سیستم های بازخورد طبقه بندی سیستم های دارای بازخورد سیستم های پیچیده با بازخورد

اغلب مواردی وجود دارد که اطلاعات می تواند نه تنها از یک خبرنگار به خبرنگار دیگر، بلکه در جهت مخالف نیز منتقل شود. در چنین شرایطی، استفاده از جریان معکوس اطلاعات برای افزایش قابل توجهی صحت پیام های ارسال شده در جهت رو به جلو امکان پذیر می شود. در این حالت، این امکان وجود دارد که هر دو کانال (جلو و معکوس) اساساً به طور مستقیم پیام ها را در دو جهت ارسال می کنند ("ارتباط دوطرفه") و تنها بخشی از پهنای باند هر یک از کانال ها برای انتقال داده های اضافی طراحی شده برای افزایش وفاداری استفاده می شود.

راه های مختلفی برای استفاده از سیستم بازخورد در یک کانال گسسته وجود دارد. آنها معمولاً به دو نوع تقسیم می شوند: سیستم هایی با بازخورد اطلاعاتی و سیستم هایی با بازخورد کنترلی. سیستم‌هایی با بازخورد اطلاعاتی، سیستم‌هایی هستند که در آن اطلاعات از دستگاه دریافت‌کننده به فرستنده درباره شکل دریافت پیام دریافت می‌شود. بر اساس این اطلاعات، دستگاه فرستنده می تواند تغییرات خاصی را در فرآیند ارسال پیام ایجاد کند: به عنوان مثال، بخش های پیام دریافتی اشتباه را تکرار کند، کد مورد استفاده را تغییر دهد (پیش از این سیگنال از پیش تعیین شده مناسب را مخابره کرده و از دریافت آن اطمینان حاصل کند)، یا حتی اگر وضعیت بد است، انتقال را متوقف کنید. کانال قبل از بهبود.

در سیستم های دارای بازخورد کنترلی، دستگاه گیرنده بر اساس تجزیه و تحلیل سیگنال دریافتی، در مورد نیاز به تکرار، تغییر روش انتقال، قطع موقت ارتباط تصمیم می گیرد و در این مورد به دستگاه فرستنده سفارش می فرستد. روش های ترکیبی استفاده از بازخورد نیز ممکن است، زمانی که در برخی موارد تصمیم بر روی دستگاه گیرنده و در موارد دیگر بر روی دستگاه فرستنده بر اساس اطلاعات دریافتی از کانال معکوس گرفته می شود.

ساده ترین روش تئوری بازخورد اطلاعات، روش بررسی و تکرار کامل معکوس (RCP) است. در این حالت، سیگنال دریافتی به طور کامل مجدداً به دستگاه فرستنده ارسال می شود، جایی که هر ترکیب کد دریافتی در برابر کد ارسالی بررسی می شود. اگر آنها مطابقت نداشته باشند، دستگاه فرستنده سیگنالی را برای پاک کردن ترکیب دریافتی اشتباه ارسال می کند و سپس ترکیب مورد نظر را تکرار می کند. به عنوان یک سیگنال برای پاک کردن، از ترکیب کد خاصی استفاده می شود که هنگام ارسال پیام استفاده نمی شود.

نمودار عملکردی چنین سیستمی در شکل نشان داده شده است. 5.L پیام ارسال شده، کدگذاری شده با یک کد ابتدایی، به کانال ارسال می شود و به طور همزمان در یک دستگاه ذخیره سازی (ذخیره سازی) ثبت می شود. ترکیب کد دریافتی بلافاصله رمزگشایی نمی شود، بلکه در حافظه گیرنده ذخیره می شود و از طریق کانال معکوس به انتهای فرستنده بازگردانده می شود، جایی که با ترکیب ارسال شده مقایسه می شود. اگر مطابقت داشته باشند، ترکیب کد بعدی ارسال می شود، در غیر این صورت، سیگنال پاک کردن.

با این روش، دریافت اشتباه نهایی یک ترکیب کد تنها زمانی امکان پذیر است که خطاهای ترکیب دریافتی با خطاهایی که در کانال بازخورد رخ می دهد، جبران شود. به عبارت دیگر، برای اینکه در نهایت برخی از کاراکترهای کلمه رمز ارسالی به اشتباه دریافت شود، لازم و کافی است که اولاً در کانال فوروارد خطایی رخ دهد و ثانیاً در حین ارسال مجدد خطایی رخ دهد که کاراکتر ارسال مجدد نادرست را تغییر دهد. واقعا تحویل داده شود این به شما امکان می دهد بلافاصله احتمال یک خطای کشف نشده و در نتیجه یک خطای اصلاح نشده (در هر نماد) را محاسبه کنید:

p n.o \u003d p 1 p 2 (5.33)

جایی که p 1 - احتمال خطا در کانال فوروارد؛ p 2 - احتمال خطای مخالف در کانال بازخورد.

بنابراین، اگر p 1 و p 2 بزرگ باشند، سیستم با رله کامل نتایج نامطلوب می دهد. در عمل، این روش در مواردی که کانال بازخورد وفاداری بسیار بالایی ارائه می‌کند (مثلاً هنگام ارسال پیام به ماهواره از زمین) و کانال فوروارد وفاداری پایینی دارد (مثلاً هنگام ارسال پیام‌های ماهواره‌ای به زمین). به دلیل این واقعیت که قدرت فرستنده در ماهواره کم است). یک نقطه ضعف قابل توجه سیستم رله کامل، بار زیاد در کانال بازخورد است. همچنین سیستم های بازخورد اطلاعاتی پیچیده تری وجود دارند که از کدهای تصحیح خطا استفاده می کنند.

رایج ترین سیستم های با بازخورد کنترل (FBM) با استفاده از کدهای اضافی برای تشخیص خطا (شکل 5.2). چنین سیستم هایی اغلب به عنوان سیستم های فشار به جلو یا بازجویی خطای خودکار یا سیستم های بازخورد تصمیم (RFC) نامیده می شوند.

در بیشتر موارد، این سیستم ها دوطرفه هستند، یعنی اطلاعات در هر دو جهت در آنها منتقل می شود. در رمزگذار، پیام ارسالی با کدی کدگذاری می شود که امکان تشخیص خطاهای رخ داده در کانال را با احتمال زیاد ممکن می سازد. بلوک کد دریافتی با تشخیص خطا رمزگشایی می شود. اگر خطایی پیدا نشد، بخش رمزگشایی شده پیام به گیرنده ارسال می شود. در صورت تشخیص خطا، بلوک رد می شود و یک "سیگنال درخواست" ویژه از طریق کانال معکوس ارسال می شود. در اکثر سیستم ها، این سیگنال یک ترکیب کد ویژه است که در حین انتقال آن، جریان اطلاعاتی که از کانال معکوس عبور می کند، قطع می شود. دریافت سیگنال درخواست تکرار باعث تکرار بلوک رد شده می شود که برای این منظور در حافظه تکرار کننده ذخیره می شود تا زمانی که ترکیب کد بعدی که حاوی درخواست تکرار نیست از طریق کانال معکوس دریافت شود.

سیستم بازخورد کنترل در کانال هایی با احتمال خطای متغیر p (به عنوان مثال در کانال هایی با محو شدن) بسیار مؤثر است. هنگامی که مقدار p نزدیک به 1/2 می شود، یعنی ظرفیت کانال تقریباً به صفر می رسد، سیستم در حالت پرسش مجدد ثابت است، اما با یک کد خوب عملاً هیچ اطلاعات نادرستی در خروجی وجود ندارد. با کاهش احتمال خطا، نرخ انتقال افزایش می یابد و وفاداری همچنان در یک سطح معین باقی می ماند. بنابراین، سیستم UOS، همانطور که بود، با وضعیت کانال سازگار می شود (تطبیق می کند) و از کانال تا حد امکان در هر یک از حالت های آن استفاده می کند.

در پایان، ما به این واقعیت اشاره می کنیم که در تئوری اطلاعات ثابت شده است: در کانال های بدون حافظه، وجود هر گونه بازخوردی باعث افزایش توان عملیاتی کانال مستقیم نمی شود. بنابراین، اگر استفاده از کدهای طولانی قابل قبول باشد، بازخورد مفید نخواهد بود. با این حال، همانطور که قبلاً ذکر شد، کدهای طولانی به دستگاه های رمزگشایی بسیار پیچیده نیاز دارند که اغلب عملاً قابل تحقق نیستند. در این مورد است که بازخورد می تواند کمک کند و به شما امکان می دهد همان توان عملیاتی را با وسایل ساده تر پیاده سازی کنید.

سوالات فصل 5

چگونه می توان کدها را طبقه بندی کرد؟
منبع پیام های مستقل دارای هشت پیام در الفبای خود با احتمال P(A) = 0.3 است. P(B) = P(B) = 0.2; P(G) = 0.15; P(D) = 0.1; P(E) = 0.03; P(W) = P(I) = 0.01. آنتروپی پیام را محاسبه کنید، یک کد Feno غیر یکنواخت بسازید و تعیین کنید که چقدر به بهینه نزدیک است. نرخ های کانال مورد نیاز را برای کد Feno و برای کد یکنواخت مقایسه کنید.
چرا کدهای کوتاه تصحیح خطا کارآمد نیستند؟
آیا می توان از همان کد تصحیح خطا در یک سیستم تشخیص و یک سیستم تصحیح خطا استفاده کرد؟
در یک کانال پاک کردن باینری بدون حافظه (به فصل 3، شکل 3.7 مراجعه کنید)، احتمال خطا p = 0، و احتمال پاک کردن pc> 0. ثابت کنید که یک کد با d > 1 امکان تصحیح همه نمادهای پاک شده در چنین کانالی را می دهد اگر تعدد پاک شده ها q باشد c اجازه دهید برخی از کدهای A به طول n دارای مقدار فرد d باشند. بیایید یک کد جدید В به طول n+1 بسازیم و به کد قبلی یک علامت چک برابر با مجموع (مدول 2) همه نمادهای دیگر اضافه کنیم. نشان دهید که این مقدار d 1 افزایش می یابد.
نشان دهید که کد B با طول n + 1 که در مسئله قبلی ساخته شده است، به شما امکان می دهد خطاهایی را با تعدد q≤d/2-1 تصحیح کنید، یعنی همان خطاهایی که کد A تصحیح کرده و در عین حال خطاها را با تعدد تشخیص می دهد. d/2، جایی که d - کد حداقل فاصله B.
دوگانه ساده ترین کد (n, n-1) با یک بررسی برابری و d = 2 چیست؟ d برای کد دوگانه چیست؟
هنگام استفاده از کد هامینگ (7،4) با ماتریس بررسی (5.24)، دنباله 1100111 پذیرفته می شود، چگونه باید با استفاده از الگوریتم همینگ رمزگشایی شود؟ همین سوال اگر دنباله دریافتی 1100110 باشد؟ و اگر 1010001؟
کد همینگ (3،1) فقط شامل دو ترکیب است: 000 و 111. احتمال خطای معادل را هنگام استفاده از این کد در یک کانال متقارن با خطاهای مستقل که با احتمال p رخ می‌دهند، تعیین کنید.
همان کد (3،1) در یک کانال غیر متقارن استفاده می شود که در آن P(1→0) = p، P(0→1) = 0. یک قانون رمزگشایی منطقی پیشنهاد کنید و احتمال خطای معادل را محاسبه کنید.
در فرمول (5.28)، چهار چک برای نماد کد مساوی (7،3) نوشته شده است. با توجه به چرخه ای بودن این کد، چک های b 2 و b 3 را یادداشت کرده و تعیین کنید که چگونه دنباله های دریافتی 0100110، 0110111، 0101010 توسط الگوریتم اکثریت رمزگشایی خواهد شد؟
برای دو کد (6،5) و (4،3) با d = 2 هر کدام، یک کد تکراری کامپایل می شود. n، k و d را برای آن بیابید و نشان دهید که چگونه به «کنترل و تشخیص خطاها» اجازه می دهد؟
* در یک سیستم باینری با بازخورد اطلاعات (IFB) خطاها مستقل هستند و احتمال آنها در کانال رو به جلو pi = 0,l و در کانال معکوس p 2 = 10 -5 است. از ترکیب کدهای 5 بیتی استفاده می شود. احتمال خطای کشف نشده را تعیین کنید و میزان کاهش سرعت انتقال توسط خطاهای شناسایی شده را ارزیابی کنید.
* در شرایط سوال 13، p 1 = 0.5 (یعنی هیچ ارتباطی از طریق کانال مستقیم وجود ندارد)، و p 2 = 0. آیا امکان انتقال اطلاعات در این مورد وجود دارد؟ طبق فرمول (5.33)، احتمال خطای کشف نشده рн.о = 0 است. از سوی دیگر، شهود نشان می دهد که انتقال اطلاعات در اینجا غیرممکن است. چگونه می توان چنین تناقضی را توضیح داد؟

سیستم‌های انتقال اطلاعات گسسته با بازخورد (OS) سیستم‌هایی هستند که در آن‌ها تکرار اطلاعات ارسال شده قبلی تنها پس از دریافت سیگنال سیستم عامل اتفاق می‌افتد. سیستم های دارای بازخورد به سیستم هایی با سیستم عامل تعیین کننده و سیستم عامل اطلاعاتی تقسیم می شوند.

سیستم های بازخورد قاطع

در گیرنده سیستم، ترکیبات دریافتی به درستی در اکومولاتور جمع می شوند و اگر پس از دریافت بلوک حداقل یکی از ترکیب ها پذیرفته نشد، سیگنال درخواست تکرار تولید می شود که برای کل بلوک یکسان است. کل بلوک دوباره تکرار می شود و در گیرنده سیستم ترکیباتی که در اولین ارسال پذیرفته نشده اند از بلوک انتخاب می شوند. درخواست ها تا زمانی که تمام ترکیبات بلوک پذیرفته شود، انجام می شود. پس از دریافت همه ترکیب ها، یک سیگنال تایید ارسال می شود. پس از دریافت آن، فرستنده بلوک بعدی ترکیبات (سیستم هایی با درخواست آدرس - ROS-AP) را منتقل می کند. این سیستم ها از بسیاری جهات شبیه به سیستم های انباشته هستند، اما بر خلاف دومی، گیرنده آنها سیگنال برگشتی پیچیده ای را تولید و ارسال می کند که نشان دهنده اعداد شرطی (آدرس) ترکیبات بلوکی است که توسط گیرنده پذیرفته نشده است. مطابق با این سیگنال، فرستنده کل بلوک را مانند سیستم انباشتگی تکرار نمی کند، بلکه فقط ترکیبات پذیرفته نشده را تکرار می کند (سیستم هایی با انتقال متوالی ترکیب کد - ROS-PP).

گزینه های مختلفی برای ساخت سیستم های ROS-PP وجود دارد که اصلی ترین آنها عبارتند از:

سیستم هایی با تغییر ترتیب ترکیب ها (ROS-PP). در این سیستم ها، گیرنده تنها ترکیباتی را که تصمیم به پاک کردن آنها گرفته شده است پاک می کند و فقط برای این ترکیب ها سیگنال های تکراری را به فرستنده ارسال می کند. ترکیب های باقیمانده به محض رسیدن به PI صادر می شوند.

سیستم هایی با بازیابی ترتیب ترتیب ترکیب ها (ROS-PP). تفاوت این سیستم ها با سیستم های ROS-PP فقط در این است که گیرنده آنها دارای دستگاهی است که توالی ترکیب ها را بازیابی می کند.

سیستم های آب بندی متغیر (ROS-PP). در اینجا، فرستنده به طور متناوب ترکیبی از دنباله ها را ارسال می کند و تعداد مورد دوم به گونه ای انتخاب می شود که تا زمان ارسال ترکیب ها، فرستنده قبلاً سیگنال سیستم عامل را برای ترکیب قبلی ارسال شده از این دنباله دریافت کرده باشد.

سیستم هایی با مسدود کردن گیرنده برای مدت زمان دریافت ترکیب ها پس از تشخیص خطا و تکرار یا انتقال یک بلوک از ترکیب ها (ROS-PP).

سیستم های با کنترل ترکیبات مسدود شده (ROS-PP). در این سیستم ها پس از تشخیص خطا در یک کلمه رمز و ارسال سیگنال برگشتی، کنترلی برای وجود خطاهای شناسایی شده در ترکیبات h -1 به دنبال ترکیب با خطای شناسایی شده انجام می شود.

سیستم هایی با بازخورد اطلاعاتی

تفاوت در منطق عملکرد سیستم های با ROS و IOS در سرعت انتقال آشکار می شود. در بیشتر موارد، انتقال علائم خدمات به انرژی و زمان کمتری نسبت به انتقال هویت ها از طریق یک کانال مستقیم در یک سیستم با ROS نیاز دارد. بنابراین سرعت انتقال پیام در جهت رو به جلو در سیستم با IOS بیشتر است. اگر مصونیت نویز کانال معکوس بیشتر از مصونیت نویز کانال فوروارد باشد، پس قابلیت اطمینان انتقال پیام در سیستم‌های دارای IOS نیز بالاتر است. در صورت بازخورد کامل اطلاعات بدون نویز، بدون توجه به سطح تداخل در آن، می توان از انتقال بدون خطا پیام ها از طریق کانال مستقیم اطمینان حاصل کرد. برای انجام این کار، لازم است علاوه بر این، اصلاح علائم سرویس تحریف شده در کانال مستقیم سازماندهی شود. چنین نتیجه ای اصولاً در سیستم هایی با DSS توزیع شده دست نیافتنی است. در مورد خطاهای گروه بندی، شرایطی که تحت آن اطلاعات و بخش های کنترلی ترکیب کدها در هر دو سیستم ارتباطی منتقل می شوند، نقش بسزایی دارند. هنگام استفاده از IOS، اغلب خطاها در کانال های رو به جلو و معکوس یک همبستگی واحد وجود دارد.

همچنین طول کد n استفاده شده و افزونگی آن s/t نقش مهمی در مقایسه ارسال پیام با ROS و IOS دارد. اگر افزونگی کوچک باشد (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 ارسال پیام با استفاده از کدهای کوتاه سودمندتر است. با قابلیت اطمینان از پیش تعیین شده، نرخ انتقال از این بیشتر می شود. این از نقطه نظر عملی مفید است، زیرا رمزگذاری و رمزگشایی با کدهای کوتاه آسان تر است. با افزایش افزونگی کد، مزیت سیستم‌های دارای IOS از نظر قابلیت اطمینان انتقال حتی با کانال‌های رو به جلو و معکوس یکسان از نظر ایمنی در برابر نویز افزایش می‌یابد، به خصوص اگر انتقال پیام‌ها و رسیدها در یک سیستم دارای IOS به گونه‌ای سازماندهی شود که خطاهای موجود در آنها تصحیح نشده است. افزایش انرژی در کانال مستقیم سیستم با IOS یک مرتبه بزرگتر از سیستم با ROS است. بنابراین، در همه موارد، IOS مصونیت نویز برابر یا بالاتری را برای انتقال پیام از طریق کانال رو به جلو، به ویژه برای کانال های معکوس بزرگ و بدون نویز فراهم می کند. IOS به طور منطقی در چنین سیستم هایی استفاده می شود که در آن کانال معکوس، به دلیل ماهیت بار آن، می تواند بدون آسیب رساندن به اهداف دیگر برای انتقال مؤثر اطلاعات تأیید استفاده شود.

با این حال، پیچیدگی کلی پیاده سازی سیستم ها با ITS بیشتر از سیستم های دارای ROS است. بنابراین، سیستم های دارای ROS کاربرد گسترده تری پیدا کرده اند. سیستم‌های IOS در مواردی استفاده می‌شوند که کانال معکوس می‌تواند به طور موثر برای انتقال رسیدها بدون آسیب به اهداف دیگر استفاده شود.

در سیستم های دارای سیستم عامل، اطلاعات افزونگی با در نظر گرفتن وضعیت کانال گسسته وارد اطلاعات ارسالی می شود. با بدتر شدن شرایط کانال، افزونگی معرفی‌شده افزایش می‌یابد و بالعکس، با بهبود شرایط کانال، کاهش می‌یابد.

بسته به هدف سیستم عامل، سیستم ها متمایز می شوند: با بازخورد تصمیم (ROS)، بازخورد اطلاعات (IOS) و با بازخورد ترکیبی (CFS).

در سیستم های دارای ROS (شکل 8.4، a)، گیرنده با دریافت ترکیب کد و تجزیه و تحلیل آن از نظر خطا، تصمیم نهایی را در مورد صدور ترکیب به مصرف کننده اطلاعات یا پاک کردن آن و ارسال سیگنال در معکوس می گیرد. کانال برای ارسال مجدد این ترکیب کد (درخواست). بنابراین، سیستم‌های دارای ROS اغلب سیستم‌هایی با پرسش مجدد یا سیستم‌هایی با پرس و جو خطای خودکار (AEO) نامیده می‌شوند. اگر ترکیب کد بدون خطا دریافت شود، گیرنده یک سیگنال تصدیق را تولید کرده و به کانال سیستم عامل ارسال می کند که پس از دریافت آن، فرستنده ترکیب کد بعدی را ارسال می کند.

برنج. 8.4. نمودارهای ساختاری سیستم PD با سیستم عامل: a - با ROS. ب - با IOS؛ - فرستنده کانال جلو؛ PKPR - گیرنده کانال تند؛ - فرستنده کانال معکوس؛ 0KPR - گیرنده کانال معکوس؛ RU - دستگاه تصمیم گیری

بنابراین، در سیستم های دارای ROS، نقش فعال متعلق به گیرنده است و سیگنال های تصمیم گیری تولید شده توسط آن از طریق کانال معکوس (از این رو نام - سیستم عامل تعیین کننده) منتقل می شود.

انتقال با ROS شبیه مکالمه تلفنی در شرایط شنوایی ضعیف است، زمانی که یکی از طرفین، با شنیدن ضعیف کلمه یا عبارتی، از دیگری می خواهد که دوباره آنها را تکرار کند و با شنیدن خوب، یا واقعیت دریافت اطلاعات را تأیید می کند. یا در هر صورت درخواست تکرار ندارد.

در سیستم‌های دارای IOS (شکل 8.4، b)، اطلاعات مربوط به ترکیب کد (یا عناصر ترکیب) که به گیرنده می‌رسند، قبل از پردازش نهایی و تصمیم‌گیری نهایی، از طریق کانال معکوس منتقل می‌شوند. هنگام صحبت با تلفن، آنها اغلب از یک رله ITS استفاده می کنند، زمانی که در شرایط تداخل شدید، از مخاطب می خواهند پیام ارسال شده را تکرار کند تا مطمئن شوند که آن را به درستی درک کرده است. اگر تکرار صحیح باشد، فرستنده یک تصدیق می دهد و اگر اشتباه باشد، فرستنده دوباره پیام را تکرار می کند. یک مورد خاص از IOS، ارسال مجدد کامل ترکیب کدها یا عناصر آنها به سمت گیرنده است. سیستم های مربوطه را سیستم های رله می گویند. در حالت کلی تر، گیرنده سیگنال های خاصی تولید می کند که حجم کمتری نسبت به اطلاعات مفید دارند، اما کیفیت دریافت آن را مشخص می کنند، که از طریق کانال سیستم عامل به فرستنده ارسال می شود. اگر مقدار اطلاعات ارسال شده از طریق کانال سیستم عامل (دریافت ها) برابر با مقدار اطلاعات موجود در پیام ارسال شده از طریق کانال مستقیم باشد، ITS کامل نامیده می شود. اگر اطلاعات موجود در رسید فقط برخی از علائم پیام را منعکس کند، ITS کوتاه شده نامیده می شود.

بنابراین، یا تمام اطلاعات مفید یا اطلاعات مربوط به ویژگی های متمایز آن از طریق کانال سیستم عامل منتقل می شود، بنابراین چنین سیستم عاملی اطلاعاتی نامیده می شود.

اطلاعات (دریافت) دریافت شده از طریق کانال سیستم عامل توسط فرستنده تجزیه و تحلیل می شود و بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل، فرستنده تصمیم می گیرد که ترکیب کد بعدی را ارسال کند یا کدهای ارسال شده قبلی را تکرار کند. پس از آن، فرستنده سیگنال های خدماتی در مورد تصمیم گرفته شده و سپس ترکیب کدهای مربوطه را ارسال می کند. مطابق با سیگنال های سرویس دریافتی از فرستنده، گیرنده یا ترکیب کد انباشته شده را برای گیرنده اطلاعات صادر می کند یا آن را پاک می کند و اطلاعات ارسال شده جدید را ذخیره می کند. البته در سیستم هایی با IOS کوتاه شده، کانال معکوس بارگذاری کمتری دارد، اما در مقایسه با یک IOS کامل، احتمال خطا بیشتر است.

در سیستم های دارای CBS، تصمیم به صدور ترکیب کد برای گیرنده اطلاعات یا ارسال مجدد می تواند هم در گیرنده و هم در فرستنده سیستم PDS گرفته شود و از کانال OS برای انتقال هر دو دریافت و تصمیم استفاده می شود.

سیستم های دارای سیستم عامل نیز به سیستم هایی با تعداد تکرار محدود و با تعداد تکرار نامحدود تقسیم می شوند. در سیستم‌هایی با تعداد تکرار محدود، هر ترکیب کد را نمی‌توان بیش از I بار تکرار کرد و در سیستم‌هایی با تعداد تکرار نامحدود، ارسال ترکیب‌ها تا زمانی که گیرنده یا فرستنده تصمیم به صدور این ترکیب برای مصرف‌کننده بگیرد، تکرار می‌شود. . با تعداد محدود تکرار، احتمال صدور ترکیب نادرست برای گیرنده بیشتر است، اما از طرف دیگر زمان کمتری برای انتقال تلف می‌شود و اجرای تجهیزات ساده‌تر می‌شود. توجه داشته باشید که در سیستم های OS زمان ارسال پیام ثابت نمی ماند و به وضعیت کانال بستگی دارد.

سیستم‌های سیستم عامل می‌توانند اطلاعات موجود در ترکیب کدهای رد شده را دور بیندازند یا از آن استفاده کنند تا تصمیم درست‌تری بگیرند. سیستم های نوع اول را سیستم های بدون حافظه و سیستم های نوع دوم را سیستم های دارای حافظه می نامند.

بازخورد می تواند بخش های مختلفی از سیستم را پوشش دهد (شکل 8.5):

1) یک کانال ارتباطی، در حالی که اطلاعات مربوط به سیگنال دریافتی قبل از تصمیم گیری از طریق کانال سیستم عامل منتقل می شود.

2) یک کانال گسسته، در حالی که کانال سیستم عامل تصمیمات اتخاذ شده توسط اولین مدار تصمیم گیری را بر اساس تجزیه و تحلیل عناصر سیگنال منفرد منتقل می کند.

3) یک کانال انتقال داده، در حالی که تصمیمات اتخاذ شده توسط مدار تصمیم دوم بر اساس تجزیه و تحلیل ترکیب کدها از طریق کانال سیستم عامل منتقل می شود.

برنج. 8.5 بازخورد در سیستم PDS

در حالت اول از دستگاه هایی مانند آشکارساز کیفیت برای کنترل کانال ارتباطی استفاده می شود که پارامترهای خاصی از سیگنال دریافتی (دامنه، فرکانس، مدت) یا سطح تداخل را تجزیه و تحلیل می کند. در همان زمان، دستورات را می توان از طریق کانال سیستم عامل برای تغییر پارامترهای سیگنال های ارسالی ارسال کرد: سیگنال های قدرت، ترکیب طیفی، نرخ ارسال، افزونگی کد و غیره که از طریق کانال های سیستم عامل می آیند.

در حالت دوم، آشکارسازهای کیفیت نیز معمولاً به عنوان تحلیلگر استفاده می‌شوند که دامنه یا اعوجاج لبه سیگنال را پس از دمدولاسیون یا هر دو کنترل می‌کند.

در مورد سوم، رمزگشای کانال خود به عنوان تحلیلگر عمل می کند و در مورد وجود یا عدم وجود خطا در ترکیب کدهای دریافتی تصمیم می گیرد.

از موارد فوق نتیجه می گیرد که سیستم های سیستم عامل تطبیقی هستند؟ نرخ انتقال اطلاعات از طریق کانال های ارتباطی به طور خودکار با شرایط خاص عبور سیگنال تنظیم می شود.

وجود خطا در کانال‌های سیستم عامل منجر به این واقعیت می‌شود که در سیستم‌های دارای ROS تلفات وفاداری خاصی وجود دارد که شامل ظاهر شدن ترکیب‌های کد اضافی - درج‌ها - و ناپدید شدن ترکیب‌های کد - حذف‌ها درج‌ها در مواردی به دست می‌آید که گیرنده سیگنال تصمیم گیری در مورد صحت ترکیب کد دریافتی ارسال می کند و در کانال سیستم عامل به سیگنال برگشتی تبدیل می شود. در این حالت فرستنده ترکیب کد قبلی را تکرار می کند و گیرنده آن را به عنوان کد بعدی درک می کند، یعنی همان ترکیب کد دو بار به مصرف کننده داده می شود. هنگامی که سیگنال درخواست تکرار تولید شده توسط گیرنده در کانال سیستم عامل به سیگنال تایید دریافت صحیح تبدیل شود، انصراف ها به دست می آیند. در این حالت فرستنده ترکیب کد بعدی را ارسال می کند و کد قبلی توسط گیرنده پاک می شود و توسط گیرنده دریافت نمی شود.

در سیستم های دارای IOS، از دست دادن وفاداری نیز به دلیل خطا در کانال های سیستم عامل امکان پذیر است.

در IOS های کوتاه شده، چنین خطاهایی به دلایلی مشابه مواردی که در بالا توضیح داده شد رخ می دهد، زمانی که یک رسید مربوط به یک سیگنال تحریف شده در کانال سیستم عامل به یک رسید مربوط به یک سیگنال تحریف نشده تبدیل می شود. در نتیجه، فرستنده قادر به تشخیص واقعیت دریافت اشتباه نیست. در IOS های کامل، اعوجاج در کانال بازخورد امکان پذیر است، به طور کامل اعوجاج در کانال فوروارد را جبران می کند، در نتیجه خطاها قابل تشخیص نیستند. بنابراین، توجه زیادی به شکل گیری کانال های سیستم عامل در سیستم های PDS می شود. کانال‌های سیستم‌عامل معمولاً در کانال‌های جهت معکوس با استفاده از روش‌های تقسیم فرکانس یا زمان از کانال‌های محموله تشکیل می‌شوند. روش‌های FDM معمولاً در سیستم‌هایی با نرخ انتقال ویژه نسبتاً پایین استفاده می‌شوند، برای مثال، هنگام انتقال داده‌ها با نرخ ۶۰۰...۱۲۰۰ bps بر روی کانال‌های PM. بسیاری از سیستم‌های POC از یک روش جداسازی ساختاری استفاده می‌کنند که در آن از یک رمز خاص برای سیگنال چالش استفاده می‌شود و هر کلمه رمز مجاز در گیرنده به عنوان یک سیگنال تصدیق و هر الگوی غیرمجاز به عنوان سیگنال چالش رمزگشایی می‌شود. برای محافظت در برابر سیگنال های تحریف شده ارسال شده از طریق کانال های سیستم عامل، از همان روش هایی استفاده می شود که برای افزایش صحت اطلاعات مفید استفاده می شود: کدهای تصحیح، ارسال های چندگانه و موازی.

در حال حاضر الگوریتم های متعددی برای سیستم عامل های دارای سیستم عامل شناخته شده است. رایج ترین آنها سیستم ها هستند: با ROS با انتظار سیگنال سیستم عامل. با تکرار بدون آدرس و مسدود کردن گیرنده و با تکرار آدرس.

سیستم‌های با تأخیر پس از ارسال یک کلمه رمز یا منتظر یک سیگنال بازخورد هستند یا همان کلمه رمز را ارسال می‌کنند، اما انتقال کلمه رمز بعدی تنها پس از دریافت تأییدیه برای الگوی ارسال شده قبلی آغاز می‌شود.

سیستم های مسدود کننده یک توالی پیوسته از ترکیب کدها را در غیاب سیگنال های سیستم عامل برای ترکیب های قبلی S ارسال می کنند. پس از تشخیص خطا در ترکیب، خروجی سیستم برای زمان دریافت ترکیبات S مسدود می شود، S ترکیبات دریافتی قبلی در حافظه گیرنده سیستم PDS پاک شده و سیگنال سوال ارسال می شود. فرستنده انتقال الگوهای S اخیر را تکرار می کند.

سیستم های با تکرار آدرس با این واقعیت متمایز می شوند که ترکیب کدهای دارای خطا با اعداد شرطی مشخص می شوند که بر اساس آن فرستنده فقط این ترکیب ها را دوباره ارسال می کند.

در یک سیستم با ROS، ترکیبات اطلاعات طول عناصر واحد و دستورات تصمیم از طریق کانال مستقیم و ترکیبات سرویس از طریق کانال بازخورد منتقل می‌شوند.

در یک سیستم با IOS، ترکیبات اطلاعاتی با طول k عناصر تک و دستورات راه حل از طریق کانال مستقیم منتقل می شوند و ترکیبات بررسی طول عناصر منفرد از طریق کانال سیستم عامل منتقل می شوند. برای، یک سیستم با ROS شبیه به یک سیستم با سیستم عامل کوتاه شده است، برای - یک سیستم IOS با سیستم عامل کامل. غالباً هنگام مقایسه سیستم‌ها با ROS و IOS، این شرایط نادیده گرفته می‌شود و سیستم‌های دارای ROS با سیستم با سیستم‌عامل کامل (رله) مقایسه می‌شوند و در نتیجه مقایسه سیستم‌های نامتجانس، به این نتیجه می‌رسد که نرخ انتقال در یک سیستم با ROS از نوع مشخص شده دو برابر بیشتر از سیستم در نظر گرفته شده با IOS است.

هنگام مقایسه سیستم های قابل مقایسه با ROS و IOS، نتایج متفاوت است. اجازه دهید به عنوان اشیاء سیستم های مقایسه با ROS و IOS که از کد تصحیح کننده خطا استفاده می کنند، انتخاب کنیم.اگر کانال های جهت انتقال جلو و معکوس یکسان باشند و خطاها در آنها مستقل باشند، پس احتمالات همان تبدیل بیت های تست در هر دو کانال یکسان هستند. بنابراین، توانایی تشخیص کد به محل مقایسه بیت‌های برابری بستگی ندارد: در سمت ارسال (در سیستم با IOS) یا در گیرنده (در سیستم با ROS) سیستم. بنابراین، با ایمنی برابر نویز کانال های رو به جلو و معکوس و تحت شرایط انتقال بدون خطا سیگنال های سرویس، سیستم های دارای IOS و ROS همان وفاداری انتقال را ارائه می دهند. این بدان معناست که میانگین تعداد ارسال مجدد (درخواست) در هر دو سیستم یکسان است.

متوسط نرخ انتقال پیام از طریق کانال فوروارد در سیستم‌های دارای ROS کمتر از سیستم‌های دارای IOS است، زیرا در اولی، با هر پیام با طول k، عناصر تکی چک بیشتری نیز ارسال می‌شوند. در سیستم‌های دارای IOS، این عناصر بررسی می‌شوند. از طریق کابل معکوس منتقل می شوند. اگر مصونیت نویز کانال معکوس بیشتر از کانال جلو باشد، وفاداری انتقال در سیستم‌های دارای IOS نیز بیشتر از سیستم‌های دارای ROS است. چنین وضعیتی می تواند رخ دهد، برای مثال، هنگام انتقال اطلاعات از یک ماهواره زمین مصنوعی (AES) به زمین، زمانی که کانال بازگشت می تواند با استفاده از یک فرستنده قدرتمند و یک آنتن بسیار کارآمد سازماندهی شود. در مورد گروه بندی خطاها در سیستم های دارای IOS، معمولاً (به دلیل تفاوت زمان ارسال در کانال های جلو و عقب) ارتباط بین خطاها در کانال های جلو و عقب رخ می دهد. در سیستم‌های دارای ROS، اطلاعات و بیت‌های تست با هم منتقل می‌شوند و چنین ارتباطی وجود ندارد.

صحت اطلاعات ارسال شده در هر دو نوع سیستم مورد بررسی تا حد زیادی توسط ویژگی های کد تشخیص خطا انتخاب شده تعیین می شود.

با توزیع خطای دسته ای، وفاداری نه تنها با ویژگی های کد، بلکه با زمان مسدود کردن نیز تعیین می شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که گیرنده با تشخیص اولین خطای بسته، برای ترکیبات کد S مسدود شده است، به همین دلیل برخی از خطاهای این بسته توسط آن درک نمی شود. بنابراین، افزایش ظرفیت ذخیره سازی فرستنده منجر به افزایش وفاداری انتقال می شود. با این حال، این باعث کاهش توان عملیاتی سیستم می شود، زیرا درخواست برای مدت طولانی تری گیرنده را مسدود می کند.

ترکیب‌های کد کوتاه نیز نامطلوب هستند، زیرا برای اطمینان از ویژگی‌های اصلاحی داده شده، نسبت در آنها کمتر از ترکیب‌های کد طولانی است، یعنی افزونگی نسبی بیشتر است. بنابراین، مقادیر بهینه طول کد وجود دارد که برای کانال هایی با ویژگی های خاص و نرخ مدولاسیون داده شده، حداکثر سرعت انتقال اطلاعات را فراهم می کند.

مطالعات نشان داده‌اند که برای یک وفاداری انتقال داده شده، طول کد بهینه در سیستم‌های دارای IOS تا حدودی کمتر از سیستم‌های دارای POC است که هزینه اجرای دستگاه‌های رمزگذاری و رمزگشایی را کاهش می‌دهد. با این حال، پیچیدگی کلی پیاده سازی سیستم ها با ITS بیشتر از سیستم های دارای ROS است. بنابراین، سیستم های دارای ROS کاربرد گسترده تری پیدا کرده اند. سیستم‌های IOS در مواردی استفاده می‌شوند که کانال معکوس می‌تواند به طور موثر برای انتقال رسیدها بدون آسیب به اهداف دیگر استفاده شود.

بسته به هدف سیستم عامل، سیستم ها متمایز می شوند:

با بازخورد قاطع (ROS)؛

با بازخورد اطلاعاتی (IOS)؛

با بازخورد ترکیبی (KOS).

در سیستم های دارای ROS، گیرنده با دریافت ترکیب کد و تجزیه و تحلیل آن از نظر خطا، تصمیم نهایی را در مورد صدور ترکیب به مصرف کننده اطلاعات یا پاک کردن آن و ارسال سیگنال از کانال معکوس برای ارسال مجدد این ترکیب کد می گیرد. درخواست). بنابراین، سیستم‌های دارای ROS اغلب سیستم‌هایی با پرسش مجدد یا سیستم‌هایی با پرس و جو خطای خودکار (AEO) نامیده می‌شوند. اگر ترکیب کد بدون خطا دریافت شود، گیرنده یک سیگنال تصدیق را تولید کرده و به کانال سیستم عامل ارسال می کند که پس از دریافت آن، فرستنده ترکیب کد بعدی را ارسال می کند. بنابراین، در سیستم های دارای ROS، نقش فعال متعلق به گیرنده است و سیگنال های تصمیم گیری تولید شده توسط آن از طریق کانال معکوس (از این رو نام - سیستم عامل تعیین کننده) منتقل می شود. انتقال با ROS شبیه مکالمه تلفنی در شرایط شنوایی ضعیف است، زمانی که یکی از طرفین، با شنیدن ضعیف کلمه یا عبارتی، از دیگری می خواهد که دوباره آنها را تکرار کند و با شنیدن خوب، یا واقعیت دریافت اطلاعات را تأیید می کند. یا در هر صورت درخواست تکرار ندارد.

در سیستم های دارای IOS، اطلاعات مربوط به ترکیب کدها (یا عناصر ترکیب) که به گیرنده می رسد، قبل از پردازش نهایی و تصمیم گیری نهایی، از طریق کانال معکوس منتقل می شود. هنگام صحبت با تلفن، آنها اغلب از یک رله ITS استفاده می کنند، زمانی که در شرایط تداخل شدید، از مخاطب می خواهند پیام ارسال شده را تکرار کند تا مطمئن شوند که آن را به درستی درک کرده است. اگر تکرار صحیح باشد، فرستنده یک تصدیق می دهد و اگر اشتباه باشد، فرستنده دوباره پیام را تکرار می کند. یک مورد خاص از IOS، ارسال مجدد کامل ترکیب کدها یا عناصر آنها به سمت گیرنده است. سیستم های مربوطه را سیستم های رله می گویند. اطلاعات (دریافت) دریافت شده از طریق کانال سیستم عامل توسط فرستنده تجزیه و تحلیل می شود و بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل، فرستنده تصمیم می گیرد که ترکیب کد بعدی را ارسال کند یا کدهای ارسال شده قبلی را تکرار کند. پس از آن، فرستنده سیگنال های خدماتی در مورد تصمیم گرفته شده و سپس ترکیب کدهای مربوطه را ارسال می کند. مطابق با سیگنال های سرویس دریافتی از فرستنده، گیرنده یا ترکیب کد انباشته شده را برای گیرنده اطلاعات صادر می کند یا آن را پاک می کند و اطلاعات ارسال شده جدید را ذخیره می کند.

سیستم های دارای سیستم عامل نیز به سیستم هایی با تعداد تکرار محدود و با تعداد تکرار نامحدود تقسیم می شوند. در سیستم هایی با تعداد تکرار محدود، هر ترکیب کد را نمی توان بیش از آن تکرار کرد لبارها و در سیستم هایی با تعداد تکرار نامحدود، انتقال ترکیب ها تکرار می شود تا زمانی که گیرنده یا فرستنده تصمیم بگیرد این ترکیب را برای مصرف کننده صادر کند. با تعداد محدود تکرار، احتمال صدور ترکیب نادرست برای گیرنده بیشتر است، اما از طرف دیگر زمان کمتری برای انتقال تلف می‌شود و اجرای تجهیزات ساده‌تر می‌شود. توجه داشته باشید که در سیستم های OS زمان ارسال پیام ثابت نمی ماند و به وضعیت کانال بستگی دارد.

وجود خطا در کانال های سیستم عامل منجر به این واقعیت می شود که در سیستم های دارای ROS تلفات وفاداری خاصی وجود دارد که شامل ظاهر ترکیب کد اضافی است - درج می کندو ناپدید شدن ترکیبات کد - سقوط. درج ها زمانی به دست می آیند که گیرنده سیگنال تصمیم گیری در مورد صحت ترکیب کد دریافتی ارسال می کند و در کانال سیستم عامل به سیگنال سؤال تبدیل می شود. در این حالت فرستنده ترکیب کد قبلی را تکرار می کند و گیرنده آن را به عنوان کد بعدی درک می کند، یعنی. ترکیب کد یکسان دو بار برای مصرف کننده صادر می شود. هنگامی که سیگنال درخواست تکرار تولید شده توسط گیرنده در کانال سیستم عامل به سیگنال تایید دریافت صحیح تبدیل شود، انصراف ها به دست می آیند. در این حالت فرستنده ترکیب کد بعدی را ارسال می کند و کد قبلی توسط گیرنده پاک می شود و توسط گیرنده دریافت نمی شود.

در سیستم های دارای IOS، از دست دادن وفاداری نیز به دلیل خطا در کانال های سیستم عامل امکان پذیر است. در IOS های کوتاه شده، چنین خطاهایی به دلایلی مشابه مواردی که در بالا توضیح داده شد رخ می دهد، زمانی که یک رسید مربوط به یک سیگنال تحریف شده در کانال سیستم عامل به یک رسید مربوط به یک سیگنال تحریف نشده تبدیل می شود. در نتیجه، فرستنده قادر به تشخیص واقعیت دریافت اشتباه نیست. در IOS های کامل، اعوجاج در کانال بازخورد امکان پذیر است، به طور کامل اعوجاج در کانال فوروارد را جبران می کند، در نتیجه خطاها قابل تشخیص نیستند.

در حال حاضر الگوریتم های متعددی برای سیستم عامل های دارای سیستم عامل شناخته شده است. رایج ترین سیستم ها در میان آنها عبارتند از:

ROS با انتظار سیگنال سیستم عامل؛

ROS با تکرار بدون آدرس و مسدود کردن گیرنده.

ROS با تکرار آدرس.

سیستم های انتظارپس از ارسال کلمه رمز، یا منتظر سیگنال بازخورد هستند، یا همان کلمه رمز را ارسال می کنند، اما انتقال کلمه رمز بعدی تنها پس از دریافت تاییدیه بر روی الگوی ارسال شده قبلی آغاز می شود.

سیستم های اینترلاکدر صورت عدم وجود سیگنال های سیستم عامل در قبلی، یک توالی پیوسته از ترکیب کدها را ارسال کنید nترکیبات پس از شناسایی خطاها در ترکیب (n + 1) -ام، خروجی سیستم برای زمان دریافت n ترکیب مسدود می شود. nترکیبات دریافت شده قبلی و یک سیگنال درخواست تکرار ارسال می شود. فرستنده انتقال را تکرار می کند nآخرین ترکیب کدهای ارسال شده

سیستم هایی با تکرار آدرستفاوت این است که ترکیب کدهای دارای خطا با اعداد شرطی مشخص می شوند که بر اساس آن فرستنده فقط این ترکیب ها را دوباره ارسال می کند.

در یک سیستم با ROS، ترکیب اطلاعات از طول nعناصر واحد و دستورات راه حل، و از طریق کانال بازخورد - ترکیبات سرویس. در یک سیستم با IOS، ترکیب اطلاعات از طول کعناصر واحد و دستورات راه حل، و از طریق کانال سیستم عامل - ترکیبات طول را آزمایش کنید n- کعناصر منفرد

مطالعات نشان داده است که برای یک وفاداری انتقال مشخص، طول کد بهینه در سیستم‌های دارای IOS تا حدودی کمتر از سیستم‌های دارای POC است که هزینه اجرای دستگاه‌های رمزگذاری و رمزگشایی را کاهش می‌دهد. با این حال، پیچیدگی کلی پیاده سازی سیستم ها با ITS بیشتر از سیستم های دارای ROS است. بنابراین، سیستم های دارای ROS کاربرد گسترده تری پیدا کرده اند. سیستم‌های IOS در مواردی استفاده می‌شوند که کانال معکوس می‌تواند به طور موثر برای انتقال رسیدها بدون آسیب به اهداف دیگر استفاده شود.