Система ПДС с РОС-ПП (НП)

Для борьбы с недостатками системы РОС-ОЖ было разработано множество алгоритмов, в которых отсутствуют промежутки между передачей отдельных комбинаций. Одним из таких алгоритмов является алгоритм РОС- непрерывной передачей (НП) или, иногда, называют с последовательной передачей.

В системах РОС-ПП передатчик передает непрерывную последовательность комбинаций, не ожидая получения сигналов подтверждения. Приемник стирает лишь те комбинации, в которых решающее устройство обнаруживает ошибки и по ним дает сигнал переспроса. Остальные комбинации выдаются получателю по мере их поступления. При реализации такого алгоритма возникают трудности, вызванные конечным временем передачи и распространения сигналов. Действительно, пока происходит запрос ошибочно принятой комбинации по обратному каналу, а также передача искаженной КК, приемник по прямому каналу получит некоторое число новых КК. Назовем это число – «h». В результате повторения с запаздыванием на h комбинаций порядок следования КК в сообщении, выдаваемом получателю, будет нарушен

Это недопустимо, поэтому алгоритм работы системы реализуют следующим образом.

После обнаружения ошибки приемник стирает комбинации с ошибкой и блокируется на h комбинаций, т.е. не принимает h последующих комбинаций. Передатчик по сигналу «запрос» повторяет h последних комбинаций, т.е. комбинацию с ошибкой и h-1 последующих, которые передатчик успел передать до прихода сигнала ОС. Такие системы получили название систем с блокировкой – РОС-ППбл. Они обеспечивают непрерывную передачу КК с сохранением порядка их следования.

5.7. Алгоритмы работы систем ПДС с РОС-ПП_бл

М – самый младший номер блока, т.е. номер самого «старого» блока

начало

запросить КК у

источника сообщения

сформировать

блок

поскольку емкость

накопителя ПРД ограничена

кол-во

поступив- нет

ших КК

> h

да

стереть блок с

номером М

записать блок в

накопитель ПРД

закодировать

блок

передать

блок в ПДК

нет сигнал да

“3”? i = 0

выбрать из накопителя

блок с М + i

закодировать

блок

передать блок

в ПДК

да i < h нет

Рис. 5.7 Алгоритм работы передатчика системы РОС – ПП_бл

начало

принять блок сформировать

из ПДК сигнал “запроса”

декодировать блок передать

в ОДК

записать в накопитель

блокировать вход

приемника

ошибка да

обнару- стереть содержимое

жена? накопителя

нет

нет t > Т_бл

выдать блок?

получателю

Рис. 5.8 Алгоритм работы приемника системы РОС – ПП_бл

На основе работы алгоритмов системы, рассмотрим структурную схему РОС –ПП_бл

5.8. Структурная схема системы РОС-ПП_бл

ИС Н₁ Кодер ПДК Кл Декодер Н₂ ПС

Crh

УУ₁ УАС ОДК УФС УУ₂

Передатчик дискретный приемник

канал

Рис. 5.9.Структурная схема системы с РОС – ПП_бл

ИС – источник сообщения

Н₁ – накопитель передатчика

УУ₁ – устройство управления передатчика

УАС – устройство анализа сигналов решения

Сч – счетчик кодовых комбинаций (блоков)

ПДК – прямой дискретный канал

ОДК – обратный дискретный канал

ПС – получатель сообщения

УУ₂ – устройство управления приемника

УФС – устройство формирования сигналов решения

Н₂ - накопитель приемника

Кл – ключ, устройство блокировки входа приемника

Работа схемы происходит следующим образом. По команде от УУ₁ источник сообщений выдает КК, которые записываются в Н₁ . В Н₁ из КК формируются блоки сообщения. Счетчик определяет сколько блоков хранится в Н₁ . Если число блоков превышает h, то последний блок стирается и записывается новый. Далее блок из Н₁ поступает в кодер, где производится кодирование помехоустойчивым кодом, способным обнаруживать ошибки. Затем закодированный блок поступает в ПДК. В приемнике декодер декодирует блок и определяет произошла ли ошибка. Принятый блок записывается в Н₂. Если ошибки не произошло, то принятый блок выдается получателю. Если ошибка обнаружена, то УУ₂ блокирует вход приемника, закрывая ключ на время блокировки Т_бл, а также дает команду на формирование сигнала «запрос» в УФС. УФС передает команду «запрос» в ОДК. Передатчик, приняв сигнал ОС, анализирует его в УАС. Если принят сигнал «запрос» УУ₁ блокирует ИС и совместно со счетчиком обеспечивает повторение передачиh последних блоков. Поскольку емкость накопителя Н₁ ограничена, то число переспросов, т.е. повторных передач, также должно быть ограничено.

Теперь можно перейти к построению временной диаграммы данной системы. (рис. 5.10)

Анализ временной диаграммы позволяет рассчитать емкость накопителя передатчика. Видно, что емкость накопителя в данном случае не менее 4-х блоков. Емкость накопителя равна количеству блоков, которые поступают от ИС за время передачи одного блока плюс время ожидания сигнала обратной связи, т.е.

h ≥ (n τ₀ + t_ож) / n τ₀

t_ож = t_р + t_аб + t_с + t_р + t_ас

Но накопитель может хранить только целое число блоков, поэтому

h ≥ 1 + ]t_ож / n τ₀[ (5.12)

где ] а [ означает наименьшее целое число, большее или равное а. Например из (5.12) следует, что h не может быть меньше 2.

Перейдем теперь к определению основных параметров системы РОС – ПП_бл.

ИС 1 2 3 4 5 6 7 8 t

Н₁

1 2 3 4 5 6 7 8 t

ПРД 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 7 t

в ПДК τ_с

t_р Т_блок

ПРМ 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 7 t

из ПДК

t_аб

t_ас

ПРД ₃ t

в ОДК t_с

t_р

ПРМ ₃ t_аб t

из ОДК t_аб

t_о

1 2 3 4 5 6 t

ПС

nτ₀ t_р t_аб t_с t_р t_ас

Рис. 5.10. Временная диаграмма РОС – ПП_бл.

5.9. Параметры системы РОС-ПП_бл

1. Средняя относительная скорость передачи R.

Как и ранее

R = R* N_пр/N*_пер, где R* - скорость передачи в системе без ОС; R*=K/n

В случае N*_пер – число передач с учетом того, что мы повторяем h блоков при обнаружении ошибки в одном из блоков. Определим:

N*_пер = N_пр + h N_ст, где N_ст – число повторов

Тогда:

R = R* (N_пер - N_ст) / (N_пер - N_ст + h N_ст), разделим на N_пер и перейдем к пределу при t →∞, получим

R = R*(1 - Р_ст(n)) / (1+ Р_ст(n)(h-1)) или

R = k(1 - Р_ст(n)) / n(1+ Р_ст(n)(h-1)) (5.13)

2. Вероятность необнаруженной ошибки Р_н.о.(k).

Повторяя рассуждения, проведенные при выводе Р_н.о.(k) для системы РОС-ОЖ, можно получить:

Р_н.о.(k) = Р_н.о.(n) R₁^-1 - [ (h-1)(R₁^-1-1) / h] * Р'_н.о.

R₁ = (1 - Р_ст(n)) / (1+ Р_ст(n)(h-1)) (5.14)

Здесь Р'_н.о. – вероятность появления блоков с необнаруживаемыми ошибками во время блокировки приемника, т.к. если ошибки были, то эти блоки потом будут повторены.

Если h=1, то формула (5.14) переходит в формулу (5.3) для РОС-ОЖ

Р_н0(k) = Р_н0(n) /[1- Р_ст(n)]

Анализ выражения (5.14) показывает, что Р_н.о.(k) < Р_н.о.(n) для систем РОС-ПП_бл. Это объясняется следующей причиной – блок может быть выдан получателю только в том случае если:

- блок не содержит обнаруживаемую ошибку;

- блоку предшествовали h-1 блоков, также не содержащих обнаруживаемую ошибку.

3. Время передачи.

Для получения распределения времени передачи необходимо провести рассуждения, аналогичные проведенным для систем РОС-ОЖ.

В результате получим также геометрическое распределение. Представим его графически.

Р(t_пер=i τ_Спп)

i=1 h=3

i=2

i=3

τ_Спп τ_Спп + hτ_Спп τ_Спп+2hτ_Спп t

Рис. 5.11. График геометрического распределения

Распределение определено не во всех точках дискретного времени, а лишь в точках

t_i = τ_Спп + (i-1)hτ_Спп

Это обусловлено тем, что при обнаружении ошибки повторяется не один блок, а h блоков. Распределение имеет вид:

i j–1

P { t_пер ≤ i τ_Спп } = ∑ Р_ст (n)[1 – Р_ст (n)]∙δ{t_j – [τ_Спп + (j – 1)h τ_Спп]}, (5.15)

j=1

где δ(х) = 1, если х = 0 – функция Дирака или

0, если х ≠ 0 дельта – функция

Для нахождения моментных характеристик, удобно воспользоваться преобразованием Лапласа – Стилтьеса, поскольку распределение разрывное. Тогда математическое ожидание времени передачи можно записать:

τ_Спп[1 + Р_ст (n)(h – 1)]

М{t_пер} = 1 – Р_ст (n) (5.16)

Дисперсия времени передачи:

(τ_Спп)²∙h² Р_ст (n)

D{t_пер} = [1 – Р_ст (n)] ²

(5.17)

Среднеквадратическое отклонение:

τ_Спп∙h∙

C{t_пер} = [1 – Р_ст (n)] ² (5.18)

Зная М{t_пер}, можно определить среднюю относительную скорость передачи:

kτ_o kτ_o·[1 – Р_ст (n)] kτ_o·[1 – Р_ст (n)]

R = М{t_пер} = τ_Спп∙[1 + Р_ст (n)(h – 1)] = nτ_o∙[1 + Р_ст (n)(h – 1)] = т.к. τ_Спп≈ nτ_o =

k·[1 – Р_ст (n)]

= n∙[1 + Р_ст (n)(h – 1)], что совпадает с ранее полученным результатом.

Как и для системы РОС – ОЖ полученные выражения справедливы при идеальном обратном канале.

Достоинства системы РОС – ПП:

1. Более эффективное использование дискретного канала.

2. Большая степень повышения верности.

Недостатки:

1. Сложность реализации алгоритма.

2. Повторение h блоков, а не одного искаженного.

3. Значительная зависимость параметров системы от протяженности канала связи h ≥ 1+ ]t_ож / τ_o[

Для устранения отмеченных недостатков разработаны другие алгоритмы работы систем с решающей обратной связью. Рассмотрим некоторые из них.