Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте (2003) (1186258), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Дело в том, что названные методы помехозашиты систем передачи информации оказываются не гибкими. Они проектируются для фиксированных, заранее определенных условий работы. Скорее всего — самых тяжелых, наихудших. Но на практике помеховая обстановка в среле, гле работают системы, может меняться. Соответственно могут меняться и требования к помехозашите: 475 !9.3. Обратная связь лля адаптации к помеховой обстановке при меньшей интенсивности помех можно обойтись меньшей избыточностью и, соответственно, обеспечить более высокую скорость передачи информации.
Но для такой адаптации скорости передачи информации к изменяюшимся помеховым условиям необходимо иметь обратный канал перелачи данных от приемника к передатчику. Системы, используюшие такой канал, называются системами передачи информации с обратной связью. Обычно используют три основных варианта осушествления обратной связи по передаваемой информации.
При первом способе сообшение, принятое и запомненное получателем, ретранслируется источнику информации по обратному каналу. Переданное и ретранслированное сообшения сравниваются. Если ошибки при передаче не случилось, переданное сообщение совпалает с принятым по обратному каналу, передатчик формирует сигнал подтверждения правильности полученных данных. В случае несоответствия сообшения, принятого по каналу обратной связи, тому, которое ранее было передано по прямому каналу, передатчик фиксирует ошибку и формирует специальный сигнал стирания ланных в памяти приемного устройства.
После стирания перелача сообшения повторяется вновь. И так до тех пор, пока не будет зафиксирован факт неискаженной передачи. Поскольку вся передаваемая информация ретранслируется по обратному каналу, подобная обратная связь называется информационной. Функциональная схема РСПИ с информационной обратной связью привелена на рис. 19.9. Обратный канал Рнс. /99. РотИсннфорлтанноннойтобратннойтсвнзьто Очевидно, что чем больше интенсивность помех в прямом и обратном каналах на рис.!9.9 и, соответственно, вероятность ошибки при передаче. тем больше следует ожилать повторных передач и тем больше информационная избыточность. 476 Глава !9. Помехозащита радяосистел~ передачи информации Другой 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 привелена на рис. !9.!О. Обратный канал Рпс. /й И РСП7т' с реаанпаей обрптной связью Анализ принятой кодовой комбинации выполняется декодируюшим 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 перелачу. 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 блока. Таким образом решение о правильности принятого сообщения выносится в точке приема (отсюда название «решающая обратная связь»). Иное название систем с решающей обратной связью — системы с переспросом.
Очевидно, что при использовании решающей обратной связи по обратному каналу передается всего одна двоичная единица информации на каждый информационный блок в прямом канале. Третий метод использует одновременно принципы как информационной, так и решающей обратной связи. Это комбинированная корректирующая обратная связь в системах передачи информации. Например, при решении об ошибки передачи сообщения по обратному каналу 477 19.3. Обратная связь дяя адаптации к помеховой обстановке посылается квитанция-подтверждение, как при решаюшей обратной связи.
Если приемник выносит решение о правильном приеме, по обратному каналу ретранслируется все принятое сообщение. При этом появляется возможность для устранения трансформации на приеме одной разрешенной кодовой комбинации в другую разрешенную, но, тем не менее, отличающуюся от переланной. При любом способе осуществления проверочной обратной связи повторная передача сообщения может происходить, вообще говоря, неограниченное число раз до тех пор, пока не будет принято решение о достоверности принятого сообшения. Но практически максимально возможное число повторений гп,вв всегда ограничивается некоторой величиной, определяемой максимально допустимой задержкой при передаче, т.е. минимально допустимой скоростью передачи информации.
При анализе эффективности цифровых радиосистем передачи информации с проверочной обратной связью вычисляют остаточную вероятность Р, 120), т.е. вероятность тех ошибок, которые не обнаруживаются н не исправляются в результате г<го,в„сеансов повторной передачи. Значения Р, и гп,в„зависят от свойств как прямого н обратного каналов РСПИ, так и от характеристик действуюших в этих каналах помех Процесс передачи сообщения можно представить как последовательность отдельных циклов.
Каждый цикл включает в себя перелачу блока информации по прямому каналу и передачу соответствуюшего сообшения по каналу обратной связи. В момент окончания каждого цикла возможны следующие три ситуации: ошибки в прямом канале отсутствуют и блок информации принят правильно с вероятностью Рп случается не обнаруживаемая ошибка с вероятностью Рн;, случается ошибка, которая обнаруживается за счет избыточности кола с вероятностью Р . В последнем случае производится повторная перелача сообшения по прямому каналу.
Перечисленные ситуации составляют полную группу случайных событий, поэтому (19. 38) Рпрвв~ Рно+ Роо В результате однократной передачи остаточная (необнаруженная) ошибка будет происходить с вероятностью (19.38) (19.39) Рост! Рно 1 Рпрвв 478 Глава 19. Помехозащита радиосистем передачи информации Если при первой передаче ошибка обнаруживается (с вероятностью Р„), цикл повторяется и опять возможны три исхода. Остаточная вероятность ошибки после повтора составит, очевидно, (19.40) ко ы( пр ° ) В результате г+1 кратной передачи, когла ошибка обнаруживается г раз, остаточная вероятность ошибки составит Р„„Р" , где Р;, — это вероятность появления обнаруживаемой ошибки в предылуших циклах передачи. При неограниченном числе повторений, когда г-э~, Р =Р +Р Р -гРз Р ~...=Р (1аР.+Рз +, ) (19,41) В скобках (19.4!) заключена сумма бесконечной геометрической п ог ессии: р р (19.42) Как вилно, вероятность остаточной ошибки зависит не только от вероятности Р„„но и от вероятности Р .
При высокой вероятности обнаружения ошибок Є— ь1, вероятность остаточной ошибки может существенно превосходить Р„,. Среднее число передач одного и того же сообщения можно определить (") = кгРЯ=Х "Р (1 Р )= (!9.43) гм и 1 'со где Р(г) = Р' ' (1 — Р ) — вероятность г-кратной передачи сообщения, вычисляемая в предположении о том, что в каждом из г — 1 предыдуших циклов передачи обнаруживается ошибка, а в цикле с номером г обнаружения ошибки не происходит. Как следует из (!9.42), 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 уменьшает скорость передачи информации при ухудшении помеховой обстановки в среде распространения сигнала. Стойкость цифровой радиолинии с информационной обратной связью к помехам легче всего оценить, предполагая, что лля перелачи сообщений используется безызбыточный кол.
Такое предположение 479 !9яь Обратная связь лля аааптавии к помеховой обстановке совершенно естественно, поскольку достоверность передачи сообшений в ралиосистеме с информационной обратной связью опрелеляется не корректируюшей способностью кола, а числом повторений. Можно также прелположить, что ошибки в прямом и в обратном канале статистически независимы. Это действительно так: поскольку сообшения в прямом и в обратном канале не должны влиять друг на друга, постольку независимыми друг от лруга будуг и помехи в этих каналах.
Статистически независимыми предполагаются и искажения отдельных символов передаваемых сообщений (ошибки при передаче не группируются в пакеты). Если даже помехи таковы, что могут воздействовать на группы соседних символов и вызывать пакеты ошибок, то для борьбы с ними приняты специальные меры. Например, символы передаваемого сообшения перемешаны по известному на приемной стороне закону. При восстановлении нв приеме естественного порядка следования символов пакеты ошибок разравниваются по всей ллине сообшения. При безызбыточном кодировании каждое сообщение содержит (г информационных символов и искажение любого из них приводит к ошибке и, как следствие, повторной передаче всего блока из )! символов. При этом не важно, где конкретно произошла ошибка в прямом или в обратном канале.
Необнаруживаемая ошибка соответствует такой комбинации искажений отдельных символов сообшения в прямом и обратном каналах РСПИ, при которых искажения взаимно компенсируются. Пример подобных ошибок — «зеркальные» ошибки, когда при передаче по обратному каналу искажаются те и только те символы, которые были искажены в прямом канале. Вероятность искажения одного символа в прямом канале Р,, а в обратном Р, . Причем эти вероятности достаточно малы, так что (тР, «! и (тР, сс !.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
