Методы повышения верности передачи информации

В системах передачи информации из-за воздействия различных факторов (в первую очередь, помех, действующих в канале связи) прием сообщений происходит с ошибками, т. е. вместо, например, символа «1» принимается символ «0» и наоборот. В то же время к современным системам передачи данных предъявляются высокие требования по верности передачи информации. Так, стандартами международных организаций установлено, что вероятность ошибки при передаче данных не должна превышать 10^-6 на единичный элемент. Это означает, что не должно быть при­нято более одного ошибочного символа на 10⁶ двоичных элемен­тов. Для достижения требуемой верности передачи информации применяют специальные методы, основанные на введении избыточности в передаваемый сигнал.

Эти методы реализуются системами без обратной связи и сис­темами с обратной связью. В системах без обратной связи (однонап­равленных системах) для повышения верности приема используются следующие основные способы:

1) многократная передача кодовых комбинаций;

2) одновременная передача кодовой комбинации по нескольким параллельно работающим каналам;

3) использование корректирующих кодов, т. е. кодов, исправля­ющих ошибки.

Многократное повторение кодовой комбинации является самым простым способом повышения достоверности и легко реализуется, особенно в низкоскоростных системах передачи информации. В этом случае за истинный сигнал принимают тот, который боль­шее количество раз появлялся в многократно повторенной после­довательности сигналов. Так, если при пятикратном повторении символа «1» получена последовательность 11010, то принимается решение в пользу символа «1». Существенным недостатком такого способа является большое увеличение времени передачи и, следо­вательно, такое же уменьшение скорости.

Способ передачи одной и той же информации по нескольким па­раллельным каналам связи аналогичен способу многократного по­вторения. При приеме может быть использован мажоритарный прин­цип (голосование). В этом случае необходимо иметь не менее трех каналов связи, которые нужно выбирать таким образом, чтобы ошиб­ки в них были независимы.

Более эффективным способом повышения верности приема яв­ляется использование корректирующих кодов, исправляющих ошибки. При этом в кодовые комбинации вводится постоянная, заранее рассчитанная избыточность и необходимо иметь дополнительный об­ратный канал от приемника к передающей станции, и поэтому вся система связи оказывается системой с обратной связью.

Системы передачи данных с обратной связью делятся на три большие группы: системы с решающей обратной связью (РОС), си­стемы с информационной обратной связью (ИОС) и системы с ком­бинированной обратной связью (КОС). Характерной особенностью используемых на практике подобных систем является повторение переданной кодовой комбинации в случае обнаружения ошибки.

В системах с РОС передаваемое сообщение кодируется обнару­живающим ошибки кодом, на приемной стороне проверяется на­личие искажений в кодовой комбинации. Если ошибки обнаруже­ны, то по обратному каналу посылается сигнал переспроса. Получая этот сигнал, передатчик повторяет переданную комбинацию. В слу­чае отсутствия сигнала «переспрос» по обратному каналу можно передавать полезную информацию в сторону передающей станции.

В системах с ИОС решение о наличии ошибок (или ее отсут­ствии) принимает передающая станция. Приемник по обратному каналу передает либо принятую кодовую комбинацию, либо спе­циальные сигналы, имеющие меньший объем, чем информацион­ные, но характеризующие качество приема принятой полезной ин­формации. Эти сведения называются квитанциями. Таким образом, в системах с ИОС по обратному каналу передается либо вся полез­ная информация, либо информация о ее отличительных признаках. Решение о правильности принятой комбинации принимает пере­дающая станция. Таким образом, специальное кодирование сооб­щений для обнаружения ошибок в системах с ИОС можно не ис­пользовать, а переданные и принятые по каналу обратной связи сообщения может сравнивать, например, оператор.

Системы с КОС представляют собой сочетание информацион­ной и решающей обратных связей. В таких системах решение о выдаче информации абоненту или о повторной передаче может приниматься и в приемнике, и в передатчике, а канал обратной связи может использоваться для передачи как квитанций, так и решений о неправильно принятой кодовой комбинации. Системы с КОС обладают высокой помехоустойчивостью.