4.4. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ОШИБОК

При передаче данных по коротковолновым радиоканалам несмотря на применение разнесенного приема и методов модуляции, специально приспособленных к свойствам таких каналов, частота появления ошибок из-за многочисленных и разнообразных помех в среде распространения нередко оказывается недопустимо большой. Существенного повышения качества связи в этом случае можно достичь только с помощью специальных устройств защиты от ошибок (УЗО). Последние, в отличие от систем защитв от ошибок, применяемых при передаче данных по проводным линиям, обычно относятся к каналу связи, а не к оконечному оборудованию данных. Поэтому методы защиты от ошибок в радиоканалах, во многом сходные с некоторыми процедурами передачи данных, необходимо рассмотреть здесь несколько подробнее. Применяемый

в том или ином случае метод тесно связан с эксплуатационными требованиями к радиоаппаратуре и особенностями ее реализаций. В зависимости от вида радиоканала (см. разд. 4.2.3) различают следующие методы.

При использовании дуплексных каналов защита данных от ошибок осуществляется с помощью кодов, обнаруживающих ошибки; отрезок сообщения, оказавшийся искаженным помехой, повторяется по запросу, посылаемому на передающую сторону по постоянно действующему обратному каналу.

В случае симплексных каналов для защиты данных также используются коды, обнаруживающие ошибки, однако для посылки запроса или подтверждения приема передача основной информации периодически прерывается и производится переключение на работу в обратном направлении.

При передаче по каналам односторонней связи ошибки могут исправляться непосредственно в месте приема с помощью корректирующих кодов.

4.4.1. ПРИМЕНЕНИЕ КОДОВ, ОБНАРУЖИВАЮЩИХ ОШИБКИ

Системы защиты от ошибок, основанные на использовании кодов, обнаруживающих ошибки, и автоматического запроса на повторение, применяются при передаче данных и телеграфной связи уже многие годы и рекомендованы МККР [4.16]. Такие системы часто сокращенно называют системами АЗО (автоматический запрос при ошибке) или, от английского выражения «automatic request» - системами Для обнаружения ошибок применяется семиэлементный равновесный двоичный код. Из общего числа возможных семиэлементных комбинаций в нем используется только комбинаций равного веса, в каждой из которых четыре разряда всегда заняты нулями, а три — единицами из которых составлен, в частности, Алфавит № (см. том 1, разд. 2.4.4.2, а также [4.17]). Тридцати двум из них приведены в соответствие знаки Алфавита № 2, остальным трем соответствуют знаки холостого хода а и (3, которые служат для выполнения некоторых коммутационных функций, и знак запроса по каналу обратной связи на повторение Каждая кодовая комбинация, в которой соотношение числа единиц и нулей отличается от рассматривается на приемной стороне системы как ошибочная, и на передающую сторону автоматически посылается запрос на повторение.

Этот метод не дает результата при ошибках типа перестановок, когда одна пли несколько единиц перешли в нули, а точно такое же число нулей перешло в единицы, так что упомянутое весовое соотношение единиц и нулей остается равным 3: 4. Однако в коротковолновых радиоканалах, поскольку в них ошибки носят преимущественно односторонний характер и перестановки появляются крайне редко, равновесные коды оказываются при обнаружении ошибок весьма эффективными.

Используемая в коротковолновых каналах система АЗО в том виде, который описан выше, обеспечивает передачу только 32 комбинаций Алфавита № 2 МККТТ. Однако системы, работающие по такому принципу, применимы и .в случае кодирования источника с помощью кодов большего объема (например, Алфавита № 5). Эффективность подобных новых систем сравнима с эффективностью ныне действующих, систем АЗО [4.18].

Принцип автоматической коррекции ошибок путем повторения знаков, первоначально принятых ошибочно, предполагает, что во время повторения обычный обмен сообщениями между оконечными установками прерывается. Чтобы несмотря на это абоненты могли работать непрерывно, на входе передающей аппаратуры системы АЗО устанавливается буферное запоминающее устройство для сообщений, поступающих во время процесса повторения. Одновременно с помощью таких буферных накопителей — механических (с применением перфоленты) или электронных ЗУ - устраняются небольшие расхождения в скоростях работы оконечного оборудования, которые могут, например, иметь место при передаче между США (45, 46 Бод) и Европой (50 Бод), а также, разумеется, и другие малые отклонения скорости от ее номинального значения. Затем с помощью импульсов считывания, поступление которых на то время, пока шел процесс повторения, было прервано, накопленные в ЗУ знаки поочередно направляются на передающие блоки системы АЗО. Блоки подключения, специально разработанные для систем АЗО, вместе с буферными накопителями обеспечивают подсоединение таких систем к национальным сетям и их применение в международной сети Телекс [4.19, 4.20].

4.4.1.1. ДУПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АЗО

Структурная схема системы передачи данных по коротковолновому каналу, работающей по методу АЗО с применением Алфавита № 2 МККТТ при скорости 50 Бод, приведена на рис. 4.8. Система защиты от ошибок типа АЗО включает в себя расположенные в каждой из оконечных установок устройства для преобразования кода ООД в помехоустойчивый канальный код и обратно, а также схемы для проверки весового соотношения 3:4 каждой принимаемой комбинации, управления процессом повторения и запоминания

Рис. 4.8. Система АЗО для дуплексных каналов: ИД - источник данных (периодически опрашиваемый); ПД - получатель данных; фазирование по знакам; Мод — модулятор; Дем - демодулятор; Рпрд — радиопередатчик; Рпрм — радиоприемник; система защиты от ошибок (автоматического запроса при ошибке}; Нрд - передающее устройство; приемное устройство

подлежащих повторению знаков. Согласно Рекомендации 342-2 МККР [4 16] и Рекомендациям [4.21, 4.17] длительность одного еемиэлементного кодового знака составляет ; таким образом, скорость передачи изохронной

Рис. 4.9. Ход процесса повторения в системе АЗО для дуплексных каналов: — ошибочный знак; знак запроса на повторение

последовательности битов по радиоканалу равна

Общий принцнп организации процесса повторения в дуплексном канале поясняет рис. 4.9. Сразу же после обнаружения ошибочного знака в приемнике установки II передача полученной информации на ООД прекращается на время, равное длительности нескольких знаков, и передатчик установки II с помощью сигнала запрашивает от установки I повторение ранее переданного знака (рис. 4.9, сигнал 1). В этой установке после получения упомянутого сигнала запроса дальнейшая передача сообщения прерывается и начинается процесс повторения. При этом сначала качестве квитирующей информации посылается сигнал (рис. 4.9, сигнал 2), а затем повторяются последние из переданных на установку II знаков. Первый повторяемый знак — это тот знак, который был принят установкой II с ошибкой. Длительность цикла повторения охватывает несколько знаков (в рекомендуемых МККР системах — четыре или восемь знаков). Она зависит от максимального времени распространения сигнала по каналу связи в прямом и обратном направлениях, а также от времени, которое необходимо на приеме для того, чтобы обнаружить ошибку и послать запрос.

Для организации нескольких каналов передачи данных в одном коротковолновом канале с АЗО используются методы временного разделения (см. раед. 1.4.2.3). В двухканальной системе сигналы отдельных каналов объединяются по знакам: сразу же за семью последовательно передаваемыми элементами знака из канала идут семь элементов знака из канала и т. д. Пару знаков двух объединенных каналов называют диплексом. Этот диплекс может объединяться с другим таким же диплексом, относящимся к каналам в поэлементном порядке в четырехканальный сигнал. Поскольку скорости передачи в отдельных каналах остаются неизменными, скорость общего потока битов в двухканальной системе равна двукратной, а в четырехканальной системе — четырехкратной скорости отдельного канала, которая составляет

Можно и наоборот, образовать подканалы с пониженной скоростью передачи с помощью сверхцикла, охватывающего четыре основных цикла. Подобная возможность представляет интерес для таких абонентов, которым постоянно нужен канал, хотя бы и со скоростью передачи меньше 50 Бод. Упорядочение (индикация номеров) подканалов при этом осуществляется путем периодического инвертирования (т. е. переключения полярностей) элементов, относящихся к тому или иному каналу, причем порядок этого изменения однозначно указывает и начало сверхцикла. Различают «полукана-лы» и «четвертьканалы»: при полной пропускной способности первоначального канала, составляющей, например, 400 знаков/мин (что соответствует скорости 50 Бод), пропускная способность

каждого такого подканала равна соответственно 200 или 100 знакам/мин (т. е. 25 или 12,5 Бод) [4.9, 4.22].