7.3.9. СИСТЕМЫ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

При обнаружении ошибки в принятом блоке он может быть, вообще говоря. передан получателю с пометкой о ненадёжности, но чаще всего при наличии дуплексного канала связи используется другой подход. По обратному каналу связи посылается запрос на данный блок, и тогда он передаётся повторно. Так продолжается до тех пор, пока данный блок не будет принят без обнаруженной ошибки. Такая система называется системой с решающей обратной связью (РОС), поскольку решение о приёме блока или о его повторной передаче производится на приёмной стороне.

Возможен и другой подход, при котором решение об этом производится на передающей стороне. Признаком, требующим повторной передачи, может быть несовпадение ретранслированного с приёмной стороны по обратному каналу информационного блока с действительно передававшимися или несовпадение проверочных символов кода, сформированных по переданным информационным на приёмной стороне и переданных на передающую сторону, с истинными проверочными символами. Такая система называется системой с информационной обратной связью (ИОС).

Поскольку наибольшее распространение получила система РОС, то рассмотрим далее кратко лишь её характеристики. Описанный алгоритм функционирования РОС относится к так называемой системе с ожиданием, когда каждая последующая комбинация начинает передаваться только после отсутствия запроса на предыдущую комбинацию. Такой протокол

обмена данными является неэффективным, поскольку канал связи не используется для передачи информации, пока ожидается запрос или подтверждение на данную переданную комбинацию. Наиболее эффективным является протокол с непрерывной передачей кодовых блоков, снабжённых адресами, что позволяет повторять ранее переданные блоки с теми адресами, которые были переданы по обратному каналу как адреса блоков с обнаруженными ошибками.

Система с обратной связью может достаточно полно характеризоваться двумя величинами:

— остаточной вероятностью ошибки которая определяется как предел отношения числа блоков с необнаруженными ошибками к общему числу блоков, принятому получателем при неограниченном увеличении числа переданных блоков;

— сквозной эффективностью которая определяется как предел отношения числа принятых информационных символов к полному числу символов, переданных по каналу связи для обеспечения их приёма при неограниченном увеличении числа переданных блоков.

Для так называемой идеальной адресной системы, когда не учитывается избыточность, вносимая адресами и возможность переполнения буферных запоминающих устройств, которые всегда необходимы для запоминания ранее переданных и ранее принятых блоков, эти величины при дуплексной передаче по без памяти с одинаковыми вероятностями ошибок символов могут быть рассчитаны по следующим формулам:

где вероятность необнаруживаемой ошибки при использовании -кода вероятность ошибочного приёма символа в Эквивалентная вероятность ошибки может быть при рассчитана как может быть оценена по одной из формул, приведённых в 7.3.2 и 7.3.3. (При бесшумном обратном канале в формуле (7.81) показатель степени должен быть изменён на При практической реализации протокол с адресным подтверждением требует значительных усложнений для исключения вставок и выпадений блоков при ошибках в обратном канале связи, особенно если время распространения сигналов в канале связи не является в точности известным. Тогда используется менее эффективный, но более устойчивый протокол системы РОС, который называется протоколом с блокировкой. Сущность такого протокола состоит в том, что при обнаружении ошибки в блоке или приёме сигнала "запрос" приёмное устройство закрывается (блокируется) на время, соответствующее передаче блоков, а на передаче осуществляются посыпка сигнала "запрос" и повторная передача блоков, предшествовавших текущему передаваемому блоку. Такой алгоритм обеспечивает отсутствие вставок и выпадений с вероятностями порядка и требует для выбора только знания верхней границы времени запаздывания сигналов в канале связи. Для без памяти при одинаковых вероятностях ошибок символов в прямом и обратном каналах можно получить следующую формулу для расчёта сквозной эффективности при использовании данного протокола:

Видно, что в частном случае совпадает с (7.81). Для расчёта в системе с блокировкой можно использовать формулу (7.80).

Помимо описанных здесь трёх основных протоколов функционирования системы РОС существует также много других вариантов.

Заметим, что важным положительным свойством систем с обратной связью является их адаптивность. Действительно, как это следует из (7.62), может быть сделана весьма малой для любых состояний канала в отличие от

при использовании лишь исправления ошибок. Поэтому если состояние канала связи (например, в ) изменяется, причём иногда вплоть до обрыва то всё равно оказывается достаточно малой, а скорость передачи будет значительно изменяться в соответствии с (7.81) или (7.82), подстраиваясь (адаптируясь) к состоянию канала и обеспечивая достаточно высокую среднюю скорость передачи. В системах с обратной связью можно использовать также и частичное исправление ошибок, что может существенно увеличить сквозную эффективность, но приведёт к неизбежному усложнению аппаратного или программного обеспечения.