7.5. Применения в системах связи метода повторной передачи

Так как обнаружение и исправление ошибок обычно вводятся с целью повышения достоверности передачи данных за счет некоторого увеличения времени декодирования и стоимости системы, то естественно, что решение вопроса о выборе помехоустойчивых кодов и методов их использования в системе связи должно составлять один из этапов проектирования системы в целом. В существующих системах связи для обнаружения и исправления ошибок широко используются различные методы, основанные на повторной передаче данных. Для реализации этих методов обычно требуется достаточно простое устройство обнаружения ошибок, но при этом функционирование схем, необходимых для организации повторной передачи при обнаружении ошибок, оказывается очень тесно связанным с управлением системой связи в целом, что, конечно, является недостатком этих методов.

7.5.1. Системы с полной обратной связью и системы с дублированием передачи

Существуют различные типы систем связи с повторной передачей данных, такие, например, как системы с полной обратной связью, системы с дублированием передачи, системы с обнаружением ошибок посредством продольных или поперечных проверок на четность, системы с обнаружением ошибок посредством циклических кодов и др. В системах с полной обратной связью подлежащие передаче данные посылаются в канал связи и одновременно вводятся в буферное заполняющее устройство или линию задержки. На приемном конце принятый сигнал также запоминается в буферном запоминающем устройстве и возвращается без изменений по каналу обратной связи на передатчик. На передающем конце полученный от приемника сигнал сравнивается с сигналом, хранящимся в буферном запоминающем устройстве, и если сравниваемые сигналы не совпадают, то обычно выполняется одна из следующих операций: 1) формируется сигнал ошибки и передача данных прекращается; 2) на приемник посылается сигнал, указывающий положение ошибки; 3) исходный сигнал передается вторично. Достоинством этой системы является то, что она позволяет без заметного снижения скорости передачи очень эффективно обнаруживать ошибки. Ее недостатками являются низкая эффективность схем, необходимость согласования времени хранения сообщений на передающем конце с задержкой сигнала в линии связи, невозможность использования в сетях передачи данных с коммутацией пакетов.

В системах с дублированием передачи каждый сигнал передается по каналу два раза. На приемном конце принятые сигналы сравниваются, и если они совпадают, то считается, что при передаче ошибок не было. В противном случае на передатчик посылается запрос на повторную передачу. Такая система также очень хорошо обнаруживает ошибки, но скорость передачи информации уменьшается в два раза.

7.5.2. Обнаружение ошибок

Методы обнаружения ошибок с помощью продольных и поперечных проверок на четность или циклических кодов позволяют хорошо обнаруживать ошибки при сравнительно небольшой избыточности, требующейся для их реализации. При использовании продольных и поперечных проверок на четность подлежащие передаче данные располагаются в виде прямоугольной таблицы, к которой добавляются один проверочный столбец и одна проверочная строка так, чтобы число единиц в каждой строке и каждом столбце такой расширенной таблицы было четным (нечетным). Расширенная таблица передается по каналу связи. При приеме подсчитывается число единиц в каждом столбце и каждой строке принятой таблицы и таким образом обнаруживаются ошибки.

В случае использования циклических кодов для обнаружения ошибок подлежащие передаче данные представляются в виде многочлена. Этот многочлен делится на порождающий многочлен циклического кода, и полученный в результате этого деления остаток передается по каналу вслед за информационными символами, так что кодовый многочлен, коэффициентами которого являются переданные информационные и проверочные символы, делится на При приеме принятый многочлен делится на и если остаток от деления оказывается равным нулю, то считается, что при передаче ошибок не было. Если же полученный остаток оказывается отличным от нуля, то это означает, что при передаче в кодовом многочлене возникли ошибки. В этом случае передача данных либо прекращается, либо на передатчик посылается запрос на повторную передачу искаженных данных. Поскольку при обнаружении ошибок с помощью циклических кодов на передающем и приемном концах достаточно иметь лишь схемы деления многочленов, то этот метод может быть реализован технически сравнительно просто. В настоящее время в системах связи с небольшой скоростью передачи обычно используются продольные проверки на четность. В синхронных системах связи с высокой скоростью передачи, как правило, для обнаружения ошибок применяются циклические коды, а для исправления ошибок — повторная передача.