Главная > Основы теории мягкого декодирования избыточных кодов в стирающем канале связи
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

1.2.  Каноническая схема построения звена передачи данных

Ключевыми понятиями современных сетевых структур являются связность сети и коммутационные способности ее узлов, при этом в значительной степени возможности сети определяются свойствами звеньев передачи данных. Уровень звена данных предоставляет сетевому уровню соединение между двумя терминалами.

В теории и практике сетевых структур широко используется семиуровневая эталонная модель взаимодействия открытых систем (ЭМВОС) [87].  В такой модели информационная сеть рассматривается как совокупность функций (протоколов), которые делятся на уровни, что создает условия для применения новых и постоянно меняющихся во времени эффективных технологий обмена данными. Это обеспечивает вполне определенный порядок распределения функций, исключающий их дублирование и соревнование в ходе использования сетевых ресурсов. Кроме того, расширяется возможности по обнаружению и устранению ошибок, например, путем управления процессом повторной передачи принятых с искажениями сообщений. Наиболее полно ЭМВОС согласуется с пакетной передачей данных. Для других информационных образований подходят лишь нижние уровни (сетевой, канальный, физический), которые,  по сути,  и  образуют звено передачи данных.

Структурная схема звена цифровой системы связи (см. рис. 1.3)   широко  известна и   неоднократно  обсуждалась во  многих  фундаментальных работах, посвященных проблеме повышения достоверности цифровых систем обмена  информацией или ее хранения   [9, 27, 29, 65, 69, 82]. Анализ такой системы основывается на  понятии математической модели канала связи [18]. В свою очередь, модель  трактуется как система с определенными каким-либо образом детерминированными или стохастическими характеристиками, связывающими множества передаваемых и принимаемых сигналов [13, 26, 65, 70, 88, 94].

 Сигналы от источника сообщений поступают на вход кодера,      задачей которого является   преобразование   сообщений, генерируемых источником, в последовательность комбинаций избыточного кода. Преобразования совершаются таким образом, чтобы первоначальное сообщение, переданное по каналу с помехами, было восстановлено приемником с заданной степенью точности.

В ряде случаев кодер строится  по каскадному принципу  и может содержать несколько устройств, включенных последовательно или параллельно [82, 87, 95, 103].  Выход  кодера передачи подключается к входу модулятора или устройству преобразования сигналов (УПС).    Задачей УПС передачи  является преобразование дискретной -ичной последовательности к виду удобному для передачи на физическом уровне. Приемная сторона осуществляет обратные преобразования. При этом декодер в целях улучшения общих показателей по достоверности может иметь цепь обратной связи для итеративного использования апостериорных оценок декодирования в процедуре обработки кодовых комбинаций [82, 87, 91].  В зависимости от целей исследования  множества входных  и выходных  сигналов могут  быть дискретными, и тогда рассматривается модель с дискретным каналом. Если  множества  и   континуальны, тогда анализу подвергается  модель с непрерывным каналом.

Определенная часть современных систем связи реализует двухсторонний информационный обмен, позволяющий использовать алгоритмические методы  повышения достоверности. На схеме это отражено двусторонними стрелками между блоками системы. Однако в основе этих методов лежат кодовые методы повышения достоверности, характерные для однонаправленных систем.  Их развитие  является достаточным условием для совершенствования   первых, поэтому в работе рассматриваются только  однонаправленные системы обмена данными.

Практика эксплуатации сетевого оборудования современных гетерогенных сетей показала, что использование односторонних каналов позволяет более эффективно использовать сетевые ресурсы. Поэтому прогрессивные технологии телекоммуникаций используют каналы обратной связи в большей степени для управления сетевыми ресурсами, но не для повышения достоверности обрабатываемых в сети данных. Например, подобный подход  отличает современную технологию асинхронного режима передачи (Asynchronous Transfer Mode – АТМ) от уходящей технологии Х.25.

Преднамеренные  помехи  носят специфический характер и их влияние на процесс передачи данных до последнего времени рассматривался только в системах связи силовых структур.  Как будет показано ниже, борьба с таким видом помех представляет собой самостоятельную задачу, решение которой  лежит в русле теории игр. 

Значительно большее распространение в современных сетевых структурах получил несанкционированный перехват информации.  Именно поэтому в перспективных  мобильных системах обмена данными вопросу защиты информации уделяется возрастающее внимание.

Математически непрерывный канал определяется совокупностью множества передаваемых сигналов  , множества принимаемых сигналов  и условного распределения вероятностей  , , заданного на некоторых подмножествах множества  [69]. В большинстве  моделей систем связи из непрерывного множества  выделяется дискретное подмножество разрешенных сигналов и сигналы, не входящие в него, считаются запрещенными. В ряде работ подобная структура интерпретируется как полунепрерывный канал, а процедура декодирования в них как  канал со стираниями элементов или канальными измерениями [21, 22, 23, 27, 82, 85, 99].

На схеме (рис. 1.3) сигналы стирания обозначены через , а символы, сопровождаемые оценками  канальных измерений, обозначены через . Свойства оценок  и  однозначно зависят от потенциальных возможностей непрерывного канала и изучение его особенностей, в этой связи, прямо отвечает целям  исследований свойств мягких декодеров. Очевидно, что от степени соответствия низких значений   ошибочным символам зависит успех процедуры восстановления кодовых векторов в  мягком декодере.

Идея мягкого декодирования непосредственно вытекает из теоремы Л.М. Финка [13, 94]: при любом коде имеет место неравенство

                                             ,                                    (1.1)

где вероятность того, что при посимвольном  методе приема (суть жесткого декодера) кодовая комбинация принята с ошибкой (независимо от того, можно ли эту ошибку исправить или обнаружить); – вероятность того, что  при посимвольном методе приема  в ходе исправления максимально возможного числа ошибок произошла неисправимая ошибка;  –  вероятность того, что при идеальном приме в целом (аналог мягкого декодера) комбинация ошибочна; –  вероятность того, что при посимвольном приеме принятая комбинация окажется совпадающей с одной из комбинаций кода, но не с той,  которая передавалась.

Выражение (1.1) переходит в равенство только для безызбыточных кодов. Условие  (1.1) верно для широкого класса помех. Его суть состоит в том, что вероятность ошибочного декодирования зашумленного сложного сигнала при приеме в целом меньше, чем при посимвольном  методе  приема с исправлением возможного максимального числа ошибок, но она оказывается больше, чем суммарная вероятность трансформации одной комбинации в любую другую данного кода. Вероятность  совпадает с вероятностью необнаруженной ошибки на комбинацию. Учитывая условие равенства в (1.1), минимизация   возможна только за счет увеличения избыточности, что отрицательно сказывается на скорости передачи информации. Следовательно, изменение одного из параметров звена передачи данных в большую (меньшую) сторону  приводит к изменению  других параметров его параметров  в меньшую (большую) сторону, т.е. оптимизация  параметров звена передачи данных  в каком-либо смысле  представляет минимаксную задачу. Главными рабочими параметрами звена передачи данных являются высокая пропускная способность (основная потребительская характеристика), минимальная задержка передаваемой информации при обязательном обеспечении требуемого уровня достоверности обрабатываемых  в нем данных.

1
Оглавление
email@scask.ru