Лекции по «Основы передачи данных»

Качественное сравнение алгоритмов систем с ИОС и РОС.

В качестве объектов сравнения выберем систему с РОС и систему с ИОС, использующие помехоустойчивый код (n,k). В системе с РОС по прямому каналу передаются информационные комбинации длинной n 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 n-k единичных элементов. При n-k<k система с РОС подобна системе ИОС с полной обратной связью. Нередко при сравнении систем с РОС и ИОС игнорируют это обстоятельство и сопоставляют систему с РОС при n-k<<k с системой с полной (ретрансляционной) обратной связью. В результате сравнения несопоставимых систем делается вывод о том, что скорость передачи в системе с РОС указанного типа вдвое больше, чем в рассмотренной системе с ИОС. При сравнении сопоставимых систем с РОС и ИОС выводы получаются иные. 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 пакетов системы с ИОС и РОС обеспечивают одинаковую верность передачи. Отсюда следует вывод, 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 n-k проверочных единичных элементов. В системах с ИОС эти проверочные элементы передаются по обратному каналу. 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 на землю, когда обратный канал может быть организован с помощью мощного передатчика и высокоэффективной антенны. В случае группирующихся ошибок в системах с ИОС часто имеет место 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 ошибку пакета, блокируется на h 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 каждом запросе преемники блокируется на большее время. 
Невыгодны и короткие кодовые комбинации, поскольку для обеспечения заданных корректирующих свойств отношение k/n в них меньше, чем в длинных кодовых комбинациях, т.е. больше относительная избыточность. Поэтому существуют оптимальные значения 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, как уже указывалось выше, 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.