Архитектура телекоммуникационных систем и сетей

Если же содержащаяся в квитанции информация отражает лишь некоторые признаки сообщения, то ИОС называется укороченной.Полученная по каналу ОС информация (квитанция) анализируется передатчиком, и по результатам анализ передатчик принимает решение о передаче следующей кодовой комбинации или о повторении ранее переданной. После этого передатчик передает служебные сигналы о принятом решении, а затем соответствующие кодовые комбинации. В соответствии с полученными от передатчика служебными сигналами приемник или выдает накопленную кодовую комбинацию получателю, или стирает ее и запоминает вновь переданную.Частным случаем ИОС является полная ретрансляция поступающих на приемную сторону кодовых комбинаций или их элементов.Соответствующие системы получили название ретрансляционных. В более общем случае приемник вырабатывает специальные сигналы, имеющие меньший объем, чем полезная информация, но характеризующие качество ее приема, которые по каналу ОС направляются передатчику..4.2 Системы с решающей обратной связьюВ системах с РОС приемник, приняв кодовую комбинацию и проанализировав ее на наличие ошибок, принимает окончательное решение о выдаче комбинации потребителю информации или о ее стирании и посылке по обратному каналу сигнала о повторной передаче этой кодовой комбинации (переспрос). Поэтому системы с РОС часто называют системами с переспросом, или системами с автоматическим запросом ошибок (АЗО). В случае принятия кодовой комбинации без ошибок приемник формирует и направляет в канал ОС сигнал подтверждения, получив который передатчик передает следующую кодовую комбинацию. Структурная схема системы с РОС приведена на рисунке 4.2.Таким образом, в системах с РОС активная роль принадлежит приемнику, а по обратному каналу передаются вырабатываемые им сигналы решения (отсюда название – решающая ОС).ПКпер. – передатчик прямого канала; ПКпр – приемник прямого канала; ОКпр – приемник обратного канала; ОКпер – передатчик обратного канала; РУ – решающее устройство, ИС – источник сообщения, ПС – получатель сообщения.Рисунок 4.2 – Структурная схема системы ПДС с РОССистемы ОС:с ограниченным числом повторений (КК повторяется не более L раз)с неограниченным числом повторений (КК повторяется до тех пор, пока приемник или передатчик не примет решение о выдаче этой комбинации потребителю).Системы с ОС могут отбрасывать либо использовать информацию, содержащуюся в забракованных КК, с целью принятия более правильного решения. Система первого типа называется системой без памяти, а второго – с памятью.Системы с ОС являются адаптивными: темп передачи информации по каналам связи автоматически приводится в соответствие с конкретными условиями прохождения сигналов.Наличие ошибок в каналах ОС приводит к тому, что в системах с РОС возникают специфические потери верности, состоящие в появлении лишних КК – вставок и пропадания КК – выпадений.Причины возникновения вставок и выпадений:- если в результате действия помех в ОК сигнал «подтверждения» трансформировался в сигнал «переспроса», то уже принятая КК выдается получателю, а в канал повторно отправится этаже комбинация. Таким образом, ПС последовательно получит две одинаковые комбинации – «вставка».- если произойдет переход «переспрос» - «подтверждение», то ошибочно принятая комбинация будет стерта, но в канал пойдет следующая. Значит ПС не получит данной комбинации – произойдет выпадение.Рисунок 4.3 – Временные диаграммы системы с РОС-ОЖРассмотрим работу данного устройства. ИС (источник сообщения) выдает на ПКперкомбинацию длительностью tбл, одновременно комбинация поступает в накопитель передачи (служит для запоминания одной кодовой комбинации с целью возможности ее повторения). После чего комбинации по каналу связи в удобном для передаче виде передается на ПКпр, там он появится через время распространения tр. После обратного преобразования в ПКпр, комбинация одновременно поступает на накопитель приема прямого канала и на декодер приемника для обнаружения ошибок. Через время tан формируется команда, которая в случае правильного приема выдается в накопитель приема для выдачи информации пользователю и в ОКпер для выдачи сигнала подтверждения на ОКпр. В результате принятия данной команды через время tрОС, и через время ее анализа tаОС от ИС запрашивается очередная кодовая комбинация и цикл передачи повторяется. В случае обнаружения ошибки формируется сигнал переспроса в обратном канале и управляющее устройство приемника выдает команду запрещающую накопителю выдавать кодовую комбинацию ПС, данная информация стирается.Таким образом, источнику разрешается выдавать только по одной комбинации с паузой между двумя соседними, равной времени ожидания ответа подтверждения по обратному каналу. Минимальное время ожидания можно легко определить по рисунку:,где длительность сигнала обратной связи.Задача № 6Рассчитать скорость передачи информации для системы РОС с ОЖ. Построить графики зависимости R(R1,R2,R3) от длины блока. Найти оптимальную длину блока, если время ожидания (при k=8).Исходные данные:Блок, передаваемый в канал, имеет значения: ;Число проверочных элементов: ;Длина блока в канале определяется по формуле ;Ошибки в канале считать независимыми;Вероятность ошибки на элемент Анализ задания:В соответствии с вариантом:Решение:Относительный коэффициент скорости передачи информации определяется по формуле:где – относительное снижение скорости за счет введения избыточности;гдеk – длина информационного блока, передаваемого в канал;n– общее число элементов в кодовой комбинации;– относительное снижениескорости, обусловленное ожиданием;где– время ожидания;– длина блока;– относительное снижение скорости, обусловленное повторными передачами;гдеРо.о.– вероятность обнаружения блоков с ошибками.Рассчитаем R1в зависимости от длины блока Приведем пример расчета потерь скорости из-за ожидания для крайних значений длин блока:для пары для пары Результаты расчета для всех значений n и kуказаны в таблице 1.Таблица 1 – Результаты расчета потерь скорости за счет избыточностиn14223038465462k8162432404856R10,5710,7270,8000,8420,8690,8890,903Рассчитаем R2в зависимости от длины блока. Учитывая обратный характер зависимости отношенияот длины блокаn, можно записать следующее соотношениегде n0 – длина блока для известного , например, n0= 14 (при k= 8) – длина блока для других отношений ТогдаПерепишем формулу расчета потерь скорости из-за ожидания как функцию длины блока:Приведем пример расчета потерь скорости из-за ожидания для крайних значений длин блока:для для Результаты расчета для всех значений указаныв таблице 2.Таблица 2 – Результаты расчета потерь скорости за счет ожиданияn142230384654620,60,3810,2800,2210,1820,1550,135R20,6250,7240,7810,8180,8450,8650,881Рассчитаем R3в зависимости от длины блока.Вероятность обнаружения блока с ошибками в канале с независимыми ошибками определяется по формуле:где Рош– вероятность ошибки на элемент.Тогда Приведем пример расчета потерь скорости из-за повторов передачи для крайних значений длин блока:для для Результаты расчета для всех значенийn приведены в таблице 3.Таблица 3 – Результаты расчета потерь скорости за счет повторовn14223038465462R30,9450,9160,8870,8590,8320,8050,780РассчитаемR в зависимости от длины блока.Приведем пример расчета относительной скорости передачи для крайних значений длин блока:для для Результаты расчета для всех значений n приведены в таблице 4.Таблица 4 - Результаты расчета относительной скорости передачиn14223038465462R10,5710,7270,8000,8420,8690,8890,903R20,6250,7240,7810,8180,8450,8650,881R30,9450,9160,8870,8590,8320,8050,780R0,3370,4820,5540,5920,6110,6190,621Построим графики зависимости R=R1∙R2∙R3от длины блока.Рисунок 4.1 – График зависимости относительной скорости передачи Rи относительных скоростей передачиR1,R2,R3от длины блокаn.Вывод:Оптимальная длина блока n= 62 элементов, так как при этом достигается максимальная скорость передачи информации.Задача № 7Определить вероятность неправильного приема в системе с РОС-ОЖ в зависимости от длины блока и построить график.Исходные данные:Блок, передаваемый в канал, имеет значения:;Число проверочных элементов: ;Длина блока в канале определяется по формуле;Ошибки в канале считать независимыми;Вероятность ошибки на элементАнализ задания:В соответствии с вариантом:Решение:При получении каждого блока, система с РОС-ОЖ имеет три исхода (рисунок 7.1):Блок принят верно (Рпп);В блоке обнаружена ошибка (Роо);Блок принят с ошибками, которые не обнаружены (Рно)ППр– правильный прием;ОО – обнаружена ошибка;НП – неправильный прием.Рисунок 7.1 – Граф состояний системы сРОС - ОЖВероятность неправильного приема при заданном числе переспросовi:где:где: – кодовое расстояниеЕсли , то , а при получается, что:Приведем пример расчета вероятности неправильного приема дляВероятность обнаруженной ошибкиВероятность необнаруженной ошибкиВероятность неправильного приемаРезультаты расчета для всех значений n приведены в таблице 5.Таблица 5 – Результаты расчета вероятности неправильного приемаn142230384654620,0550,0840,1130,1410,1680,1950,2200,0350,1450,3740,7591,3352,1303,1710,0370,1580,4220,8841,6052,6464,065Построим графики зависимости вероятности неправильного приема в системе с РОС-ОЖ от длины блока (рисунок 7.2).Рисунок 7.2 – График зависимости вероятности неправильного приема в системе с РОС-ОЖ от длины блокаn.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной курсовой работе мы рассмотрели процессы передачи информации в системах ПДС. Изучили основные методы регистрации сигналов, синхронизацию в системах ПДС. Синхронизация является важным звеном, так как в процессе распространению по каналу связи сигнал подвергается искажениям и запаздывания, и сигнализация необходима для установления соответствия между сигналом на передаче и приеме. Так же мы рассмотрели основные методы кодирования, использующиеся в системах передачи данных. Кодирование необходимо для защиты информации от ошибок, для защиты от получения передаваемой информации злоумышленником. Научились строить кодеры и декодеры циклического кода. В последней части курсовой работы мы рассмотрели системы передачи данных с обратной связью.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВПередача дискретных сообщений: Учебник для ВУЗов / В. П. Шувалов, Н. В. Захарченко, В. О. Шварцман и др.; Под ред. В. П. Шувалова. – М.: Радио и связь, 1990-464 с.Передача дискретной информации: Учебник для ВУЗов / Г. А. Емельянов, В. О. Шварцман- М.: Радио и связь, 1982-240 с.Конспект лекций