Принципы построения систем защиты от ошибок в каналах передачи данных

 Back Оглавление

Помехи в каналах связи

Данные при передаче по каналам связи подвергаются воздействию помех, искажающих содержание информации. Для изучения влияния помех надо знать характер последних.

Виды помех, приводящих к ошибкам:

  1. Флуктуационная помеха представляет собой непрерывную последовательность кратковременных непериодических всплесков, частота следования которых выше частоты сигнала, а спектр шире спектра сигнала. Особенностью флуктуационной помехи является отсутствие больших выбросов. Причинами флуктуационной помехи является дробовый эффект и тепловой шум приборов, а также взаимное влияние цепей в связи.
  2. Гармонической называют помеху, основная энергия которой сосредоточена в узкой полосе частот, соизмеримой по ширине с полосой частот сигнала. Гармоническая помеха приводит к паразитной модуляции сигнала и вызывается, в основном, влиянием цепей питания.
  3. Импульсная помеха представляет собой последовательность импульсов, следующих через случайные промежутки времени. Источниками импульсной помехи являются грозовые разряды, линии электропередачи, радиостанции, работающие в импульсном режиме, плохие контакты в оборудовании. Импульсную помеху можно рассматривать как крайний случай флуктуационной, когда энергия последней сосредоточена в отдельных точках временной оси. Гармоническую помеху также можно рассматривать как частный случай флуктуационной, когда энергия последней сосредоточена в отдельных точках частотной оси.

Различия между тремя видами помех:

1 - флуктуационная помеха
2 - гармоническая помеха
3 - импульсная помеха
Рис.1

Пути повышения верности передачи

Существуют три направления повышения верности.
  1. К первому относятся меры профилактического характера, призванные уменьшить нестабильность характеристик канальной аппаратуры: уровней сигналов, несущих частот, коэффициентов усиления, пороговых значений и т.п. нестабильность параметров усиливает влияние помех или действует как дополнительная помеха. Ясно, что поднять верность передачи путем улучшения обслуживания аппаратуры и линий связи можно только до определенных пределов.
  2. Ко второму направлению относятся методы увеличения помехоустойчивости передачи единичных посылок, т.е. методы повышения отношения сигнал-шум. Этого можно достичь путем увеличения амплитуды или длительности сигнала, расширения полосы пропускаемых частот, применения более помехоустойчивых методов модуляции, более совершенных методов приема сигналов и т.п.
  3. К третьему направлению повышения верности относятся методы исправления ошибок в принятых сообщениях. Системы передачи, реализующие эти методы, делятся на системы без обратной связи и системы с обратной связью.

Системы без обратной связи

В системах без обратной связи информация передается только в одном направлении. Поэтому они еще называются однонаправленными. В этих системах в передаваемые сообщения должна вводиться избыточность, достаточная для исправления ошибок. Наиболее простым способом введения избыточности является многократная передача одного и того же сообщения нечетное число раз. На приемной стороне полученные сообщения сравниваются и выбор безошибочного сообщения производится по принципу "большинства". Этот метод называемся мажоритарным декодированием или голосованием по большинству. Для исправления ошибки требуется как минимум тройное повторение. Восстанавливать сообщение можно по частям (например, по символам или по битам). Исправление ошибок при многократном повторении достигается за счет уменьшения коэффициента использования пропускной способности канала, что далеко не всегда рационально.

Системы с обратной связью

Поскольку в разных каналах наблюдается разный уровень шумов и, соответственно, возникает различное число ошибок, целесообразно использование адаптивных методов защиты от ошибок, учитывающих уровень ошибок в канале. Адаптивные системы требуют организации обратной связи. Обратный канал позволяет передатчику узнать о полученных приемником сообщениях и вводить избыточность по мере надобности. Решение о передаче дополнительной информации может приниматься как приемником, так и передатчиком. Система, в которой решение формируется приемником и передается по обратному каналу, называется системой с решающей обратной связью (РОС). Если решение формируется передатчиком, то по обратному каналу передается информация о принятом сообщению. Такая система называется системой с информационной обратной связью (ИОС). Как, правило, при наличии решения о введении дополнительной информации повторяется сообщение.
Prev Предыдущий Next Следующий
Hosted by uCoz