Системы с комбинированной обратной связью. Классификация систем с обратной связью. Системы передачи цифровой информации с обратной связью
Ошибки в каналах обычно группируются, состояние канала может быть самым различным. Следовательно, если применять корректирующий код в СПИ без обратной связи, то при значительной плотности ошибок он будет неэффективен по помехоустойчивости, а при небольшой плотности ошибок он будет неэффективен по скорости передачи. Обычно корректирующий код рассчитывают на постоянную плотность помех, поэтому СПИ без обратной связи применяют в системах с постоянным временем задержки информации, а также если отсутствует канал обратного направления или его создание невозможно.
Необходимо избыточность, вводимую в передаваемую информацию, соразмерять с состоянием дискретного канала в каждый момент времени. Например, рост числа ошибок должен быть связан с ростом избыточности.
Избыточность вводится в передатчике, а о состоянии канала можно судить по результатам приема информации. Чтобы регулировать избыточность, надо чтобы приемник информировал передатчик о числе ошибок. Поэтому водится канал обратной связи.
СПИ с каналом обратной связи делятся на системы с решающей обратной связью (РОС), системы с информационной обратной связью (ИОС) и системы с комбинированной обратной связью (КОС).
В системах с РОС приемник, приняв кодовую комбинацию и выполнив ее анализ на наличие ошибок, принимает окончательное решение либо о выдаче кодовой комбинации потребителю, либо о ее стирании и посылке по обратному каналу сигнала переспроса. Системы с РОС называют системами с переспросом или системами с автоматическим запросом ошибок. В случае принятия кодовой комбинации без ошибок приемник формирует и направляет в канал обратной связи сигнал подтверждения. Передатчик, получив сигнал подтверждения, передает следующую кодовую комбинацию. Активная роль принадлежит приемнику, а по каналу обратной связи передается сигнал решения, вырабатываемый приемником.
В системах с ИОС по каналу обратной связи передаются сведения о поступающих в приемник кодовых комбинациях (или их элементах) до окончательной обработки и принятия заключительного решения. Возможно, что осуществляется ретрансляция кодовой комбинации от приемника к передатчику. Такие системы называются ретрансляционными. Возможно, что приемник вырабатывает специальные сигналы, имеющие меньший объем, чем полезная информация, но характеризующие качество ее приема. Эти сигналы от приемника по каналу обратной связи также направляются к передатчику. Если количество информации, передаваемой по каналу обратной связи (квитанция), равно количество информации в сообщении, передаваемом по прямому каналу, то ИОС называется полной. Если же информация квитанции отражает лишь некоторые признаки сообщения, то ИОС называется укороченной.
Полученная по каналу обратной связи квитанция анализируется передатчиком. По результатам анализа передатчик принимает решение о передаче следующей кодовой комбинации или о повторении ранее переданных комбинаций.
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 как вновь переданную.
В системах с укороченной ИОС меньше загрузка канала обратной связи, но больше вероятность появления ошибок по сравнению с системами с полной ИОС.
В системах с КОС решение о выдаче кодовой комбинации получателю или о повторной передаче может приниматься как в приемнике, так и в передатчике, а канал ОС использоваться как для передачи квитанции, так и для решения.
Системы с ОС делятся на системы с ограниченным и неограниченным числом повторений. При ограниченном числе повторений вероятность ошибки больше, но меньше время задержки.
Если СПИ с обратной связью отбрасывает информацию в забракованных кодовых комбинациях, то эта система без памяти. В противном случае СПИ с обратной связью называют системой с памятью. На рис.6.10 приведена иллюстрация, поясняющая реализации обратных связей в СПИ.
При варианте I по каналу связи передаются сведения о принимаемом сигнале до принятия какого-либо решения. При варианте II обратная связь охватывает дискретный канал связи, а по каналу обратной связи передаются решения, принятые первой решающей схемой. При варианте III обратная связь охватывает канал передачи дискретной информации, а по каналу обратной связи передаются решения второй решающей схемы, принятые на основе анализа кодовой комбинации.
Системы с ОС являются адаптивными системами передачи информации, т.к. передача по каналу автоматически приводится в соответствие с конкретными условиями прохождения сигналов.
Каналы обратной связи образуются методами частотного или временного разделения от каналов передачи полезной информации.
Для защиты от искажений сигналов, передаваемых по каналу ОС, применяют корректирующие коды, многократную и параллельную передачи.
, 33. Обеспечение требований безопасности и дисциплины.doc , Лабораторные работы для дисциплины Введение в специальнорсть 14. , рабочая программа по ТХ ПМ03 17.doc , 2-4 рабочая программа 2019-2020.docx .
Лекция №14. Характеристики системы с обратной связью и их особенности. Структурная схема системы с информационной обратной связью и решающей обратной связью , характеристики и алгоритм работы.
Основная литература:
Передача 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
Купинов Ю.П. и др. Основы передачи дискретных сообщений -М.: Радио и связь, 1992.
Цифровая связь. - М., Санк-П, Киев: Изд. дом «Вильяме», 2003
Мирманов А.Б. Курс лекций по дисциплине «Технология цифровой связи» - Астана: КазАТУ, 2009. (электронный)
Ключевые слова:
адаптивные, решающая, информационная, обратный канал, вставка, выпадения, сдвига.
Рассматриваемые вопросы:
Адаптация в системах ПДС
Системы с обратной связью
Системы передачи с РОС.
Скорость передачи информации в системах с РОС и ОЖ
Методика расчёта вероятности неправильного приёма (без учёта искажений в канале ОС)
Тезисы к лекции
Адаптация в системах ПДС
Большинство реальных каналов связи являются нестационарными . Состояние и качество таких каналов изменяется с течением времени.
Для наилучшего использования канала необходимо менять вносимую избыточность (алгоритмы кодирования, декодирования, сигналы и т. п.) в зависимости от состояния канала.
Системы, в которых осуществляется процессе целенаправленного изменения параметров, структуры или свойств системы в зависимости от условий передачи сообщения, с целью достижения оптимального функционирования – называются адаптивными .
Адаптивные системы предполагают использование обратных связей.
Системы с обратной связью
В зависимости от назначения ОС различают системы:
с решающей ОС (РОС);
с информационной (ИОС).
Принципиальное отличие систем РОС и ИОС состоит в том, где принимается решение о дальнейшем поведении системы. В системах с РОС решение принимается на приёме , а в системах с ИОС – на передаче .
Для организации обратной связи и в тех и в других системах используется обратный канал .
Информация передаваемая по каналу с ОС – называется квитанцией .
Системы с ИОС, в которых осуществляется полная передача принятых кодовых комбинаций по обратному каналу, называются ретрансляционные .
Чаще приёмник формирует специальные сигналы , имеющие меньший объём, чем полезная информация переданная по прямому каналу, т. е. квитанция меньше – укороченная ИОС.
Системы передачи с РОС.
Наиболее распространёнными среди систем с РОС являются:
системы с ожиданием (РОС - ОЖ);
с непрерывной передачей информации и блокировкой
с адресным переспросом
В системах РОС – ОЖ всегда присутствует задержка на время ожидания t ож . Это время складывается из нескольких интервалов:
где t p пк – время распространения сигнала в прямом канале; t ан –– время анализа правильности приёма; t oc – длительность сигнала ОС; t p oc – распространение сигнала ОС; t a oc – анализ сигнала ОС.
В системах с ОС появляются специфические искажения, вследствие ошибок в канале обратной связи. Такие искажения называют «вставками» и «выпадениями» .
Причины и их возникновения:
если в результате действия помех в ОК сигнал «подтверждения» трансформировался в сигнал «переспроса», то уже принятая КК выдаётся получателю, а в канал повторно отправится этаже комбинация. Таким образом, ПС получит две последовательно идущие одинаковые комбинации – «вставка».
если произойдёт переход «переспрос» «подтверждение», то ошибочно принятая комбинация будет стёрта, но в канал пойдёт следующая. Значит ПС не получит данной комбинации - произойдёт «выпадение».
Борьба с явлением ""сдвига"" в системах с РОС - ОЖ
Повышение помехоустойчивости обратного канала.
Циклическая нумерация передаваемых кодовых комбинаций
Методика расчёта вероятности неправильного приёма (без учёта искажений в канале ОС)
Приём каждой КК имеет три исхода:
КК принята верно и ошибок в ней нет (Р ппр )
КК принята и в ней обнаружена ошибка (Р оо )
КК с ошибкой, но ошибка не обнаружена (Р нпр )
Рисунок 14.1. Граф состояний рассматриваемой системы с РОС – ОЖ
Вероятность неправильного приёма P * нп при неограниченном числе циклов переспроса будет включать в себя вероятность НП в первом цикле, вероятность НП после первого, второго и т. д. переспросов.
Скорость передачи информации в системах с РОС и ОЖ
К основным недостаткам систем РОС – ОЖ относится значительное снижение скорости R.
Причины снижения скорости :
введение избыточных (проверочных) элементов ( 1 );
наличие t ож – сигнала решения о качестве приёма ( 2 );
повторные передачи KК ( 3 ).
R = B 1 2 3
Коэффициенты уменьшения скорости за счёт введения проверочных элементов
Учитывая и избыточность и ожидание
3. При вероятности обнаружения ошибок в КК - P
oo
Анализируя
1
и
3
следует, что для увеличения скорости R (или снижения потерь скорости) необходимо увеличивать длину блока n. Увеличение длины блока
n:
снижает относительное количество избыточных элементов необходимых для обеспечения заданной верности ;
снижает относительные потери на ожидание решения о качестве приёма.
Контрольные вопросы
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Характеристики системы с обратной связью и их особенности. Структурная схема системы с информационной обратной связью и решающей обратной связью, характеристики и алгоритм работы
передача сообщение коммутация
Адаптация в системах ПДС
Большинство реальных каналов связи являются нестационарными. Состояние и качество таких каналов изменяется с течением времени.
Для наилучшего использования канала необходимо менять вносимую избыточность (алгоритмы кодирования, декодирования, сигналы и т. п.) в зависимости от состояния канала.
Системы, в которых осуществляется процесс целенаправленного изменения параметров, структуры или свойств системы в зависимости от условий передачи сообщения, с целью достижения оптимального функционирования - называются адаптивными.
Адаптивные системы предполагают использование обратных связей.
Системы с обратной связью
В зависимости от назначения ОС различают системы:
с решающей ОС (РОС);
с информационной (ИОС).
Общее в алгоритме работы систем с ОС, в простейшем случае, то, что после передачи некоторой порции информации передатчик прямого канала ожидает сигнала, либо на выдачу следующей порции, либо на повторную передачу предыдущей.
Принципиальное отличие систем РОС и ИОС состоит в том, где принимается решение о дальнейшем поведении системы. В системах с РОС решение принимается на приёме, а в системах с ИОС - на передаче.
Для организации обратной связи и в тех и в других системах используется обратный канал.
Информация передаваемая по каналу с ОС - называется квитанцией.
Системы с ИОС, в которых осуществляется полная передача принятых кодовых комбинаций по обратному каналу, называются ретрансляционные.
Чаще приёмник формирует специальные сигналы, имеющие меньший объём, чем полезная информация, переданная по прямому каналу, т. е. квитанция меньше - укороченная ИОС.
Системы передачи с РОС.
Наиболее распространёнными среди систем с РОС являются:
системы с ожиданием (РОС - ОЖ);
с непрерывной передачей информации и блокировкой
с адресным переспросом
В системе РОС - ОЖ после передачи кодовой комбинации система ожидает сигнала подтверждения, и только после этого происходит передача следующей КК.
В системах РОС - ОЖ всегда присутствует задержка на время ожидания t ож. Это время складывается из нескольких интервалов:
где t p пк - время распространения сигнала в прямом канале; t ан -- время анализа правильности приёма; t oc - длительность сигнала ОС; t p oc - распространение сигнала ОС; t a oc - анализ сигнала ОС.
В системах с ОС появляются специфические искажения, вследствие ошибок в канале обратной связи. Такие искажения называют «вставками» и «выпадениями».
Причины и их возникновения:
если в результате действия помех в ОК сигнал «подтверждения» трансформировался в сигнал «переспроса», то уже принятая КК выдаётся получателю, а в канал повторно отправится этаже комбинация. Таким образом, ПС получит две последовательно идущие одинаковые комбинации - «вставка».
если произойдёт переход «переспрос» «подтверждение», то ошибочно принятая комбинация будет стёрта, но в канал пойдёт следующая. Значит ПС не получит данной комбинации - произойдёт «выпадение».
Явления вставки и выпадения получили общее название «сдвига».
Борьба с явлением ""сдвига"" в системах с РОС - ОЖ
Повышение помехоустойчивости обратного канала.
Циклическая нумерация передаваемых кодовых комбинаций
Методика расчёта вероятности неправильного приёма (без учёта искажений в канале ОС)
Приём каждой КК имеет три исхода:
КК принята верно и ошибок в ней нет (Р ппр)
КК принята и в ней обнаружена ошибка (Р оо)
КК с ошибкой, но ошибка не обнаружена (Р нпр)
Рисунок 1. Граф состояний рассматриваемой системы с РОС - ОЖ
Вероятность неправильного приёма P * нп при неограниченном числе циклов переспроса будет включать в себя вероятность НП в первом цикле, вероятность НП после первого, второго и т. д. переспросов.
Скорость передачи информации в системах с РОС и ОЖ
К основным недостаткам систем РОС - ОЖ относится значительное снижение скорости R.
Причины снижения скорости:
введение избыточных (проверочных) элементов (1);
наличие t ож - сигнала решения о качестве приёма (2);
повторные передачи KК (3).
R = B * 1 * 2 * 3
Коэффициенты уменьшения скорости за счёт введения проверочных элементов
Учитывая и избыточность и ожидание
3. При вероятности обнаружения ошибок в КК - P oo
Анализируя 1 и 3 следует, что для увеличения скорости R (или снижения потерь скорости) необходимо увеличивать длину блока n. Увеличение длины блока n:
снижает относительное количество избыточных элементов необходимых для обеспечения заданной верности;
снижает относительные потери на ожидание решения о качестве приёма.
При увеличении длины блока возрастает вероятность его поражения ошибкой (K ош ^), а значит увеличивается вероятность переспроса и увеличивается время необходимое для повторения длинной комбинации, следовательно для получения максимальной скорости R в системах с РОС и ОЖ требуется оптимизация длины блока.
2. Архитектура связи. Методы коммутации. Службы связи. Модель ВОС. Типы компьютерных сетей
Архитектура связи
Понятие связь включает в себя совокупность сетей и служб.
Служба связи - это комплекс средств, обеспечивающий представления пользователям определенных услуг.
Под комплексом средств следует понимать совокупность программных и аппаратных средств, методов обработки, распределения и передачи данных, в том числе оконечное оборудование (данных) расположенное у пользователя.
Каждая служба может иметь ряд применений, которые с позиции пользователя классифицируется как услуги.
Для транспортировки и коммутации сигналов в службах электросвязи используются вторичные сети электросвязи: телеграфные; передачи данных; факсимильной связи; автоматическая сеть телефонной связи.
Первичная сеть связи обеспечивает вторичные сети каналами связи.
Методы коммутации в сетях ПДС
Два основных принципа коммутации: непосредственное соединение; соединение с накоплением информации.
Непосредственное соединение предполагает физическое соединение входящих в УК каналов с соответствующими адресу исходящими каналами. Принцип непосредственного соединения реализуется в системе коммутации каналов (КК).
Под коммутацией каналов понимается совокупность операций по соединению каналов для получения сквозного канала, связывающего через узлы коммутации один оконечный пункт с другим.
Достоинства КК: после организации соединения абоненты могут вести передачу в любое время независимо от нагрузки, поступающей от других абонентов; передачи осуществляются с фиксированной задержкой, т.е. может быть реализован режим передачи в реальном масштабе времени, что особенно важно при передаче мультимедийного трафика.
Недостатки КК: плохое использование ресурсов сети, в частности каналов, если взаимодействующие абоненты недостаточно активны и между передачами сообщений наблюдаются длительные паузы.
Коммутация с накоплением - совокупность операций приема на узлах коммутации (УК) сообщения или его части, накопления и последующей передачи сообщения или его части в соответствии с содержащимся в нем (ней) адресом.
При системе коммутации с накоплением (КН) ОП имеет постоянную прямую связь со своим УК (иногда с несколькими) и передает на него информацию, а затем эта информация поэтапно передается через узлы коммутации другим абонентам, причем в случае занятости исходящих каналов информации запоминается в узлах и передается по мере освобождения каналов в нужном направлении.
Две разновидности системы с накоплением: система коммутации сообщений (КС); система коммутации пакетов (КП).
Способ обслуживания, при котором заявка, поступившая в момент отсутствия свободных линий или приборов, ожидает их освобождения, называется обслуживанием с ожиданием.
Метод коммутации пакетов по своей идеологии совпадает с методом КС и отличается лишь тем, что длинные сообщения передаются не целиком, а разбиваются на относительно короткие части - пакеты.
Способы (режимы) передачи пакетов: режим виртуальных соединений и датаграммный режим.
Виртуальное (условное) соединение существует только в памяти управляющего компьютера.
Режим виртуальных соединений эффективен при передаче больших массивов информации и обладает всеми преимуществами методов коммутации каналов и пакетов.
В стандартных международных протоколах предусматривается два типа виртуальных канала: постоянный и коммутируемый.
Коммутируемый виртуальный канал (PVC - Permanent Virtual Circuits) предполагает установление и ликвидацию канала при каждом соединении, по рассмотренному выше алгоритму.
Постоянный (SVC - Switched Virtual Circuits) - закрепляется между двумя абонентами на длительный период времени, по согласованию с администрацией сети. Отпадает необходимость организации и ликвидации канала при каждой передаче.
Для коротких сообщений более эффективен датаграммный режим, не требующий довольно громоздкой процедуры установления виртуального соединения между абонентами.
Термин «датаграмма» применяют для обозначения самостоятельного пакета, движущегося по сети независимо от других пакетов.
Получив датаграмму, узел коммутации направляет ее в сторону смежного узла, максимально приближенного к адресату. Когда смежный узел подтверждает получение пакета, узел коммутации стирает его в своей памяти. Если подтверждение не получено, узел коммутации отправляет пакет в другой смежный узел и т.д., до тех пор, пока пакет не будет принят.
Датаграмный режим используется, в частности, Internet, протоколы UDP (User Datagram Protocol) и TFTP (Trivial File Transfer Protocol).
Архитектура взаимодействия открытых систем
Появление компьютерных сетей привело к необходимости создания стандартов, определяющих принципы взаимодействия внешних пользователей с сетями и сетей между собой, т.е. стандартов взаимодействия открытых систем, ВОС.
В процессе работы сети взаимодействуют узлы, каждый из которых представляет собой иерархическую систему. Процедура взаимодействия этих узлов может быть описана в виде набора правил взаимодействия каждой пары соответствующих (равноправных) уровней участвующих сторон.
Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называется протоколом.
Уровни, находящиеся в одном узле в процессе работы, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами. Эти правила принято называть интерфейсом.
Эталонная модель ВОС является наиболее общим описанием структуры построения стандартов. Она определяет принципы взаимосвязи между отдельными стандартами и является основой обеспечения возможности параллельной разработки различных стандартов для ВОС.
Система является открытой, если она соответствует эталонной модели ВОС, стандартному набору услуг и стандартным протоколам.
Рисунок 2. Структура эталонной модели ВОС
В семиуровневой модели ВОС все процессы, реализуемые открытой системой, разбиты на семь взаимно подчиненных уровней. Уровень с меньшим номером представляет услуги смежному с ним верхнему уровню и пользуется для этого услугами смежного с ним нижнего уровня. Самый верхний (7) уровень только потребляет услуги, а самый нижний (1) только их предоставляет.
Физический уровень осуществляет передачу неструктурированного «сырого» потока битов по физической среде (без учета деления на кодовые комбинации).
Канальный уровень решает задачи организации доступа к среде передачи, реализации механизмов обнаружения и коррекции ошибок.
Сетевой уровень отвечает за адресацию сообщений и перевод логических имен и адресов в физические адреса. Основной задачей является маршрутизация сообщений, обеспечение управления информационными потоками, организацию и поддержание транспортных каналов, а так же учитывает предоставленные услуги.
Транспортный уровень принимает от вышестоящего уровня некоторый блок данных и должен обеспечить его транспортировку через сеть связи к удаленной системе. Транспортный уровень гарантирует доставку пакетов без ошибок, в той же последовательности, без потерь и дублирования.
Уровень протоколов называют уровнем сессий или сеансовым. Его основным назначением является организация способов взаимодействия между прикладными процессами: соединение прикладных процессов для их взаимодействия, организация передачи информации между процессами во время взаимодействия, «рассоединения» процессов.
Представительский уровень определяет синтаксис передаваемой информации, т.е. набор знаков и способы их представления, которые являются понятными для всех взаимодействующих открытых систем. Представительский уровень отвечает за преобразование протоколов, трансляцию данных, их шифрование, смену и преобразование применяемого набора символов (кодовой таблицы) и расширение графических команд. Может управлять сжатием данных.
Прикладной уровень эталонной модели ВОС определяет семантику, т.е. смысловое содержание информации, которой обмениваются ОС в процессе решения некоторой заранее известной задачи. Взаимодействующие системы должны одинаково интерпретировать получаемые данные.
Прикладной (пользовательский) уровень является основным, именно ради него существуют все остальные уровни. Он называется прикладным, поскольку с ним взаимодействуют прикладные процессы системы, которые должны решать некоторую задачу совместно с прикладными процессами, размещенными в других открытых системах.
Сети передачи данных, компьютерные сети
Сети передачи данных ассоциируются с термином «компьютерные сети», т.к. в качестве оконечного оборудования данных используется именно персональный компьютер.
Классификация компьютерных сетей:
Территориальной распространенности.
Ведомственной принадлежности.
Скорости передачи информации.
Типу среды передачи.
По территориальной распространенности сети могут быть локальными, региональными и глобальными.
Локальные сети - это сети перекрывающие территорию не более 10 квадратных километров.
Региональные - это сети расположенные на территории города или области.
Глобальные - это сети расположенные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.
По ведомственной принадлежности различают ведомственные и государственные сети.
Ведомственные сети принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Это может быть локальная сеть предприятия.
Корпоративные сети. Несколько отделений одной кампании, расположенные на территории города, области, страны или государства образуют корпоративную компьютерную сеть.
Государственные сети - сети, используемые в государственных структурах.
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на: низкоскоростные, среднескоростные, высокоскоростные.
По типу среды передачи разделяются на сети: коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне и т.д.
Локальные вычислительные сети (ЛВС)
Под локальной вычислительной сетью понимают совместное подключение нескольких рабочих станций (отдельных компьютерных рабочих мест) и других устройств к общему каналу передачи данных.
Применение ЛВС обеспечивает:
Разделение ресурсов. Любая рабочая станция, подключенная к сети (при наличии прав доступа) может использовать любой сетевой ресурс. Сетевым ресурсом может быть: принтер, подключенный к серверу или одной из рабочих станций, модем, факс, жесткий диск, и т.д.
Разделение данных. Возможность доступа и управления базами данных непосредственно с рабочих станций.
Разделение программных средств. Возможность одновременного использования установленных сетевых программных средств. (Офисные программы, бухгалтерские, САПРы и т.д.). Реализация многопользовательского режима.
Разделение ресурсов процессора. Использование вычислительных мощностей сервера для обработки данных другими системами.
Интерактивный обмен информацией между пользователями сети - электронная почта, программы планирования рабочего времени, видеоконференции, ICQ…
Типы компьютерных сетей: одноранговые сети, сети на основе сервера и комбинорванные.
Топологии сети: шина (bus), звезда (star), кольцо (ring) и их комбинаций.
1. Топология «шина». Все компьютеры подключаются к одному кабелю, который называется магистралью или сегментом. (Пассивная топология - ПК только слушают трафик, но не ретранслируют его). Разрыв кабеля в любом месте приводит к падению сети.
2. Топология «звезда». Все ПК с помощью сегментов кабеля подключаются к концентратору.(HUB) - Хаб.
3. Топология «кольцо». ПК подключаются к кабелю замкнутому в кольцо. Каждый ПК выступает в роли репитера, то есть регенерирует сигнал (увеличивается дальность).
Литература
1. Передача 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.
2. Купинов Ю.П. и др. Основы передачи дискретных сообщений - М.: Радио и связь, 1992.
3. Цифровая связь. - М., Санк-П, Киев: Изд. дом «Вильяме», 2003.
4. Мирманов А.Б. Курс лекций по дисциплине «Технология цифровой связи» - Астана: КазАТУ, 2009. (электронный).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проектирование многокаскадного усилителя переменного тока с отрицательной обратной связью. Расчет статических и динамических параметров электронного устройства, его схематическое моделирование на ЭВМ с использованием программного продукта Microcap 3.
курсовая работа , добавлен 05.03.2011
Структурная схема усилителя с одноканальной обратной связью. Выбор и расчет режима работы выходного каскада. Расчет необходимого значения глубины обратной связи. Определение числа каскадов усилителя. Выбор транзисторов предварительных каскадов.
курсовая работа , добавлен 23.04.2015
Изучение структурной схемы астатической системы управления углом рыскания с изодромной обратной связью. Анализ его устойчивости и статической точности. Расчет передаточных чисел автопилота. Произведение цифрового моделирования переходных процессов.
практическая работа , добавлен 29.03.2011
Обратная связь как связь, при которой на вход регулятора подается действительное значение выходной переменной, а также заданное значение регулируемой переменной. Изменение динамических характеристик, типовых звеньев САУ при охвате обратной связью.
лабораторная работа , добавлен 13.03.2011
Методика проектирования многокаскадного усилителя переменного тока с обратной связью. Расчет статических и динамических параметров усилителя, его моделирование на ЭВМ с использованием программного продукта MicroCap III, корректировка параметров.
курсовая работа , добавлен 13.06.2010
Структурная схема усилителя с одноканальной обратной связью. Выбор транзистора, расчет режима работы выходного каскада. Расчёт необходимого значения глубины обратной связи. Определение числа каскадов усилителя, выбор транзисторов предварительных каскадов.
курсовая работа , добавлен 24.09.2015
Функции основных блоков структурной схемы системы передачи дискретных сообщений. Определение скорости передачи информации по разным каналам. Принципы действия устройств синхронизации, особенности кодирования. Классификация систем с обратной связью.
курсовая работа , добавлен 13.02.2012
Методы кодирования сообщения с целью сокращения объема алфавита символов и достижения повышения скорости передачи информации. Структурная схема системы связи для передачи дискретных сообщений. Расчет согласованного фильтра для приема элементарной посылки.
курсовая работа , добавлен 03.05.2015
Основные элементы принципиальной и структурной схемы проектируемой следящей системы. Математическое описание системы. Постановка задачи синтеза. Построение логарифмической частотной характеристики неизменяемой части. Синтез корректирующих устройств.
курсовая работа , добавлен 30.01.2011
Проектирование среднескоростного тракта передачи между источниками и получателями данных. Использование системы с решающей обратной связью, непрерывной передачей и блокировкой приемника для повышения верности передачи. Квадратурная амплитудная модуляция.
В системах с ОС ввод в передаваемую информацию избыточности производится с учетом состояния дискретного канала. С ухудшением состояния канала вводимая избыточность увеличивается, и наоборот, по мере улучшения состояния канала она уменьшается.
В зависимости от назначения ОС различают системы: с решающей обратной связью (РОС), информационной обратной связью (ИОС) и с комбинированной обратной связью (КОС).
В системах с РОС (рис. 8.4, а) 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.
Рис. 8.4. Структурные схемы системы ПД с ОС: а - с РОС; б - с ИОС; - передатчик прямого канала; ПКПР - приемник пряного канала; - передатчик обратного канала; 0КПР - приемник обратного канала; РУ - решающее устройство
Таким образом, в системах с РОС активная роль принадлежит приемнику, а по обратному каналу передаются вырабатываемые им сигналы решения (отсюда и название - решающая ОС).
Передача с РОС аналогична телефонному разговору в условиях плохой слышимости, когда один из собеседников, плохо расслышав какое-либо слово или фразу, просит другого повторить их еще раз, а при хорошей слышимости или подтверждает факт получения информации, или во всяком случае не просит повторения.
В системах с ИОС (рис. 8.4,б) по обратному каналу передаются сведения о поступающих на приемник кодовых комбинациях (или элементах комбинации) до их окончательной обработки и принятия заключительных решений. При разговоре по телефону часто используют ретрансляционную ИОС, когда в условиях сильных помех просят собеседника повторить переданное сообщение, чтобы убедиться, что он его воспринял правильно. При правильном повторении передающий дает подтверждение, а при неправильном - повторяет сообщение еще раз. 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. Если количество информации, передаваемое по каналу ОС (квитанции), равно количеству информации в сообщении, передаваемом по прямому каналу, то ИОС называется полной. Если же содержащаяся в квитанции информация отражает лишь некоторые признаки сообщения, то ИОС называется укороченной.
Таким образом, по каналу ОС передается или вся полезная информация, или информация о ее отличительных признаках, поэтому такая ОС называется информационной.
Полученная по каналу ОС информация (квитанция) анализируется передатчиком, и по результатам анализа передатчик принимает решение о передаче следующей кодовой комбинации или о повторении ранее переданных. 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 информации, или стирает ее и запоминает вновь переданную. В системах с укороченной ИОС, естественно, меньше загрузка обратного канала, но больше вероятность появления ошибок по сравнению с полной ИОС.
В системах с КОС решение о выдаче кодовой комбинации получателю информации или о повторной передаче может приниматься и в приемнике, и в передатчике системы ПДС, а канал ОС используется для передачи как квитанций, так и решений.
Системы с ОС подразделяют также на системы с ограниченным числом повторений и с неограниченным числом повторений. В системах с ограниченным числом повторений каждая кодовая комбинация может повториться не более I раз, и в системах с неограниченным числом повторений передача комбинаций повторяется до тех пор, пока приемник или передатчик не примет решение о выдаче этой комбинации потребителю. При ограниченном числе повторений вероятность выдачи получателю неправильной комбинации больше, но зато меньше потери времени на передачу и проще реализация аппаратуры. Заметим, что в системах с ОС время передачи сообщения не остается постоянным и зависит от состояния канала.
Системы с ОС могут отбрасывать либо использовать информацию, содержащуюся в забракованных кодовых комбинациях, с целью принятия более правильного решения. Системы первого типа получили название систем без памяти, а второго - систем с памятью.
Обратной связью могут быть охвачены различные части системы (рис. 8.5):
1) канал связи, при этом по каналу ОС передаются сведения о принимаемом сигнале до принятия какого-либо решения;
2) дискретный канал, при этом по каналу ОС передаются решения, принятые первой решающей схемой на основе анализа единичных элементов сигнала;
3) канал передачи данных, при этом по каналу ОС передаются решения, принятые второй решающей схемой на основе анализа кодовых комбинаций.
Рис. 8.5 Обратная связь в системе ПДС
В первом случае для контроля канала связи используют устройства типа детектора качества, которые анализируют те или иные параметры принимаемого сигнала (амплитуду, частоту, длительность) или уровень помех. При этом по каналу ОС могут передаваться команды на изменения параметров передаваемых сигналов: мощности, спектрального состава, темпа передачи, избыточности кода и т. п. На передающей стороне должны быть предусмотрены соответствующие органы воздействия на источники сигналов: регуляторы мощности, корректоры, кодопреобразователи, управляемые сигналами, поступающими по каналам ОС.
Во втором случае в качестве анализатора также обычно используют детекторы качества, контролирующие амплитуду, или краевые искажения сигнала после демодуляции, или и то, и другое.
В третьем случае анализатором служит сам декодер канала, принимающий решение о наличии или отсутствии ошибок в принятых кодовых комбинациях.
Из изложенного следует, что 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 кодовых комбинаций - вставок - и пропадания кодовых комбинаций - выпаданий Вставки получаются в тех случаях, когда приемник посылает сигнал решения о правильности принятой кодовой комбинации, а в канале ОС он трансформируется в сигнал переспроса. В этом случае передатчик повторяет предыдущую кодовую комбинацию, а приемник воспринимает ее как следующую, т. е. потребителю одна и та же кодовая комбинация выдается дважды. Выпадения получаются тогда, когда выработанный приемником сигнал переспроса в канале ОС трансформируется в сигнал подтверждения правильности приема. В этом случае передатчик передает следующую кодовую комбинацию, а предыдущая стирается приемником и к получателю не поступает.
В системах с ИОС также возможны потери верности за счет ошибок в каналах ОС.
В укороченных ИОС такие ошибки возникают по причинам, аналогичным вышеизложенным, когда квитанция, соответствующая искаженному сигналу в канале ОС, трансформируется в квитанцию, соответствующую неискаженному сигналу. В результате передатчик не в состоянии обнаружить факт ошибочного приема. В полных ИОС в канале ОС возможны искажения, полностью компенсирующие искажения в прямом канале, в результате чего ошибки не могут быть обнаружены. Поэтому вопросам образования каналов ОС в системах ПДС уделяется очень большое внимание. Каналы ОС обычно образуются в каналах обратного направления связи с помощью методов частотного или временного разделения от каналов передачи полезной информации. Методы ЧРК используют обычно в системах со сравнительно небольшой удельной скоростью передачи, например, при передаче данных со скоростью 600...1200 бит/е по каналам ТЧ. Во многих системах с РОС применяется структурный метод разделения, когда для сигнала переспроса используется специальная кодовая комбинация, а любая разрешенная кодовая комбинация в приемнике дешифруется как сигнал подтверждения и любая неразрешенная комбинация - как сигнал переспроса. Для защиты от искаженных сигналов, передаваемых по каналам ОС, применяют те же способы, что и для повышения верности полезной информации: корректирующие коды, многократную и параллельную передачи.
В настоящее время известны многочисленные алгоритмы работы систем с ОС. Наиболее распространенными среди них являются системы: с РОС с ожиданием сигнала ОС; с безадресным повторением и блокировкой приемника и с адресным повторением.
Системы с оокиданием после передачи кодовой комбинации либо ожидают сигнал обратной связи, либо передают ту же кодовую комбинацию, но передачу следующей кодовой комбинации начинают только после получения подтверждения по ранее переданной комбинации.
Системы с блокировкой осуществляют передачу непрерывной последовательности кодовых комбинаций при отсутствии сигналов ОС по предшествующим S комбинациям. После обнаружения ошибок в комбинации выход системы блокируется на время приема S комбинаций, в запоминающем устройстве приемника системы ПДС стираются S ранее принятых комбинаций и посылается сигнал переспроса. Передатчик повторяет передачу S последних переданных кодовых комбинаций.
Системы с адресным повторением отличает то, что кодовые комбинации с ошибками отмечаются условными номерами, в соответствии с которыми передатчик производит повторную передачу только этих комбинаций.
В системе с РОС по прямому каналу передаются информационные комбинации длиной единичных элементов и команды решения, а по каналу обратной связи - служебные комбинации.
В системе с ИОС по прямому каналу передаются информационные комбинации длиной k единичных элементов и команды решения, а по каналу ОС - проверочные комбинации длиной единичных элементов. При система с РОС подобна системе с укороченной ОС, при - системе ИОС с полной ОС. Нередко при сравнении систем с РОС и ИОС игнорируется это обстоятельство и сопоставляются систсмы с РОС при с системой с полной (ретрансляционной) ОС В результате сравнения несопоставимых систем делается вывод о том, что скорость передачи в системе с РОС указанного типа вдвое выше, чем в рассмотренной системе с ИОС.
При сравнении сопоставимых систем с РОС и ИОС выводы получаются иные. Выберем в качестве объектов сравнения системы с РОС и ИОС, использующие помехоустойчивый код Если каналы прямого и обратного направлений передачи одинаковы и ошибки в них независимы, то вероятности одинаковой трансформации проверочных разрядов в обоих каналах одинаковы. Поэтому обнаруживающая способность кода не зависит от того, где происходит сравнение проверочных разрядов: на передающей (в системе с ИОС) или на приемной (в системе с РОС) стороне системы. Следовательно, при равной помехозащищенности прямого и обратного каналов и при условии безошибочной передачи служебных сигналов системы с ИОС и РОС обеспечивают одинаковую верность передачи. Отсюда следует, что и среднее число повторных передач (переспросов) в обеих системах совпадает.
Средняя скорость передачи сообщений по прямому каналу в системах с РОС меньше, чем в системах с ИОС, поскольку в первых с каждым сообщением длиной k дополнительно передается еще проверочных единичных элементов В системах с ИОС эти проверочные элементы передаются по обратному канату. Если помехоустойчивость обратного канала выше, чем прямого, то верность передачи в системах с ИОС также выше, чем в системах с РОС. Такое положение может иметь место, например, при передаче информации с искусственного спутника Земли (ИСЗ) на землю, когда обратный канал может быть организован с помощью мощного передатчика и высокоэффективной антенны. В случае группирующихся ошибок в системах с ИОС часто возникает естественная (за счет разноса во времени передачи по прямому и обратному каналам) декорреляция ошибок в прямом и обратном каналах. В системах с РОС информационные и проверочные разряды передаются слитно и такая декорреляция отсутствует.
Верность передаваемой информации в обоих типах рассматриваемых систем в значительной степени определяется свойствами выбранного кода, обнаруживающего ошибки.
При пакетном распределении ошибок верность определяется не только свойствами кода, но и временем блокировки. Объясняется это тем, что приемник, обнаруживая первую ошибку пакета, блокируется на S кодовых комбинаций, благодаря чему часть ошибок этого пакета им не воспринимается. Таким образом, увеличение емкости накопителя передатчика приводит к некоторому увеличению верности передачи. Однако при этом снижается пропускная способность системы, так как при запросе приемник блокируется на большее время.
Невыгодны и короткие кодовые комбинации, поскольку для обеспечения заданных корректирующих свойств отношение в них меньше, чем в длинных кодовых комбинациях, т. е. больше относительная избыточность. Поэтому существуют оптимальные значения длин кодов, которые для каналов с определенными характеристиками и заданными скоростями модуляции обеспечивают максимальную скорость передачи информации.
Исследования показали, что при заданной верности передачи оптимальная длина кода в системах с ИОС несколько меньше, чем в системах с РОС, что удешевляет реализацию устройств кодирования и декодирования. Однако общая сложность реализации систем с ИОС больше, чем систем с РОС. Поэтому системы с РОС нашли более широкое применение. Системы с ИОС применяют в тех случаях, когда обратный канал может быть без ущерба для других целей эффективно использован для передачи квитанций.
