zpětnovazební systémy. Klasifikace systémů se zpětnou vazbou Komplexní systémy se zpětnou vazbou

Často existují případy, kdy lze informace přenášet nejen od jednoho korespondenta k druhému, ale také v opačném směru. Za takových podmínek je možné použít zpětný tok informací k výraznému zvýšení věrnosti zpráv přenášených v dopředném směru. V tomto případě je možné, že oba kanály (dopředný a zpětný) v zásadě přímo přenášejí zprávy ve dvou směrech ("duplexní komunikace") a pouze část šířky pásma každého z kanálů se používá k přenosu dalších dat určených ke zvýšení věrnosti.

Systém zpětné vazby v diskrétním kanálu lze použít různými způsoby. Obvykle se dělí na dva typy: systémy s informační zpětnou vazbou a systémy s kontrolní zpětnou vazbou. Systémy s informační zpětnou vazbou jsou systémy, ve kterých jsou z přijímacího zařízení do vysílače přijímány informace o formě, ve které byla zpráva přijata. Na základě těchto informací může vysílací zařízení provést určité změny v procesu přenosu zprávy: například opakovat chybně přijaté segmenty zprávy, změnit použitý kód (když předtím vyslal příslušný předem připravený signál a ujistit se, že byl přijat), popř. dokonce zastavit vysílání, pokud je stav špatný.kanál před zlepšením.

V systémech s řídící zpětnou vazbou přijímací zařízení na základě analýzy přijímaného signálu rozhodne o nutnosti opakování, změnu způsobu přenosu, dočasné přerušení komunikace a vyšle k tomu příkaz vysílajícímu zařízení. Možné jsou i smíšené způsoby využití zpětné vazby, kdy se v některých případech rozhoduje na přijímacím zařízení a v jiných případech na vysílajícím zařízení na základě informací přijatých zpětným kanálem.

Teoreticky nejjednodušší metodou informační zpětné vazby je metoda úplné zpětné kontroly a opakování (RCP). V tomto případě je přijatý signál kompletně znovu přenesen do vysílacího zařízení, kde je každá přijatá kódová kombinace porovnána s vysílanou. Pokud se neshodují, vysílací zařízení vyšle signál k vymazání nesprávně přijaté kombinace a poté zopakuje požadovanou kombinaci. Jako signál pro vymazání se používá speciální kombinace kódů, která se při přenosu zprávy nepoužívá.

Funkční schéma takového systému je na Obr. 5.L Vysílaná zpráva, zakódovaná primitivním kódem, je odeslána do kanálu a současně zaznamenána v paměťovém zařízení (úložišti). Přijatá kódová kombinace není okamžitě dekódována, ale je uložena v přijímací paměti a vrácena zpětným kanálem na vysílací konec, kde je porovnána s vysílanou kombinací. Pokud se shodují, je vysílána další kombinace kódů, v opačném případě signál pro vymazání.

S tímto způsobem je konečný chybný příjem kombinace kódů možný pouze tehdy, když jsou chyby v přijaté kombinaci kompenzovány chybami, které se vyskytují ve zpětnovazebním kanálu. Jinými slovy, aby byl některý znak v přenášeném kódovém slově nakonec chybně přijat, je nutné a postačující, aby zaprvé došlo k chybě v dopředném kanálu a zadruhé došlo k chybě při opakovaném přenosu, která změní nesprávně znovu vysílaný znak. skutečně doručit. To vám umožní okamžitě vypočítat pravděpodobnost nezjištěné, a tedy neopravené chyby (na symbol):

p n.o \u003d p 1 p 2 (5,33)

kde p 1 - pravděpodobnost chyby v dopředném kanálu; p 2 - pravděpodobnost opačné chyby v kanálu zpětné vazby.

Pokud jsou tedy p 1 a p 2 velké, pak systém s plným přenosem dává neuspokojivé výsledky. V praxi má tato metoda smysl v případech, kdy zpětnovazební kanál poskytuje velmi vysokou věrnost (například při přenosu zpráv na satelit ze Země) a dopředný kanál má nízkou věrnost (například při přenosu zpráv ze satelitů na Zemi kvůli malému výkonu vysílače na satelitu). Významnou nevýhodou plného reléového systému je velké zatížení zpětného kanálu. Existují také složitější systémy zpětné vazby informací, které používají kódy pro opravu chyb.

Nejběžnější systémy s řídicí zpětnou vazbou (FBM) využívající redundantní kódy pro detekci chyb (obr. 5.2). Takové systémy se často označují jako systémy push-forward nebo automatické dotazování chyb nebo systémy se zpětnou vazbou rozhodnutí (RFC).

Ve většině případů jsou tyto systémy duplexní, tj. informace se v nich přenášejí oběma směry. V kodéru je přenášená zpráva zakódována kódem, který umožňuje s vysokou pravděpodobností detekovat chyby vyskytující se v kanálu. Přijatý blok kódu je dekódován s detekcí chyb. Pokud nejsou nalezeny žádné chyby, je dekódovaný segment zprávy odeslán příjemci. Pokud jsou detekovány chyby, blok je odmítnut a přes reverzní kanál je vysílán speciální "request signál". Ve většině systémů je tento signál speciální kódovou kombinací, při jejímž přenosu je přerušen tok informací procházející zpětným kanálem. Příjem signálu požadavku na opakování způsobí opakování odmítnutého bloku, který je pro tento účel uložen v paměti opakovače, dokud není přijata další kódová kombinace, která neobsahuje požadavek na opakování, přes zpětný kanál.

Systém s řídicí zpětnou vazbou se ukazuje jako velmi účinný v kanálech s proměnnou pravděpodobností chyby p (například v kanálech s únikem). Když se hodnota p přiblíží 1/2, tj. kapacita kanálu klesne téměř na nulu, systém je v režimu neustálého opětovného dotazování, avšak s dobrým kódem nejsou na výstupu prakticky žádné falešné informace. Jak se pravděpodobnost chyby snižuje, přenosová rychlost se zvyšuje a věrnost nadále zůstává na dané úrovni. Systém UOS se tedy jakoby přizpůsobuje (přizpůsobuje) stavu kanálu a využívá kanál v maximální možné míře v každém z jeho stavů.

Na závěr si všimneme následující skutečnosti, dokázané v teorii informace: v bezpamětových kanálech přítomnost jakékoli zpětné vazby nezvyšuje propustnost dopředného kanálu. Pokud jsou tedy povoleny dlouhé kódy, zpětná vazba nebude přínosná. Jak již bylo řečeno, dlouhé kódy však vyžadují velmi složitá dekódovací zařízení, která jsou často prakticky nerealizovatelná. Právě v tomto případě může pomoci zpětná vazba, která vám umožní implementovat stejnou propustnost jednoduššími prostředky.

Otázky ke kapitole 5

Jak lze klasifikovat kódy?
Zdroj nezávislých zpráv má ve své abecedě osm zpráv s pravděpodobnostmi P(A) = 0,3; P(B) = P(B) = 0,2; P(G) = 0,15; P(D) = 0,1; P(E) = 0,03; P(W) = P(I) = 0,01. Vypočítejte entropii zprávy, vytvořte nejednotný kód Feno a určete, jak blízko se blíží optimu. Porovnejte požadované kanály pro kód Feno a pro jednotný kód.
Proč nejsou krátké kódy pro opravu chyb příliš efektivní?
Lze stejný kód pro opravu chyb použít v detekčním systému a systému na opravu chyb?
V bezpamětovém binárním mazacím kanálu (viz kap. 3, obr. 3.7) je pravděpodobnost chyby p = 0 a pravděpodobnost vymazání p c > 0. Dokažte, že kód s d > 1 umožňuje opravit všechny vymazané symboly v takovém kanálu, pokud je násobnost vymazání q c Nechť nějaký kód A délky n má lichou hodnotu d. Vytvořme nový kód B délky n+1, přičemž k předchozímu kódu přidáme kontrolní symbol rovný součtu (modulo 2) všech ostatních symbolů. Ukažte, že se tím zvýší d o 1.
Ukažte, že kód B délky n + 1, zabudovaný v předchozí úloze, umožňuje opravit chyby s násobností q≤d/2-1, tedy tytéž, které opravil kód A, a zároveň detekovat chyby s násobností d/2, kde d - kód sudé minimální vzdálenosti B.
Jaký je duál nejjednoduššího kódu (n, n-1) s jednou paritní kontrolou a d = 2? Co je d pro duální kód?
Při použití Hammingova kódu (7,4) s kontrolní maticí (5.24) je akceptována sekvence 1100111. Jak by měla být dekódována pomocí Hammingova algoritmu? Stejná otázka, pokud je přijatá sekvence 1100110? A pokud 1010001?
Hammingův kód (3,1) obsahuje pouze dvě kombinace: 000 a 111. Určete ekvivalentní pravděpodobnost chyby při použití tohoto kódu v symetrickém kanálu s nezávislými chybami vyskytujícími se s pravděpodobností p.
Stejný kód (3,1) je použit v nesymetrickém kanálu, kde P(1→0) = p, P(0→1) = 0. Navrhněte rozumné dekódovací pravidlo a vypočítejte ekvivalentní pravděpodobnost chyby.
Ve vzorci (5.28) jsou zapsány čtyři "kontroly pro symbol ekvidistantního kódu (7,3). Vzhledem k tomu, že tento kód je cyklický, zapište kontroly pro b 2 a b 3 a určete, jak přijaté sekvence 0100110, 0110111, 0101010 bude dekódováno většinovým algoritmem?
Pro dva kódy (6,5) a (4,3), každý s d = 2, se sestaví iterační kód. Najděte pro něj n, k a d a ukažte, jak umožňuje „zpracovávat a odhalovat chyby?
* V binárním systému s informační zpětnou vazbou (IFB) jsou chyby nezávislé a jejich pravděpodobnost v dopředném kanálu pi = 0,l a ve zpětném kanálu p 2 = 10-5. Používají se 5bitové kombinace kódů. Určete pravděpodobnost neodhalené chyby a vyhodnoťte, do jaké míry je přenos zpomalen zjištěnými chybami.
* Za podmínek otázky 13 je p 1 = 0,5 (tj. neexistuje žádná komunikace přes přímý kanál) a p 2 = 0. Je možné v tomto případě přenášet informace? Podle vzorce (5.33) je pravděpodobnost nezjištěné chyby рн.о = 0. Na druhou stranu intuice naznačuje, že přenos informací je zde nemožný. Jak vysvětlit takový rozpor?

Systémy pro přenos diskrétních informací se zpětnou vazbou (OS) jsou systémy, ve kterých k opakování dříve přenášených informací dochází až po přijetí signálu OS. Systémy se zpětnou vazbou se dělí na systémy s rozhodujícím OS a informační OS.

Rozhodující systémy zpětné vazby

V přijímači systému jsou správně přijaté kombinace akumulovány v akumulátoru a pokud po přijetí bloku není alespoň jedna z kombinací přijata, je generován signál opakovaného požadavku, který je stejný pro celý blok. Celý blok se znovu opakuje a v přijímači systému se z bloku vyberou kombinace, které nebyly přijaty při prvním přenosu. Požadavky se zadávají, dokud nejsou akceptovány všechny kombinace bloku. Po přijetí všech kombinací je odeslán potvrzovací signál. Po jejím přijetí vysílač vyšle další blok kombinací (systémy s požadavkem na adresu - ROS-AP). Tyto systémy jsou v mnoha ohledech podobné systémům s akumulací, ale na rozdíl od nich jejich přijímač generuje a vysílá komplexní zpětný signál, který udává podmíněná čísla (adresy) blokových kombinací, které přijímač nepřijímá. V souladu s tímto signálem vysílač neopakuje celý blok jako v akumulačním systému, ale pouze nepřijaté kombinace (systémy se sekvenčním vysíláním kombinací kódů - ROS-PP).

Existují různé možnosti pro budování systémů ROS-PP, z nichž hlavní jsou:

Systémy se změnou pořadí kombinací (ROS-PP). V těchto systémech přijímač maže pouze kombinace, pro které bylo rozhodnuto vymazat, a pouze pro tyto kombinace vysílá opakující se signály do vysílače. Zbývající kombinace jsou vydány PI, jakmile dorazí.

Systémy s obnovením pořadí kombinací kombinací (ROS-PP). Tyto systémy se od systémů ROS-PP liší pouze tím, že jejich přijímač obsahuje zařízení, které obnovuje posloupnost kombinací.

Variabilní systémy těsnění (ROS-PP). Vysílač zde střídavě vysílá kombinace sekvencí a jejich počet je zvolen tak, aby v době, kdy jsou kombinace vysílány, již vysílač přijal signál OS pro dříve vysílanou kombinaci této sekvence.

Systémy s blokováním přijímače po dobu příjmu kombinací po zjištění chyby a opakováním nebo přenosem bloku z kombinací (ROS-PP).

Systémy s řízením blokovaných kombinací (ROS-PP). V těchto systémech se po detekci chyby v kódovém slově a vyslání signálu zpětného volání provede kontrola přítomnosti detekovaných chyb v h-1 kombinacích následujících po kombinaci s detekovanou chybou.

Systémy s informační zpětnou vazbou

Rozdíl v logice provozu systémů s ROS a IOS se projevuje v přenosové rychlosti. Ve většině případů vyžaduje přenos servisních značek méně energie a času než přenos přes přímý kanál identit v systému s ROS. Proto je rychlost přenosu zpráv v dopředném směru v systému s IOS vyšší. Pokud je odolnost proti šumu zpětného kanálu vyšší než odolnost proti šumu dopředného kanálu, pak je spolehlivost přenosu zpráv v systémech s IOS také vyšší. V případě úplné bezhlučné informační zpětné vazby je možné zajistit bezchybný přenos zpráv přímým kanálem bez ohledu na úroveň rušení v něm. K tomu je nutné dodatečně zorganizovat opravu servisních značek zkreslených v přímém kanálu. Takový výsledek je v zásadě nedosažitelný v systémech s distribuovanými DSS. V případě chyb seskupení hrají důležitou roli podmínky, za kterých jsou v obou komunikačních systémech přenášeny informační a řídicí části kombinací kódů. Při použití IOS se často vyskytuje jediná dekorelace chyb v dopředných a zpětných kanálech.

Důležitou roli při porovnávání přenosu zpráv s ROS a IOS hraje také délka použitého kódu n a jeho redundance s/t. Pokud je redundance malá (s/n<0,3), то даже при бесшумном обратном канале ИОС практически не обеспечивает по достоверности преимущества перед РОС. Однако скорость передачи у систем с ИОС по-прежнему выше. Следует указать еще одно преимущество систем с ИОС, обусловленное различием в скорости. Каждому заданному значению эквивалентной вероятности ошибки соответствует оптимальная длина кода, при отклонении от которой скорость передачи в системе с РОС уменьшается. В системах с ИОС при s/n>0.3 Výhodnější je posílat zprávy pomocí krátkých kódů. S předem stanovenou spolehlivostí se přenosová rychlost z toho zvýší. To je výhodné z praktického hlediska, protože je jednodušší kódovat a dekódovat pomocí krátkých kódů. S nárůstem redundance kódu se zvyšuje výhoda systémů s IOS z hlediska spolehlivosti přenosu dokonce i se stejnými dopřednými a zpětnými kanály z hlediska odolnosti proti šumu, zejména pokud je přenos zpráv a příjmu v systému s IOS organizován takto způsobem, že se chyby v nich ukáží jako neopravené. Energetický zisk v přímém kanálu systému s IOS je řádově vyšší než v systému s ROS. Ve všech případech tedy IOS poskytuje stejnou nebo vyšší odolnost proti šumu pro přenos zpráv přes dopředný kanál, zejména pro velké samce a nehlučný zpětný kanál. IOS se nejracionálněji používá v takových systémech, kde lze zpětný kanál podle povahy jeho zatížení použít, aniž by byly dotčeny jiné účely pro efektivní přenos informací o potvrzení.

Celková složitost implementace systémů s ITS je však větší než u systémů s ROS. Proto systémy s ROS našly širší uplatnění. Systémy IOS se používají v případech, kdy lze zpětný kanál efektivně použít pro přenos účtenek, aniž by byly dotčeny jiné účely.

V systémech s OS jsou informace o redundanci zadávány do přenášených informací s ohledem na stav diskrétního kanálu. Jak se stav kanálu zhoršuje, zavedená redundance se zvyšuje a naopak, když se stav kanálu zlepšuje, snižuje se.

V závislosti na účelu OS se systémy rozlišují: s rozhodovací zpětnou vazbou (ROS), informační zpětnou vazbou (IOS) a s kombinovanou zpětnou vazbou (CFS).

V systémech s ROS (obr. 8.4, a) přijímač poté, co přijal kombinaci kódů a analyzoval ji na chyby, učiní konečné rozhodnutí o vydání kombinace spotřebiteli informace nebo o jejím vymazání a odeslání signálu na zadní straně. kanál pro opětovné odeslání této kombinace kódů (požadavek) . Proto jsou systémy s ROS často označovány jako systémy s opětovným dotazováním nebo systémy s automatickým dotazováním na chybu (AZO). Pokud je kombinace kódů přijata bez chyb, přijímač vygeneruje a odešle potvrzovací signál do kanálu OS, po jehož přijetí vysílač vysílá další kombinaci kódů.

Rýže. 8.4. Strukturní schémata systému PD s OS: a - s ROS; b - s IOS; - vysílač dopředného kanálu; PKPR - přijímač pikantních kanálů; - vysílač zpětného kanálu; 0KPR - přijímač zpětného kanálu; RU - rozhodovací zařízení

V systémech s ROS tedy aktivní role náleží přijímači a jím generované rozhodovací signály jsou přenášeny zpětným kanálem (odtud název - rozhodující OS).

Přenos s ROS je podobný telefonnímu rozhovoru v podmínkách špatného sluchu, kdy jeden z účastníků rozhovoru, který špatně slyšel slovo nebo frázi, požádá druhého, aby je zopakoval, a s dobrou slyšitelností buď potvrdí skutečnost, že obdržel informaci, nebo v žádném případě nepožaduje opakování.

V systémech s IOS (obr. 8.4, b) jsou informace o kombinacích kódů (nebo prvcích kombinace) přicházejících do přijímače přenášeny zpětným kanálem před jejich konečným zpracováním a konečným rozhodnutím. Při telefonování často používají relé ITS, když v podmínkách silného rušení požádají účastníka, aby zopakoval přenášenou zprávu, aby se ujistil, že ji správně vnímal. Pokud je opakování správné, odesílatel potvrdí potvrzení, a pokud je nesprávné, odesílatel zopakuje zprávu znovu. Speciálním případem IOS je kompletní retranslace kombinací kódů nebo jejich prvků přicházejících na přijímací stranu. Odpovídající systémy se nazývají reléové systémy. V obecnějším případě přijímač generuje speciální signály, které mají menší objem než užitečné informace, ale charakterizují kvalitu jejich příjmu, které jsou odesílány do vysílače prostřednictvím kanálu OS. Pokud se množství informací přenášených přes kanál OS (příjmy) rovná množství informací ve zprávě přenášené přes přímý kanál, pak se ITS nazývá kompletní. Pokud informace obsažené v potvrzení odrážejí pouze některé znaky zprávy, pak se ITS nazývá zkrácený.

Prostřednictvím kanálu OS se tedy přenášejí buď všechny užitečné informace, nebo informace o jeho rozlišovacích vlastnostech, proto se takový OS nazývá informační.

Informace (příjem) přijaté přes kanál OS jsou analyzovány vysílačem a na základě výsledků analýzy se vysílač rozhodne, zda bude vysílat další kódovou kombinaci nebo zopakovat dříve vysílané. Poté vysílač vysílá servisní signály o učiněném rozhodnutí a poté odpovídající kombinace kódů. V souladu se servisními signály přijatými z vysílače přijímač buď vydá nahromaděnou kombinaci kódů příjemci informace, nebo ji vymaže a uloží nově vysílanou. V systémech se zkráceným IOS je samozřejmě menší zatížení zpětného kanálu, ale je zde větší pravděpodobnost chyb ve srovnání s plným IOS.

V systémech s CBS může být rozhodnutí o vydání kombinace kódů příjemci informace nebo o opětovném přenosu učiněno jak v přijímači, tak ve vysílači systému PDS a kanál OS se používá k přenosu příjmu i rozhodnutí.

Systémy s OS se dále dělí na systémy s omezeným počtem opakování a s neomezeným počtem opakování. V systémech s omezeným počtem opakování lze každou kombinaci kódů opakovat nejvýše Ikrát a v systémech s neomezeným počtem opakování se přenos kombinací opakuje, dokud se přijímač nebo vysílač nerozhodne tuto kombinaci spotřebiteli vydat. . Při omezeném počtu opakování je sice větší pravděpodobnost vydání nesprávné kombinace příjemci, ale na druhou stranu dochází k menším ztrátám času na přenos a jednodušší realizace zařízení. Všimněte si, že v systémech OS nezůstává čas přenosu zprávy konstantní a závisí na stavu kanálu.

Systémy OS mohou zahodit nebo použít informace obsažené v odmítnutých kombinacích kódů, aby učinily správnější rozhodnutí. Systémy prvního typu se nazývají systémy bez paměti a systémy druhého typu systémy s pamětí.

Zpětná vazba může pokrývat různé části systému (obr. 8.5):

1) komunikační kanál, přičemž informace o přijímaném signálu jsou přenášeny přes kanál OS předtím, než je učiněno jakékoli rozhodnutí;

2) diskrétní kanál, zatímco kanál OS přenáší rozhodnutí učiněná prvním rozhodovacím obvodem na základě analýzy jednotlivých signálových prvků;

3) kanál pro přenos dat, zatímco rozhodnutí učiněná druhým rozhodovacím obvodem na základě analýzy kombinací kódů jsou přenášena přes kanál OS.

Rýže. 8.5 Zpětná vazba v systému PDS

V prvním případě se pro řízení komunikačního kanálu používají zařízení jako detektor kvality, které analyzují určité parametry přijímaného signálu (amplituda, frekvence, trvání) nebo úroveň rušení. Současně mohou být přes kanál OS přenášeny příkazy pro změnu parametrů přenášených signálů: výkon, spektrální složení, přenosová rychlost, redundance kódu atd. signály přicházející přes kanály OS.

Ve druhém případě se jako analyzátor obvykle používají také kvalitní detektory, které řídí amplitudu nebo okrajové zkreslení signálu po demodulaci nebo obojí.

Ve třetím případě slouží kanálový dekodér sám jako analyzátor, který rozhoduje o přítomnosti nebo nepřítomnosti chyb v přijatých kombinacích kódů.

Z výše uvedeného vyplývá, že OS jsou adaptivní? rychlost přenosu informací komunikačními kanály se automaticky přizpůsobuje specifickým podmínkám průchodu signálu.

Přítomnost chyb v kanálech OS vede k tomu, že v systémech s ROS dochází ke specifickým ztrátám věrnosti, které spočívají ve výskytu dalších kombinací kódů - vložení - a vymizení kombinací kódů - výpadků Vložení se získá v případech, kdy přijímač vyšle rozhodovací signál o správnosti přijaté kódové kombinace a v kanálu OS je transformován na signál zpětného volání. V tomto případě vysílač zopakuje předchozí kódovou kombinaci a přijímač ji vnímá jako další, tj. stejná kódová kombinace je spotřebiteli přidělena dvakrát. Výpadky se získají, když se signál opakovaného požadavku generovaný přijímačem v kanálu OS transformuje na signál potvrzení správného příjmu. V tomto případě vysílač vysílá další kódovou kombinaci a předchozí je vymazána přijímačem a není přijímačem přijímána.

V systémech s IOS jsou možné ztráty věrnosti také kvůli chybám v kanálech OS.

Ve zkrácených IOS se takové chyby vyskytují z důvodů podobných těm, které byly popsány výše, když je příjem odpovídající zkreslenému signálu v kanálu OS transformován na příjem odpovídající nezkreslenému signálu. Výsledkem je, že vysílač není schopen detekovat skutečnost chybného příjmu. V plných IOS jsou možné zkreslení v kanálu zpětné vazby, což zcela kompenzuje zkreslení v dopředném kanálu, v důsledku čehož nelze detekovat chyby. Proto je v systémech PDS věnována velká pozornost vytváření kanálů OS. Kanály OS jsou obvykle vytvořeny v kanálech zpětného směru pomocí metod frekvenčního nebo časového dělení z kanálů užitečného zatížení. Metody FDM se obvykle používají v systémech s relativně nízkou specifickou přenosovou rychlostí, například při přenosu dat rychlostí 600...1200 bps přes PM kanály. Mnoho systémů POC používá metodu strukturální separace, kde se pro signál výzvy používá speciální kódové slovo a jakékoli povolené kódové slovo v přijímači je dekódováno jako potvrzovací signál a jakýkoli neautorizovaný vzor jako signál výzvy. K ochraně před zkreslenými signály přenášenými přes kanály OS se používají stejné metody jako pro zvýšení věrnosti užitečných informací: korekční kódy, vícenásobné a paralelní přenosy.

V současné době je známo mnoho algoritmů pro operační systémy s OS. Nejběžnější z nich jsou systémy: s ROS s očekáváním signálu OS; s neadresným opakováním a blokováním přijímače a s opakováním adresy.

Systémy s latencí po vysílání kódového slova buď čekají na zpětnovazební signál nebo vysílají stejné kódové slovo, ale vysílání dalšího kódového slova je zahájeno až po přijetí potvrzení pro dříve vysílaný vzor.

Blokovací systémy vysílají nepřetržitou sekvenci kombinací kódů v nepřítomnosti signálů OS pro předchozí kombinace S. Po detekci chyb v kombinaci je výstup systému zablokován po dobu příjmu S kombinací, S dříve přijatých kombinací je vymazáno v paměťovém zařízení přijímače PDS systému a je odeslán signál opakovaného požadavku. Vysílač opakuje vysílání S naposledy vysílaných vzorů.

Systémy s opakováním adres se vyznačují tím, že kombinace kódů s chybami jsou označeny podmíněnými čísly, podle kterých vysílač znovu vysílá pouze tyto kombinace.

V systému s ROS jsou kombinace informací o délce jednotlivých prvků a rozhodovací příkazy přenášeny přímým kanálem a kombinace služeb jsou přenášeny kanálem zpětné vazby.

V systému s IOS jsou informační kombinace délky k jednotlivých prvků a příkazy řešení přenášeny přímým kanálem a kontrolní kombinace délky jednotlivých prvků jsou přenášeny kanálem OS. Pro systém s ROS je podobný systému se zkráceným OS, pro - systém IOS s plným OS. Často se při porovnávání systémů s ROS a IOS tato okolnost ignoruje a porovnávají se systémy s ROS se systémem s plným (reléovým) OS.V důsledku porovnávání rozdílných systémů se dochází k závěru, že přenosová rychlost v systému s ROS uvedeného typu je dvakrát vyšší než u uvažovaného systému s IOS.

Při porovnání srovnatelných systémů s ROS a IOS jsou závěry odlišné. Zvolme jako objekty srovnávacích systémů s ROS a IOS pomocí kódu pro opravu chyb, pokud jsou kanály dopředného a zpětného směru přenosu stejné a chyby v nich jsou nezávislé, pak pravděpodobnosti stejné transformace testovací bity v obou kanálech jsou stejné. Detekční schopnost kódu tedy nezávisí na tom, kde jsou paritní bity porovnávány: na vysílací (v systému s IOS) nebo na přijímací (v systému s ROS) straně systému. Systémy s IOS a ROS tedy poskytují stejnou přenosovou věrnost při stejné odolnosti proti šumu dopředných a zpětných kanálů a za podmínky bezchybného přenosu servisních signálů. Z toho vyplývá, že průměrný počet opakovaných přenosů (požadavků) v obou systémech je stejný.

Průměrná rychlost přenosu zpráv přes dopředný kanál v systémech s ROS je nižší než v systémech s IOS, protože v prvním je s každou zprávou délky k dodatečně přenášeno více kontrolních jednotlivých prvků. V systémech s IOS jsou tyto kontrolní prvky jsou přenášeny přes reverzní kabel. Pokud je odolnost zpětného kanálu proti šumu vyšší než dopředného kanálu, pak je věrnost přenosu v systémech s IOS také vyšší než v systémech s ROS. Taková situace může nastat například při přenosu informací z umělé družice Země (AES) na Zemi, kdy lze zpětný kanál organizovat pomocí výkonného vysílače a vysoce účinné antény. V případě seskupování chyb v systémech s IOS často dochází k přirozené (vzhledem k rozdílu přenosové doby v dopředném a zpětném kanálu) k dekorelaci chyb v dopředném a zpětném kanálu. V systémech s ROS se informace a testovací bity přenášejí společně a žádná taková dekorelace neexistuje.

Věrnost přenášených informací v obou uvažovaných typech systémů je do značné míry určena vlastnostmi zvoleného kódu detekce chyb.

Při dávkovém rozdělení chyb je věrnost určena nejen vlastnostmi kódu, ale také dobou blokování. To je vysvětleno skutečností, že přijímač, který detekuje chybu prvního paketu, je blokován pro kombinace kódů S, díky čemuž některé chyby tohoto paketu nejsou vnímány. Zvýšení úložné kapacity vysílače tedy vede k určitému zvýšení věrnosti přenosu. To však snižuje propustnost systému, protože požadavek na delší dobu blokuje přijímač.

Krátké kódové kombinace jsou rovněž nepříznivé, protože pro zajištění daných korekčních vlastností je v nich poměr menší než v dlouhých kódových kombinacích, tj. relativní redundance je větší. Proto existují optimální hodnoty délek kódu, které pro kanály s určitými charakteristikami a danými modulačními rychlostmi poskytují maximální rychlost přenosu informací.

Studie ukázaly, že pro danou věrnost přenosu je optimální délka kódu v systémech s IOS poněkud menší než v systémech s POC, což snižuje náklady na implementaci kódovacích a dekódovacích zařízení. Celková složitost implementace systémů s ITS je však větší než u systémů s ROS. Proto systémy s ROS našly širší uplatnění. Systémy IOS se používají v případech, kdy lze zpětný kanál efektivně použít pro přenos účtenek, aniž by byly dotčeny jiné účely.

V závislosti na účelu operačního systému se systémy rozlišují:

s rozhodující zpětnou vazbou (ROS);

s informační zpětnou vazbou (IOS);

s kombinovanou zpětnou vazbou (KOS).

V systémech s ROS přijímač poté, co přijal kombinaci kódů a analyzoval ji na chyby, učiní konečné rozhodnutí o vydání kombinace spotřebiteli informace nebo o jejím vymazání a odeslání signálu přes zpětný kanál k opětovnému přenosu této kombinace kódů ( žádost). Proto jsou systémy s ROS často označovány jako systémy s opětovným dotazováním nebo systémy s automatickým dotazováním na chybu (AZO). Pokud je kombinace kódů přijata bez chyb, přijímač vygeneruje a odešle potvrzovací signál do kanálu OS, po jehož přijetí vysílač vysílá další kombinaci kódů. V systémech s ROS tedy aktivní role náleží přijímači a jím generované rozhodovací signály jsou přenášeny zpětným kanálem (odtud název - rozhodující OS). Přenos s ROS je podobný telefonnímu rozhovoru v podmínkách špatného sluchu, kdy jeden z účastníků rozhovoru, který špatně slyšel slovo nebo frázi, požádá druhého, aby je zopakoval, a s dobrou slyšitelností buď potvrdí skutečnost, že obdržel informaci, nebo v žádném případě nepožaduje opakování.

V systémech s IOS jsou informace o kombinacích kódů (nebo prvcích kombinace) přicházejících do přijímače přenášeny zpětným kanálem před jejich konečným zpracováním a konečným rozhodnutím. Při telefonování často používají relé ITS, když v podmínkách silného rušení požádají účastníka, aby zopakoval přenášenou zprávu, aby se ujistil, že ji správně vnímal. Pokud je opakování správné, odesílatel potvrdí potvrzení, a pokud je nesprávné, odesílatel zopakuje zprávu znovu. Speciálním případem IOS je kompletní retranslace kombinací kódů nebo jejich prvků přicházejících na přijímací stranu. Odpovídající systémy se nazývají reléové systémy. Informace (příjem) přijaté přes kanál OS jsou analyzovány vysílačem a na základě výsledků analýzy se vysílač rozhodne, zda bude vysílat další kódovou kombinaci nebo zopakovat dříve vysílané. Poté vysílač vysílá servisní signály o učiněném rozhodnutí a poté odpovídající kombinace kódů. V souladu se servisními signály přijatými z vysílače přijímač buď vydá nahromaděnou kombinaci kódů příjemci informace, nebo ji vymaže a uloží nově vysílanou.

Systémy s OS se dále dělí na systémy s omezeným počtem opakování a s neomezeným počtem opakování. V systémech s omezeným počtem opakování nelze každou kombinaci kódů opakovat více než l krát a v systémech s neomezeným počtem opakování se vysílání kombinací opakuje, dokud se přijímač nebo vysílač nerozhodne tuto kombinaci spotřebiteli vydat. Při omezeném počtu opakování je sice větší pravděpodobnost vydání nesprávné kombinace příjemci, ale na druhou stranu dochází k menším ztrátám času na přenos a jednodušší realizace zařízení. Všimněte si, že v systémech OS nezůstává čas přenosu zprávy konstantní a závisí na stavu kanálu.

Přítomnost chyb v kanálech OS vede k tomu, že v systémech s ROS dochází ke specifickým ztrátám věrnosti, které spočívají ve vzhledu dalších kombinací kódů - vložky a mizení kombinací kódů - vypadnout. Vložení se získá, když přijímač vyšle rozhodovací signál o správnosti přijímané kódové kombinace a v kanálu OS je transformován na dotazovací signál. V tomto případě vysílač opakuje předchozí kódovou kombinaci a přijímač ji vnímá jako další, tzn. stejná kombinace kódů je spotřebiteli vydána dvakrát. Výpadky se získají, když se signál opakovaného požadavku generovaný přijímačem v kanálu OS transformuje na signál potvrzení správného příjmu. V tomto případě vysílač vysílá další kódovou kombinaci a předchozí je vymazána přijímačem a není přijímačem přijímána.

V systémech s IOS jsou možné ztráty věrnosti také kvůli chybám v kanálech OS. Ve zkrácených IOS se takové chyby vyskytují z důvodů podobných těm, které byly popsány výše, když je příjem odpovídající zkreslenému signálu v kanálu OS transformován na příjem odpovídající nezkreslenému signálu. Výsledkem je, že vysílač není schopen detekovat skutečnost chybného příjmu. V plných IOS jsou možné zkreslení v kanálu zpětné vazby, což zcela kompenzuje zkreslení v dopředném kanálu, v důsledku čehož nelze detekovat chyby.

V současné době je známo mnoho algoritmů pro operační systémy s OS. Mezi nejběžnější systémy patří:

ROS s čekáním na signál OS;

ROS s neadresným opakováním a blokováním přijímače;

ROS s opakováním adresy.

Čekací systémy po vyslání kódového slova buď čekají na zpětnovazební signál, nebo vysílají stejné kódové slovo, ale přenos dalšího kódového slova je zahájen až po obdržení potvrzení na dříve vysílaném vzoru.

Blokovací systémy provádět přenos nepřetržité sekvence kombinací kódů v nepřítomnosti signálů OS na předchozím n kombinace. Po zjištění chyb v (n + 1)-té kombinaci je výstup systému zablokován po dobu příjmu n kombinací; n dříve přijaté kombinace a je odeslán signál opakovaného požadavku. Vysílač opakuje přenos n poslední přenášené kombinace kódů.

Systémy s opakováním adres Rozdíl je v tom, že kombinace kódů s chybami jsou označeny podmíněnými čísly, podle kterých vysílač znovu vysílá pouze tyto kombinace.

V systému s ROS, informační kombinace délky n jednotlivé prvky a příkazy řešení a prostřednictvím kanálu zpětné vazby - kombinace služeb. V systému s IOS, informační kombinace délky k prvky jednotky a příkazy řešení a prostřednictvím kanálu OS - testujte kombinace délky n- k jednotlivé prvky.