций, так и решений о неправильно принятой кодовой комбинации. Системы с КОС обладают высокой помехоустойчивостью.

В общем случае во всех системах с ОС для повышения верности приема обычно используются корректирующие коды.

Дата добавления: 2014-01-04