А.И. Куприянов - Основы защиты информации (1022813), страница 28
Текст из файла (страница 28)
бки, а также при использовании приема «в целом» сигналов ьшой базой — не единственный и, возможно, не самый лучспособ обеспечения помехоустойчивости. Дело в том, что "ванные методы помехозащиты систем передачи информации " зываются не гибкими. Они проектируются для фиксирован- ., заранее определенных условий работы (скорее всего, самых " елых, наихудших).
Но на практике помеховая обстановка в , де, где работают системы, может меняться. Соответственно гут меняться и требования к помехозащите: при меньшей ин'сивности помех можно обойтись меньшей избыточностью и печить более высокую скорость передачи информации. Но такой адаптации скорости передачи информации к изменя' имся помеховым условиям необходимо иметь обратный ка': передачи данных от приемника к передатчику.
Системы, ис" ьзующие такой канал, называются системами передачи инмации с обратной связью. Обычно используются три основ- способа осуществления обратной связи по передаваемой ин, рмации. ::'При первом способе сообщение, принятое и запомненное ателем, ретранслируется источнику информации по обрат'му каналу. Переданное и ретранслированное сообщения срав' аются. Если ошибки при передаче не случилось и переданное " емником сообщение совпадает с принятым по обратному ка': у, передатчик формирует сигнал подтверждения правильнос'полученных данных.
В случае несоответствия сообщения, приого по каналу обратной связи, тому, которое ранее было пеано по прямому каналу, передатчик фиксирует ошибку и фор'рует специальный сигнал стирания данных в памяти приемно- ',устройства. После стирания передача сообщения повторяется овь. И так до тех пор, пока не будет зафиксирован факт неиска::нной передачи.
Поскольку вся передаваемая информация рет'яслируется по обратному каналу, подобная обратная связь нается информационной. Функциональная схема РСПИ с ин' рмационной обратной связью приведена на рис. 5.9. Очевидно, что чем больше интенсивность помех в прямом и тном каналах (см. рис. 5.9) и соответственно вероятность ошиб- 131 Прямой Рис. 5.9.
РСПИ с информационной обратной связью ки при передаче, тем больше следует ожидать повторных передач и тем больше информационная избыточность. В т о р о й способ использования обратного канала — организация решающей обратной связи. В радиосистемах с решающей обратной связью проверка правильности приема сообщения и принятие решения о необходимости повторной передачи производятся на приемной стороне аппаратурой получателя информации. Функциональная схема такой радиосистемы приведена на рис. 5.10. Анализ принятой кодовой комбинации выполняется декодирующим устройством приемника. Естественно, что для реализации этой возможности применяется корректирующий код. В случае обнаружения ошибки принятое сообщение считается искаженным и по обратному каналу передается запрос на повторную передачу.
Если декодер не обнаруживает ошибок в принятой кодовой комбинации, по обратному каналу передается подтверждение правильности приема (квитанция). Получив квитанцию, удостоверяющую правильность приема, источник сообщений передает следующий блок информации. В противном случае он повторяет передачу предыдущего искаженного блока. Таким образом, Прямой Рис. 5.10. РСПИ с решающей обратной связью 132 шение о правильности принятого сообщения выносится в точприема (отсюда название «решающая обратная связь»).
Иное ванне систем с решающей обратной связью — системы с пепросом. Очевидно, что при использовании решающей обратой связи по обратному каналу передается всего одна двоичная "иница информации на каждый информационный блок в пря, ом канале. Т р е т и й способ использует одновременно принципы как инрмационной, так и решающей обратной связи.
Это комбини' ванная корректирующая обратная связь в системах передачи инрмации. Например, при решении об ошибки передачи сообще" я по обратному каналу посылается квитанция-подтверждение, ак при решающей обратной связи. Если приемник выносит ре': ение о правильном приеме, по обратному каналу ретранслиру:, ся все принятое сообщение.
При этом появляется возможность я устранения трансформации на приеме одной разрешенной довой комбинации в другую разрешенную, но, тем не менее, ' тличаюшуюся от переданной. При любом способе осуществления проверочной обратной связи вторная передача сообщения может происходить неограниченое число раз до тех пор, пока не будет принято решение о досторности принятого сообщения. Но практически максимально '' зможное число повторений г всегда ограничивается некотой величиной, определяемой максимально допустимой задерж. ой при передаче, т.е.
минимально допустимой скоростью пере, ачи информации. При анализе эффективности цифровых радиосистем передачи "нформации с проверочной обратной связью вычисляют оста- очную вероятность Р 1191, т.е. вероятность тех ошибок, кото' ые не обнаруживаются и не исправляются в результате г< г .еансов повторной передачи. Значения Р, и г зависят от'свойств к прямого, так и обратного каналов РСПИ и от характеристик ействующих в этих каналах помех. Процесс передачи сообщения можно представить как последо' ательность отдельных циклов. Каждый цикл включает в себя пе- едачу блока информации по прямому каналу и передачу соответующего сообщения по каналу обратной связи.
В момент окон; ания каждого цикла возможны следующие три ситуации: ошибки в прямом канале отсутствуют, и блок информации при" ят правильно с вероятностью Р случается необнаруживаемая ошибка с вероятностью Р„;, случается ошибка, которая обнаруживается за счет избьггочно'; ти кода с вероятностью Р„. В последнем случае производится : овторная передача сообщения по прямому каналу.
Перечисленные ситуации составляют полную группу случайых событий, поэтому 133 Рправ + Рн.о + Ро.о (5,31) В результате однократной передачи остаточная (необнаруженная) ошибка будет происходить с вероятностью (5.31) (5.32) Рост! Рн.о 1 Рправ. Если при первой передаче ошибка обнаруживается (с вероятностью Р,,), цикл повторяется и опять возможны три исхода. Остаточная вероятность ошибки после повтора составит, очевидно, Рост2 Ро.о(1 Рправ) = Ро.о(Ро.о+ Рн.о) = Ро.оРн.о+ Ро.о- (5.33) В результате г+ 1-кратной передачи, когда ошибка обнаруживается г раз, остаточная вероятность ошибки составит Р„,Р;„где Р;, — это вероятность появления обнаруживаемой ошибки в предыдущих циклах передачи.
При неограниченном числе повторений, когда г-~ ., Р, = Р„, + Р,,Р» о+ Р,',Р„, + ... = Р„,(1+ Р, + Р,', + ...). (5.34) В скобках выражения (5.34) заключена сумма бесконечной геометрической прогрессии: Р,= (5.35) Как видно, вероятность остаточной ошибки зависит не только от вероятности Р„„но и от вероятности Ров При высокой вероятности обнаружения ошибок Р;» \ вероятность остаточной ошибки может существенно превосходить Р„. Среднее число передач одного и того же сообщения можно определить соотношением 134 Ю~ 1 (г) =,~,гР(г) =~~ гРо',о (1 Ро.о) = — ~ (5.36) в ! в:1 Ро.о где Р(г) — вероятность г-кратной передачи сообщения, вычисляемая в предположении о том, что в каждом из г — 1 предыдущих циклов передачи с~бнаруживается ошибка, а в цикле с номером г обнаружения ошибки не происходит, Р(г) = Р," (1- Р„).
Как следует из (5.36), среднее число повторений при передаче сообщений по системе с корректирующей обратной связью зависит от вероятности Р„, с которой происходит обнаруживаемая ошибка. При уменьшении соотношения сигнал-шум увеличивается вероятность ошибки и, соответственно, монотонно растет Р, . Но при этом растет и среднее число повторений сообщения, т,е. система с корректирующей обратной связью автоматически умень- - ет скорость передачи информации при ухудшении помеховой тановки в среде распространения сигнала. ::.;:-- Стойкость цифровой радиолинии с информационной обрат'; й связью к помехам легче всего оценить, предполагая, что для ; редачи сообщений используется безызбыточный код.
Такое предожение совершенно естественно, поскольку достоверность пе' ачи сообщений в радиосистеме с информационной обратной 'грязью определяется не корректирующей способностью кода, а ' слом повторений. Можно также предположить, что ошибки в " ямом и в обратном каналах статистически независимы. Это дейительно так: поскольку сообщения в прямом и в обратном каах не должны влиять друг на друга, постольку независимыми уг от друга будут и помехи в этих каналах. Статистически незасимыми предполагаются и искажения отдельных символов пе' даваемых сообщений (ошибки при передаче не группируются в ": акеты). Если даже помехи таковы, что могут воздействовать на ,': уппы соседних символов и вызывать пакеты ошибок, то для орьбы с ними приняты специальные меры. Например, символы ' ередаваемого сообщения могут быть перемешаны по известному ' а приемной стороне закону.
При восстановлении на приеме ес" ственного порядка следования символов пакеты ошибок развниваются по всей длине сообщения. При безызбыточном кодировании каждое сообщение содержит .' информационных символов и искажение любого из них приво: ит к ошибке и, как следствие, повторной передаче всего блока .,йз /с символов. При этом не важно, где конкретно произошла ошиб:.",ю: в прямом или обратном канале. Необнаруживаемая ошибка ,.соответствует такой комбинации искажений отдельных символов =',.:сообщения в прямом и обратном каналах РСПИ, при которых ':искажения взаимно компенсируются. Пример подобных ошибок— :,:;озеркальные» ошибки, когда при передаче по обратному каналу 'искажаются те и только те символы, которые были искажены в ::прямом канале.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
