16. Системы с обратной связью

При обнаружении ошибки в принятом блоке он может быть, вообще гово­ря, передан получателю с пометкой о ненадёжности, но чаще всего при нали­чии дуплексного канала связи используется другой подход. По обратному ка­налу связи посылается запрос на данный блок, и тогда он передаётся повторно. Так продолжается до тех пор, пока данный блок не будет принят без обнару­женной ошибки. Такая система называется системой с решающей обратной связью (РОС), поскольку решение о приёме блока или о его повторной переда­че производится на приёмной стороне.

Возможен и другой подход, при котором решение об этом производится на передающей стороне. Признаком, требующим повторной передачи, может быть несовпадение ретранслированного с приёмной стороны по обратному каналу информационного блока с действительно передававшимися или несовпадение проверочных символов кода, сформированных по переданным информацион­ным на приёмной стороне и переданных на передающую сторону, с истинны­ми проверочными символами. Такая система называется системой с информа­ционной обратной связью (ИОС).

Поскольку наибольшее распространение получила система РОС, то рассмотрим далее кратко лишь её характеристики. Описанный алгоритм функционирования РОС относится к так называемой системе с ожиданием, когда каждая последующая комбинация начинает пе­редаваться только после отсутствия запроса на предыдущую комбинацию. Такой протокол обмена данными является неэффективным, поскольку канал связи не используется для пере­дачи информации, пока ожидается запрос или подтверждение на данную переданную комби­нацию. Наиболее эффективным является протокол с непрерывной передачей кодовых блоков, снабжённых адресами, что позволяет повторять ранее переданные блоки с теми адресами, которые были переданы по обратному каналу как адреса блоков с обнаруженными ошибками.

Система с обратной связью может достаточно полно характеризоваться двумя величина­ми:

— остаточной вероятностью ошибки р_ост, которая определяется как предел отношения числа блоков с необнаруженными ошибками к общему числу блоков, принятому получателем при неограниченном увеличении числа переданных блоков;

— сквозной эффективностью n, которая определяется как предел отношения числа принятых информационных символов к полному числу символов, переданных по каналу связи для обеспечения их приёма при неограниченном увеличении числа переданных блоков.

Для так называемой идеальной адресной системы, когда не учитывается избыточность, вносимая адресами и возможность переполнения буферных запоминающих устройств, кото­рые всегда необходимы для запоминания ранее переданных и ранее принятых блоков, эти величины при дуплексной передаче по 2СК без памяти с одинаковыми вероятностями оши­бок символов могут быть рассчитаны по следующим формулам:

где p_m(V) — вероятность необнаруживаемой ошибки при использовании (n, k) кода V, р — вероятность ошибочного приёма символа в 2СК. Эквивалентная вероятность ошибки р_э мо­жет быть при p_ocr «1 рассчитана как р₃ = p_0CI/k. (При бесшумном обратном канале в формуле (1) пока­затель степени 2n должен быть изменён на n.) При практической реализации протокол с ад­ресным подтверждением требует значительных усложнений для исключения вставок и выпа­дений блоков при ошибках в обратном канале связи, особенно если время распространения сигналов в канале связи не является в точности известным. Тогда используется менее эффек­тивный, но более устойчивый протокол системы РОС, который называется протоколом с бло­кировкой. Сущность такого протокола состоит в том, что при обнаружении ошибки в блоке или приёме сигнала "запрос" приёмное устройство закрывается (блокируется) на время, соот­ветствующее передаче L блоков, а на передаче осуществляются посылка сигнала "запрос" и повторная передача L блоков, предшествовавших текущему передаваемому блоку. Такой алго­ритм обеспечивает отсутствие вставок и выпадений с вероятностями порядка p_m(y) и требует для выбора L только знания верхней границы времени запаздывания сигналов в канале связи. Для 2СК без памяти при одинаковых вероятностях ошибок символов в прямом и обратном каналах можно получить следующую формулу для расчёта сквозной эффективности при ис­пользовании данного протокола.

Видно, что в частном случае L = 1 3 совпадает с 2. Для расчёта р_0СТ в системе с блокировкой можно использовать формулу 1.