Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей

При получении квитации передатчик анализирует ее и принимает решение о передаче следующей кодовой комбинации или повторении предыдущей. Затем передатчик отправляет служебные сигналы о принятом решении и соответствующие кодовые комбинации. После получения служебных сигналов приемник либо выдает накопленную кодовую комбинацию получателю, либо стирает ее и запоминает вновь переданную.Частным случаем ИОС является полная ретрансляция поступающих на приемную сторону кодовых комбинаций или их элементов, что является основой для ретрансляционных систем. Приемник вырабатывает специальные служебные сигналы, которые характеризуют качество приема, и направляет их через канал обратной связи передатчику. Эти служебные сигналы содержат меньшее количество информации, чем полезная информация.4.2 Системы с решающей обратной связьюВ системах передачи данных с решающей обратной связью (РОС), приемник принимает закодированную комбинацию сигнала. После декодирования и проверки на наличие ошибок, приемник принимает окончательное решение о передаче информации или запросе повторной передачи комбинации. Поэтому РОС также называют системами с автоматическим запросом ошибок (АЗО). В случае получения верной комбинации, приемник отправляет сигнал подтверждения, и передатчик передает следующую комбинацию. Структурная схема 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 с обратной связью (ОС) могут быть категоризованы на системы с ограниченным числом повторений (LimitedRepeatSystems, LRS) и системы с неограниченным числом повторений (UnlimitedRepeatSystems, URS). В LRS количество повторений комбинации символов (КК) ограничено до L раз, тогда как в URS КК повторяется до тех пор, пока приемник или передатчик не примет решение о выдаче этой комбинации потребителю. ОС имеют возможность отбрасывать или использовать информацию, содержащуюся в забракованных КК, с целью принятия более корректных решений. При этом, система с памятью называется Ретрансляционной Системой (RetransmissionSystem), а система без памяти - Непрерывной Системой (ContinuousSystem).ОС являются адаптивными, так как они автоматически приводят темп передачи информации по каналам связи в соответствие с конкретными условиями прохождения сигналов. Наличие ошибок в каналах ОС приводит к появлению лишних КК - вставок и выпадений комбинаций. Вставки происходят, если помехи превращают сигнал "подтверждения" в "переспрос", из-за этого уже принятая КК выдается получателю, а в канал повторно отправится та же комбинация. Таким образом, потребитель последовательно получит две одинаковые комбинации, что называется вставкой. Выпадение происходит, если произойдет переход "переспрос" - "подтверждение", тогда ошибочно принятая комбинация будет стерта, но в канал пойдет следующая. Потребитель не получит данную комбинацию, и это будет выпадением.Рисунок 4.3 – Временные диаграммы системы с РОС-ОЖПроанализируем операционную структуру данной системы. Сигналы, генерируемые источником сообщения, передаются через накопитель передачи на ПКпр с использованием канала связи. Они декодируются на приемнике и передаются в накопитель приема и декодер для обнаружения ошибок. Если команда принята правильно, то информация отображается на накопителе приема и выдается сигнал подтверждения на ОКпр. После того, как информация будет обработана, ИС запросит следующую кодовую комбинацию и цикл передачи повторится. Однако, при обнаружении ошибки накопителю запрещено выдавать кодовую комбинацию ПС. Таким образом, источнику разрешено выдавать только по одной комбинации с паузой между двумя соседними, равной времени ожидания ответа подтверждения по обратному каналу. Минимальное время ожидания можно определить по рисунку,где длительность сигнала обратной связи.Задача № 6Анализ 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 для крайних значений длин блока:для пары для пары Результаты расчета для всех значений n и kуказаны в таблице 6.1.Таблица 6.2 – 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 таблице6.2.Таблица 6.2 – 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 таблице6.3.Таблица 6.3 – Результаты расчета потерь скорости за счет повторовn14223038465462R30,9790,9680,9560,9450,9330,9220,911РассчитаемR 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 передачиn14223038465462R10,5710,7270,8000,8420,8690,8890,903R20,6250,7240,7810,8180,8450,8650,881R30,9790,9680,9560,9450,9330,9220,911R0,3490,5100,5970,6510,6850,7090,725Построим графики зависимости R=R1∙R2∙R3от длины блока.Рисунок 4.1 – График зависимости относительного коэффициента скорости передачиRи относительных скоростей передачиR1,R2,R3от длины блокаn.Вывод:Оптимальная длина блока n= 62 элементов, так как при этом достигается максимальная скорость передачи информации.Задача № 7Анализ 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 расчетав Mathcad вероятности неправильного приема дляВероятность обнаруженной ошибки1Вероятность необнаруженной ошибки (в Mathcad)Вероятность неправильного приемаРезультаты расчета для всех значений n приведены в таблице 7.1.Таблица 7.1– Результаты расчета вероятности неправильного приемаn142230384654620,0210,0320,0440,0550,0670,0780,0890,0020,5091,3292,7374,8827,90511,9460,0020,5261,3912,8985,2318,57313,111Построим графики зависимости вероятности неправильного приема в системе с РОС-ОЖ от длины блока (рисунок 7.2).Рисунок 7.1 – График зависимости вероятности неправильного приема в системе с РОС-ОЖ от длины блокаnЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной курсовой работе рассмотрены процессы передачи информации в системах ПДС. Изучены основные методы регистрации сигналов и синхронизации в системах ПДС. Синхронизация является важным звеном процесса передачи, так как сигнал подвергается искажениям и запаздываниям в процессе распространения. Так же мы рассмотрели основные методы кодирования, использующиеся в системах передачи данных. Кодирование также является важным элементом защиты информации от ошибок и злоумышленников.Были рассмотрены методы кодирования циклического кода и построены кодеры и декодеры циклического кода. В заключении курсовой работы были рассмотрены 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 лекцийПриложение А