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1. Características do sistema com opinião e suas características. Diagrama de blocos de um sistema com feedback de informações e feedback de decisão, características e algoritmo operacional

comutação de mensagem de transmissão

Adaptação em sistemas de polícia de trânsito

A maioria dos canais de comunicação reais não são estacionários. A condição e a qualidade desses canais mudam com o tempo.

Para melhor uso canal, é necessário alterar a redundância introduzida (codificação, algoritmos de decodificação, sinais, etc.) dependendo do estado do canal.

Os sistemas nos quais o processo de alteração proposital dos parâmetros, estrutura ou propriedades do sistema é realizado em função das condições de transmissão da mensagem, a fim de atingir o funcionamento ideal, são chamados de adaptativos.

Os sistemas adaptativos envolvem o uso de feedback.

Sistemas de feedback

Dependendo da finalidade do sistema operacional, os sistemas são diferenciados:

com SO decisivo (ROS);

com informações (IOS).

O comum no algoritmo de funcionamento de sistemas com SO, no caso mais simples, é que após transmitir uma determinada porção da informação, o transmissor do canal direto aguarda um sinal, seja para emitir a próxima porção, ou para retransmitir a anterior um.

A diferença fundamental entre os sistemas POS e IOS é onde é tomada a decisão sobre o comportamento futuro do sistema. Nos sistemas com POC a decisão é tomada na recepção, e nos sistemas com IOS - na transmissão.

Para organizar o feedback, ambos os sistemas utilizam um canal reverso.

As informações transmitidas por um canal do sistema operacional são chamadas de recibo.

Os sistemas com IOS, nos quais a transmissão completa das combinações de códigos recebidas é realizada pelo canal reverso, são chamados de sistemas de retransmissão.

Mais frequentemente, o receptor gera sinais especiais com volume menor do que as informações úteis transmitidas via canal direto, ou seja, o recibo é menor - um IOS encurtado.

Sistemas de transmissão com ROS.

Os mais comuns entre os sistemas com ROS são:

sistemas com espera (ROS - OZH);

com transferência contínua de informações e bloqueio

com questionamento direcionado

No sistema POS-OZh, após a transmissão da combinação de códigos, o sistema aguarda um sinal de confirmação, e só depois é transmitida a próxima combinação de códigos.

Em sistemas de refrigeração DOC há sempre um atraso no tempo de espera do refrigerante. Este tempo consiste em vários intervalos:

onde t p pc é o tempo de propagação do sinal no canal direto; t an - hora de analisar a correção da recepção; t oc - duração do sinal de feedback; t p oc - propagação do sinal OS; t a oc - análise do sinal do sistema operacional.

Nos sistemas operacionais, distorções específicas aparecem devido a erros no canal de feedback. Tais distorções são chamadas de “inserções” e “desistências”.

Causas e sua ocorrência:

se, em decorrência de interferência no OK, o sinal de “confirmação” for transformado em sinal de “solicitação”, então o CC já aceito é emitido ao destinatário, e a combinação é enviada novamente ao canal. Assim, o PS receberá duas combinações idênticas consecutivas – “inserção”.

se ocorrer a transição “solicitação” “confirmação”, a combinação aceita erroneamente será apagada, mas a próxima irá para o canal. Isso significa que o PS não receberá esta combinação - ocorrerá uma “perda”.

Os fenômenos de inserção e exclusão são chamados coletivamente de “mudança”.

Combate ao fenômeno de “shift” em sistemas com ROC – refrigerante

Aumentando a imunidade ao ruído do canal reverso.

Numeração cíclica de combinações de códigos transmitidos

Metodologia para cálculo da probabilidade de recepção incorreta (sem levar em consideração distorções no canal do SO)

Fazer cada CC tem três resultados:

O CQ foi aceito corretamente e não há erros nele (R ppr)

O CC foi aceito e um erro foi detectado (P oo)

CQ com erro, mas nenhum erro detectado (R npr)

Figura 1. Gráfico de estado do sistema considerado com DOS - refrigerante

A probabilidade de recepção incorreta de P * NP com um número ilimitado de rodadas de requestionamento incluirá a probabilidade de um NP no primeiro ciclo, a probabilidade de um NP após a primeira, segunda, etc.

Velocidade de transferência de informações em sistemas com ROS e refrigerante

As principais desvantagens dos sistemas de refrigeração DOC incluem uma redução significativa na velocidade R.

Razões para reduzir a velocidade:

introdução de elementos redundantes (de verificação) (1);

a presença de t cool - um sinal de decisão sobre a qualidade da recepção (2);

retransmissões KK (3).

R=B*1*2*3

Fatores de redução de velocidade devido à introdução de elementos de teste

Considerando redundância e expectativa

3. Se houver possibilidade de detecção de erros no CQ - P oo

Analisando 1 e 3 conclui-se que para aumentar a velocidade R (ou reduzir as perdas de velocidade) é necessário aumentar o comprimento do bloco n. Aumentando o comprimento do bloco n:

reduz o número relativo de elementos redundantes necessários para garantir uma determinada fidelidade;

reduz as perdas relativas enquanto aguarda uma decisão sobre a qualidade da recepção.

À medida que o comprimento de um bloco aumenta, aumenta a probabilidade de ele ser afetado por um erro (K osh ^), o que significa que a probabilidade de perguntar novamente aumenta e o tempo necessário para repetir uma combinação longa aumenta, portanto, para obter velocidade máxima R em sistemas com ROS e refrigerante, é necessária a otimização do comprimento do bloco.

2. Arquitetura de comunicação. Métodos de mudança. Serviços de comunicação. Modelo VOS. Tipos redes de computadores

Arquitetura de comunicação

O conceito de comunicação inclui um conjunto de redes e serviços.

Um serviço de comunicação é um conjunto de ferramentas que fornece determinados serviços aos usuários.

Um conjunto de ferramentas deve ser entendido como um conjunto de software e hardware, métodos de processamento, distribuição e transmissão de dados, incluindo equipamentos terminais (dados) localizados no usuário.

Cada serviço pode ter vários usos, que na perspectiva do usuário são classificados como serviços.

Para transporte e comutação de sinais em serviços de telecomunicações, são utilizadas redes secundárias de telecomunicações: telégrafo; transmissão de dados; comunicação por fax; rede telefônica automática.

A rede de comunicação primária fornece redes secundárias com canais de comunicação.

Métodos de comutação em redes PDS

Dois princípios básicos de comutação: conexão direta; conexão com o acúmulo de informações.

Uma ligação direta envolve uma ligação física dos canais que entram na sociedade gestora com os canais de saída correspondentes ao endereço. O princípio da conexão direta é implementado em um sistema de comutação de circuitos (CS).

A comutação de circuitos é entendida como um conjunto de operações de conexão de canais para obter um canal ponta a ponta conectando um ponto final a outro por meio de nós de comutação.

Vantagens do CC: após estabelecer a conexão, o assinante pode transmitir a qualquer momento, independente da carga proveniente de outros assinantes; as transmissões são realizadas com um atraso fixo, ou seja, um modo de transmissão em tempo real pode ser implementado, o que é especialmente importante na transmissão de tráfego multimídia.

Desvantagens do CC: mau uso dos recursos da rede, em particular dos canais, se os assinantes interagentes não estiverem suficientemente ativos e houver longas pausas entre as transmissões de mensagens.

Comutação com acumulação é um conjunto de operações de recebimento de uma mensagem ou parte dela em nós de comutação (SM), acumulação e posterior transmissão da mensagem ou parte dela de acordo com o endereço nela contido (isto).

Com um sistema de comutação de acumulação (CS), o OP tem uma conexão direta constante com seu MC (às vezes com vários) e transmite informações para ele, e então essas informações são gradualmente transmitidas através de nós de comutação para outros assinantes, e se os canais de saída são ocupado, a informação é armazenada nos nós e transmitida à medida que os canais ficam livres na direção necessária.

Dois tipos de sistemas de armazenamento: sistema de comutação de mensagens (MS); sistema de comutação de pacotes (PS).

Um método de serviço no qual uma solicitação recebida quando não há linhas ou dispositivos livres aguarda sua liberação é chamado de serviço em espera.

O método de comutação de pacotes, em sua ideologia, coincide com o método CS e difere apenas porque mensagens longas não são transmitidas inteiramente, mas são divididas em partes relativamente curtas - pacotes.

Métodos (modos) de transmissão de pacotes: modo de conexão virtual e modo de datagrama.

Uma conexão virtual (condicional) existe apenas na memória do computador de controle.

O modo de conexão virtual é eficaz na transmissão de grandes quantidades de informações e tem todas as vantagens dos métodos de comutação de circuitos e pacotes.

Os protocolos internacionais padrão fornecem dois tipos de canais virtuais: permanentes e comutados.

Um circuito virtual comutado (PVC - Circuitos Virtuais Permanentes) envolve o estabelecimento e eliminação de um canal a cada conexão, conforme algoritmo discutido acima.

Permanente (SVC - Switched Virtual Circuits) - fixo entre dois assinantes por um longo período de tempo, em acordo com a administração da rede. Não há necessidade de organizar e eliminar o canal de cada transmissão.

Para mensagens curtas, o modo datagrama é mais eficaz, o que não requer um procedimento bastante complicado para estabelecer uma conexão virtual entre assinantes.

O termo “datagrama” é usado para se referir a um pacote independente que se move através de uma rede independentemente de outros pacotes.

Tendo recebido o datagrama, o nó de comutação o encaminha para o nó adjacente que está o mais próximo possível do destinatário. Quando um nó adjacente confirma o recebimento do pacote, o nó de comutação o apaga de sua memória. Se uma confirmação não for recebida, o nó de comutação envia o pacote para outro nó adjacente, e assim por diante, até que o pacote seja recebido.

O modo datagrama é utilizado, em particular, pela Internet, Protocolos UDP(Protocolo de datagrama de usuário) e TFTP (Protocolo de transferência de arquivos trivial).

Arquitetura de interoperabilidade de sistemas abertos

O surgimento das redes de computadores levou à necessidade de criação de padrões que definam os princípios de interação entre usuários externos e redes e redes entre si, ou seja, Padrões de interoperabilidade de sistemas abertos, VOS.

Durante a operação da rede, os nós interagem, cada um representando um sistema hierárquico. O procedimento de interação desses nós pode ser descrito como um conjunto de regras para interação de cada par de níveis correspondentes (iguais) das partes participantes.

Regras formalizadas que definem a sequência e o formato das mensagens trocadas entre componentes da rede localizados no mesmo nível, mas em nós diferentes, são chamadas de protocolo.

Os níveis localizados no mesmo nó durante a operação também interagem entre si de acordo com regras claramente definidas. Essas regras geralmente são chamadas de interface.

O modelo de referência VOC é o mais descrição geral estruturas para padrões de construção. Define os princípios de inter-relação entre padrões individuais e é a base para garantir a possibilidade de desenvolvimento paralelo de vários padrões OSI.

Um sistema é aberto se estiver em conformidade modelo de referência BOS, um conjunto padrão de serviços e protocolos padrão.

Figura 2. Estrutura do modelo de referência OSI

No modelo OSI de sete níveis, todos os processos implementados por um sistema aberto são divididos em sete níveis mutuamente subordinados. O nível com o número mais baixo representa os serviços para aquele adjacente a ele nível superior e utiliza para isso os serviços do nível inferior adjacente a ele. O nível mais alto (7) apenas consome serviços e o mais baixo (1) apenas os fornece.

A camada física transmite um fluxo de bits “bruto” não estruturado através do meio físico (sem levar em conta a divisão em combinações de código).

A camada de enlace de dados resolve os problemas de organização do acesso ao meio de transmissão e implementação de mecanismos de detecção e correção de erros.

A camada de rede é responsável por endereçar mensagens e traduzir nomes e endereços lógicos em endereços físicos. A principal tarefa é encaminhar mensagens, fornecer controle fluxos de informação, organização e manutenção dos canais de transporte, e também leva em consideração os serviços prestados.

A camada de transporte recebe um determinado bloco de dados de uma camada superior e deve garantir seu transporte através da rede de comunicação até o sistema remoto. A camada de transporte garante a entrega dos pacotes sem erros, na mesma sequência, sem perdas ou duplicações.

O nível do protocolo é chamado de sessão ou nível de sessão. Seu principal objetivo é organizar métodos de interação entre processos aplicativos: conectar processos aplicativos para sua interação, organizar a transferência de informações entre processos durante a interação, “desconectar” processos.

O nível representacional determina a sintaxe da informação transmitida, ou seja, um conjunto de signos e formas de representá-los que são compreensíveis para todos os sistemas abertos em interação. O nível representativo é responsável por converter protocolos, transmitir dados, criptografá-los, alterar e converter o conjunto de caracteres utilizado (tabela de códigos) e expandir comandos gráficos. Pode controlar a compactação de dados.

A camada de aplicação do modelo de referência OSI define a semântica, ou seja, o conteúdo semântico das informações trocadas entre sistemas operacionais no processo de resolução de algum problema previamente conhecido. Os sistemas interativos devem interpretar os dados que recebem da mesma maneira.

O nível da aplicação (usuário) é o principal, é para ele que existem todos os outros níveis. É denominado aplicado porque com ele interagem processos aplicativos do sistema, que devem resolver algum problema junto com processos aplicativos localizados em outros sistemas abertos.

Redes de dados, redes de computadores

As redes de dados estão associadas ao termo “redes de computadores” porque Um computador pessoal é usado como equipamento de dados final.

Classificação das redes de computadores:

Distribuição territorial.

Afiliação departamental.

Velocidades de transferência de informações.

Tipo de meio de transmissão.

De acordo com a distribuição territorial, as redes podem ser locais, regionais e globais.

As redes locais são redes que cobrem uma área não superior a 10 quilômetros quadrados.

Regionais são redes localizadas dentro de uma cidade ou região.

Globais são redes localizadas no território de um estado ou grupo de estados, por exemplo, rede mundial de computadores Internet.

Com base na afiliação departamental, as redes departamentais e estaduais são diferenciadas.

As redes departamentais pertencem a uma organização e estão localizadas no seu território. Poderia ser a rede local empreendimentos.

Redes corporativas. Várias filiais de uma campanha localizadas no território de uma cidade, região, país ou estado formam uma rede corporativa de computadores.

Redes governamentais são redes usadas em agências governamentais.

Com base na velocidade de transferência de informações, as redes de computadores são divididas em: baixa velocidade, média velocidade e alta velocidade.

De acordo com o tipo de meio de transmissão, são divididos em redes: coaxial, par trançado, fibra óptica, com informações transmitidas por canais de rádio, na faixa infravermelha, etc.

Redes locais (LAN)

Sob local rede de computadores compreender a conexão conjunta de várias estações de trabalho (estações de trabalho de computador individuais) e outros dispositivos para canal geral transmissão de dados.

O uso de LAN fornece:

Compartilhamento de recursos. Qualquer estação de trabalho conectada à rede (se tiver direitos de acesso) pode utilizar qualquer recurso da rede. Um recurso de rede pode ser: uma impressora conectada a um servidor ou a uma das estações de trabalho, um modem, um fax, Disco rígido, etc.

Separação de dados. Capacidade de acessar e gerenciar bancos de dados diretamente de estações de trabalho.

Separação Programas. Possibilidade de utilização simultânea de software de rede instalado. ( Programas de escritório, contabilidade, CAD, etc.). Implementação do modo multiusuário.

Compartilhamento de recursos do processador. Utilizar o poder computacional do servidor para processar dados por outros sistemas.

Troca interativa de informações entre usuários da rede - E-mail, programas de planejamento de horário de trabalho, videoconferência, ICQ...

Tipos de redes de computadores: redes peer-to-peer, redes baseadas em servidores e redes mistas.

Topologias de rede: barramento, estrela, anel e suas combinações.

1. Topologia de barramento. Todos os computadores estão conectados a um cabo, chamado tronco ou segmento. (Topologia passiva - os PCs apenas escutam o tráfego, mas não o retransmitem). Uma ruptura de cabo em qualquer lugar causa falha na rede.

2. Topologia em estrela. Todos os PCs são conectados a um hub por meio de segmentos de cabo (HUB) - Hub.

3. Topologia em anel. Os PCs são conectados a um cabo fechado em anel. Cada PC atua como um repetidor, ou seja, regenera o sinal (o alcance aumenta).

Literatura

1. Transferência mensagens discretas: Livro didático para universidades / V.P. Shuvalov, N.V. Zakharchenko, V.O. Shvartsman et al.; Ed. V.P. Shuvalova. - M.: Rádio e comunicação, 1990 - 464 p.

2. Kupinov Yu.P. e outros. Fundamentos da transmissão discreta de mensagens - M.: Rádio e Comunicações, 1992.

3. Comunicação digital. - M., Sank-P, Kiev: Editora. casa "William", 2003.

4. Mirmanov A.B. Curso de palestras da disciplina “Tecnologia de Comunicação Digital” - Astana: KazATU, 2009. (eletrônico).

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, 33. Garantindo requisitos de segurança e disciplina.doc, Trabalho de laboratório para a disciplina Introdução à especialidade 14., programa de trabalho para TX PM03 17.doc, 2-4 programa de trabalho 2019-2020.docx.

Aula nº 14. Características de um sistema de feedback e suas características. Diagrama de blocos de um sistema com feedback de informações e feedback de decisão, características e algoritmo de operação.

Literatura principal:

1. 
   Transmissão de mensagens discretas: Livro didático para universidades / V. P. Shuvalov, N. V. Zakharchenko, V. O. Shvartsman, etc.; Ed. V. P. Shuvalova. – M.: Rádio e comunicação, 1990 - 464 s.

1. 
   Kupinov Yu.P. e outros. Fundamentos da transmissão discreta de mensagens - M.: Rádio e Comunicações, 1992.
2. 
   Comunicação digital. - M., Sank-P, Kiev: Editora. casa "William", 2003
3. 
   Mirmanov A.B. Curso de palestras sobre a disciplina “Tecnologia de Comunicação Digital” - Astana: KazATU, 2009. (eletrônico)

Palavras-chave: adaptativo, decisivo, informativo, canal de retorno, inserção, abandono, deslocamento.
Questões abordadas:

1. 
   Adaptação em sistemas de polícia de trânsito
2. 
   Sistemas de feedback
3. 
   Sistemas de transmissão com ROS.
4. 
   Velocidade de transferência de informações em sistemas com ROS e refrigerante
5. 
   Metodologia para cálculo da probabilidade de recepção incorreta (sem levar em consideração distorções no canal do SO)

Resumos da palestra
Adaptação em sistemas de polícia de trânsito

A maioria dos canais de comunicação reais são não estacionário. A condição e a qualidade desses canais mudam com o tempo.

Para aproveitar ao máximo um canal, é necessário alterar a redundância introduzida (codificação, algoritmos de decodificação, sinais, etc.) dependendo do estado do canal.

Os sistemas nos quais o processo de alteração proposital dos parâmetros, estrutura ou propriedades do sistema é realizado dependendo das condições de transmissão da mensagem, a fim de atingir o funcionamento ideal, são chamados adaptativo.

Os sistemas adaptativos envolvem o uso de feedback.

Sistemas de feedback

Dependendo da finalidade do sistema operacional, os sistemas são diferenciados:

• 
  com SO decisivo (ROS);
• 
  com informações (IOS).

Fundamental diferença entre sistemas POS e IOSé onde as decisões são tomadas sobre o comportamento posterior do sistema. Em sistemas com ROS a decisão é tomada sobre recepção e em sistemas com IOS - na transmissão.

Para organizar o feedback em ambos os sistemas é usado canal de retorno.

As informações transmitidas por um canal do sistema operacional são chamadas recibo.

Sistemas com IOS nos quais é realizada a transmissão completa das combinações de códigos recebidos através do canal reverso são chamados retransmissão.

Mais frequentemente, o receptor gera sinais especiais que possuem um volume menor do que as informações úteis transmitidas pelo canal direto, ou seja, o recebimento é menor - um IOS encurtado.
Sistemas de transmissão com ROS.

Os mais comuns entre os sistemas com ROS são:

• 
  sistemas com espera (ROS - OZH);
• 
  com transferência contínua de informações e bloqueio
• 
  com questionamento direcionado

Nos sistemas de refrigeração DOC há sempre um atraso no tempo de espera t legal. Este tempo consiste em vários intervalos:

Onde t p PC– tempo de propagação do sinal no canal direto; t pt–– tempo para analisar a correção da recepção; t oc– duração do sinal de feedback; t p oc– Propagação do sinal do SO; t a oc– Análise de sinal do sistema operacional.

Nos sistemas operacionais, distorções específicas aparecem devido a erros no canal de feedback. Tais distorções são chamadas "inserções" E "perdas".

Causas e sua ocorrência:

• 
  se, em decorrência de interferência no OK, o sinal de “confirmação” for transformado em sinal de “solicitação”, então o CC já aceito é emitido ao destinatário, e a combinação é enviada novamente ao canal. Assim, o PS receberá duas combinações idênticas consecutivas – “inserção”.
• 
  se ocorrer a transição “solicitação” → “confirmação”, a combinação aceita erroneamente será apagada, mas a próxima irá para o canal. Isso significa que o PS não receberá esta combinação - ocorrerá uma “perda”.

Combate ao fenômeno de “shift” em sistemas com ROC – refrigerante

1. 
   Aumentando a imunidade ao ruído do canal reverso.
2. 
   Numeração cíclica de combinações de códigos transmitidos

Metodologia para cálculo da probabilidade de recepção incorreta (sem levar em consideração distorções no canal do SO)

Fazer cada CC tem três resultados:

1. 
   O CQ foi aceito corretamente e não há erros nele ( R ppr)
2. 
   O CC foi aceito e foi detectado um erro nele ( R ah)
3. 
   CQ com erro, mas nenhum erro detectado ( R NPR)

Figura 14.1. Gráfico de estado do sistema em consideração com DOS - refrigerante
A probabilidade de recepção incorreta de P * NP com um número ilimitado de rodadas de requestionamento incluirá a probabilidade de um NP no primeiro ciclo, a probabilidade de um NP após a primeira, segunda, etc.


Velocidade de transferência de informações em sistemas com ROS e refrigerante

As principais desvantagens dos sistemas de refrigeração DOC incluem uma redução significativa na velocidade R.

Razões para desacelerar:

• 
  introdução de elementos redundantes (de verificação) (  1 );
• 
  Disponibilidade t legal– sinal de decisão sobre a qualidade da recepção (  2 );
• 
  retransmissões KK (  3 ).

R = B  1  2  3

1. 
   Fatores de redução de velocidade devido à introdução de elementos de teste

1. 
   Considerando redundância e expectativa



3. Se houver possibilidade de detecção de erros no CQ - P ah


Analisando  1 E  3 segue-se que para aumentar a velocidade R (ou reduzir as perdas de velocidade) é necessário aumentar o comprimento do bloco n. Aumentando o comprimento do blocon:

• 
  reduz o número relativo de elementos redundantes necessários para garantir uma determinada fidelidade;
• 
  reduz as perdas relativas enquanto aguarda uma decisão sobre a qualidade da recepção.

Sempre ocorrem erros durante a transmissão de dados pelos canais de comunicação. As razões podem ser muito diferentes, mas o resultado é o mesmo - os dados são distorcidos e não podem ser usados ​​no lado receptor para processamento posterior. A luta contra os erros emergentes é realizada em diferentes níveis do modelo OSI de sete camadas (principalmente nas quatro primeiras). Existem muitas maneiras diferentes de lidar com os erros que ocorrem. Todos eles podem ser divididos em dois grupos: os que não utilizam feedback e os que utilizam feedback.

No primeiro caso, do lado da transmissão, os dados transmitidos são codificados com um dos códigos de correção de erros bem conhecidos. Do lado receptor, respectivamente, as informações recebidas são decodificadas e os erros detectados são corrigidos. A capacidade de correção do código utilizado depende do número de bits redundantes gerados pelo codificador. Se a redundância introduzida for pequena, existe o perigo de os dados recebidos conterem erros não detectados que podem levar a erros no processo de aplicação. Se você usar código com alta capacidade de correção (alta redundância), isso levará a um valor excessivamente baixo velocidade real transmissão de dados.

Muitas vezes há casos em que as informações podem ser transmitidas não apenas de um correspondente para outro, mas também na direção oposta.

Nessas condições, torna-se possível utilizar o fluxo reverso de informações para aumentar significativamente a precisão das mensagens transmitidas no sentido direto. Ao mesmo tempo, é possível que ambos os canais (direto e reverso) transmitam principalmente mensagens diretamente em duas direções (“comunicação duplex”) e apenas parte largura de banda cada canal é usado para transmitir dados adicionais projetados para melhorar a fidelidade.

Possível várias maneiras usando um sistema de feedback em um canal discreto. Geralmente são divididos em dois tipos: sistemas com feedback de informações e sistemas com feedback de controle.

Sistemas com feedback de informações são aqueles em que as informações sobre a forma como a mensagem foi recebida são enviadas do dispositivo receptor para o dispositivo transmissor. Com base nessas informações, o dispositivo transmissor pode fazer certas alterações no processo de transmissão da mensagem: por exemplo, repetir segmentos de mensagem recebidos erroneamente, alterar o código aplicado (primeiro transmitindo o sinal condicionado correspondente e certificando-se de que ele seja aceito), ou mesmo interromper a transmissão se houver uma condição de sinal ruim no canal até que ela melhore.

Em sistemas com feedback de controle O próprio dispositivo receptor, com base na análise do sinal recebido, decide sobre a necessidade de repetição, alteração do método de transmissão ou interrupção temporária da comunicação e transmite uma ordem sobre isso ao dispositivo transmissor. Métodos mistos de utilização de feedback também são possíveis, quando em alguns casos a decisão é tomada no dispositivo receptor e em outros casos no dispositivo transmissor com base nas informações recebidas através do canal reverso.

O método mais simples da teoria feedback de informações é um método de verificação e repetição completa de feedback(OPP). Em sistemas com feedback de informação, a informação é transmitida sem codificação resistente a ruído. Neste caso, o sinal recebido é totalmente retransmitido para o dispositivo transmissor, onde cada combinação de código recebida é verificada em relação à transmitida. Se não corresponderem, o dispositivo transmissor transmite um sinal para apagar a combinação recebida incorretamente e, em seguida, repete a combinação desejada. Uma combinação de código especial que não é usada na transmissão de uma mensagem é usada como sinal de apagamento.

O diagrama funcional de tal sistema é mostrado na Fig. 8.37. A mensagem transmitida, codificada com um código primitivo, é enviada ao canal e simultaneamente gravada em um dispositivo de armazenamento (drive). A combinação de códigos recebida não é imediatamente decodificada, mas é armazenada no dispositivo de armazenamento receptor e retornada através do canal reverso para o lado de transmissão, onde é comparada com a combinação transmitida. Se corresponderem, então a próxima palavra-código será transmitida; caso contrário, um sinal de apagamento será transmitido.

Com este método, a recepção errônea final de uma combinação de código só é possível quando os erros na combinação recebida são compensados ​​​​por erros que ocorrem no canal de feedback. Em outras palavras, para que um determinado símbolo da palavra-código transmitida seja finalmente recebido erroneamente, é necessário e suficiente que, em primeiro lugar, ocorra um erro no canal direto e, em segundo lugar, ocorra um erro durante a retransmissão que alterará o incorreto. símbolo retransmitido para verdadeiramente transmitido. Isso permite calcular imediatamente a probabilidade de um erro não detectado e, portanto, não corrigido (por caractere):

onde está a probabilidade de erro no canal direto; - a probabilidade do erro oposto no canal de feedback.

Conseqüentemente, mesmo que sejam grandes, um sistema com retransmissão completa dá resultados insatisfatórios. Praticamente este método faz sentido nos casos em que o canal de feedback oferece fidelidade muito alta (por exemplo, ao transmitir mensagens da Terra para um satélite) e o canal direto tem baixa fidelidade (por exemplo, ao transmitir mensagens de um satélite para a Terra devido ao fato de que a potência do transmissor no satélite é pequena). Uma desvantagem significativa de um sistema com relé completo é grande carregamento canal de feedback. Há mais sistemas complexos com feedback de informações, que utiliza códigos resistentes a ruído.

Os sistemas mais comuns são aqueles com realimentação de controle (CF) utilizando códigos redundantes para detectar erros (Fig. 8.38). Tais sistemas são frequentemente chamados sistemas com re-demanda, ou com consulta de erro automática, ou com feedback decisivo(ROS).

Na maioria dos casos, estes são sistemas duplex, ou seja, a informação é transmitida em ambas as direções. No codificador, a mensagem transmitida é codificada com um código que permite detectar com alta probabilidade erros ocorridos no canal. O bloco de código recebido é decodificado com detecção de erros. Se nenhum erro for detectado, o segmento de mensagem decodificado será enviado ao destinatário. Se forem detectados erros, o bloco é rejeitado e um “sinal de solicitação” especial é transmitido através do canal reverso. Na maioria dos sistemas, este sinal é uma combinação de código especial, durante a transmissão da qual o fluxo de informações que flui ao longo do canal reverso é interrompido. A recepção de um sinal de solicitação provoca uma repetição do bloco rejeitado, que para esse fim é armazenado em um dispositivo de armazenamento repetidor até que a próxima combinação de código que não contenha uma solicitação seja recebida através do canal reverso.

Os sistemas de feedback decisivo usam procedimentos de detecção e recuperação de erros, também chamados feedback decisivo ou detecção de erros com solicitação automática de nova tentativa(AZP, ARQ- Solicitação de repetição automática). Neste caso, o código é usado apenas no modo de detecção de erros, o que permite atingir uma probabilidade muito baixa de erros não detectados com um nível insignificante de redundância introduzida.

Para implementar o mecanismo ARQ, os dados transmitidos são organizados em blocos especiais chamados frames.

O objetivo da palestra: estudar as características dos sistemas de feedback e considerar o diagrama de blocos com o sistema operacional.
Contente:
a) características dos sistemas de feedback e suas características;
b) esquema estrutural sistemas com feedback de informação (IFE) e feedback de decisão (DCF), características e algoritmos de operação.
12.1 Características dos sistemas de feedback e suas características
Em sistemas com SO, a redundância é introduzida nas informações transmitidas levando em consideração o estado do canal discreto. À medida que a condição do canal se deteriora, a redundância introduzida aumenta e, inversamente, à medida que a condição do canal melhora, ela diminui.
Dependendo da finalidade do sistema operacional, eles são diferenciados sistemas: com feedback decisivo (DCF), feedback de informação (IOS) e feedback combinado (COS).
A transferência do ROS é semelhante Conversa telefônica em condições de fraca audibilidade, quando um dos interlocutores, tendo ouvido mal uma palavra ou frase, pede ao outro que a repita novamente e, em caso de boa audibilidade, ou confirma o facto de ter recebido a informação, ou, em qualquer caso, o faz não peça repetição.
A informação (recebimento) recebida através do canal OS é analisada pelo transmissor e, com base nos resultados da análise, o transmissor toma a decisão de transmitir a próxima combinação de códigos ou repetir as transmitidas anteriormente. Depois disso, o transmissor transmite sinais de serviço sobre a decisão tomada e, em seguida, as combinações de códigos correspondentes. De acordo com os sinais de serviço recebidos do transmissor, o receptor PKpr emite a combinação de código acumulada para o destinatário da informação ou a apaga e armazena a recém-transmitida. Em sistemas com IOS encurtado, naturalmente, há menos carga no canal reverso, mas há maior probabilidade de erros em comparação com um IOS completo.

Em sistemas com CBS, a decisão de emitir uma combinação de códigos ao destinatário da informação ou de retransmiti-la pode ser tomada tanto no receptor quanto no transmissor do sistema PDS, e o canal OS é utilizado para transmitir recebimentos e decisões. Os sistemas operacionais também são divididos em sistemas com número limitado de repetições e com número ilimitado de repetições. EM sistemas com um número limitado de repetições cada combinação de código não pode ser repetida mais do que l vezes, e sistemas com um número ilimitado de repetições a transmissão das combinações é repetida até que o receptor ou transmissor decida emitir essa combinação ao consumidor. Com um número limitado de repetições, a probabilidade de emitir a combinação errada ao destinatário é maior, mas há menos tempo perdido na transmissão e a implementação do equipamento é mais simples. Observe que em sistemas com SO, o tempo de transmissão da mensagem não permanece constante e depende do estado do canal.
Os sistemas operacionais podem descartar ou usar as informações contidas nas combinações de códigos rejeitadas para tomar uma decisão mais correta. Os sistemas do primeiro tipo são chamados sistemas sem memória, e o segundo - sistemas com memória.
O feedback pode abranger várias partes do sistema (Figura 12.1):
1) canal de comunicação, no qual as informações sobre o sinal recebido são transmitidas pelo canal do SO antes de qualquer decisão ser tomada;
2) canal discreto, enquanto as decisões tomadas pelo primeiro circuito de decisão PC 1 com base na análise de elementos de sinal únicos são transmitidas através do canal OS;
3) canal de transmissão de dados, enquanto as decisões tomadas pelo segundo circuito de decisão RS 2 com base na análise de combinações de códigos são transmitidas através do canal OS.

Figura 12.1 – Feedback no sistema PDS
Em sistemas com IOS, perdas de fidelidade também são possíveis devido a erros nos canais do SO. No IOS encurtado, tais erros surgem por razões semelhantes às mencionadas acima, quando um recebimento correspondente a um sinal distorcido no canal OS é transformado em um recebimento correspondente a um sinal não distorcido. Como resultado, o transmissor não consegue detectar o fato de uma recepção errônea. No IOS completo, são possíveis distorções no canal do sistema operacional, compensando completamente as distorções no canal direto, como resultado das quais erros não podem ser detectados. Portanto, muita atenção é dada à formação de canais de sistema operacional em sistemas PDS. Os canais de sistema operacional geralmente são formados em canais de comunicação reversa usando métodos de divisão de frequência ou tempo de canais de transmissão informação útil. Os métodos FDM são geralmente usados ​​em sistemas com uma velocidade de transmissão específica relativamente baixa, por exemplo, ao transmitir dados a uma velocidade de 600...1200 bits/s através de canais PM. Em muitos sistemas com POC, é utilizado um método de separação estrutural, quando uma combinação de código especial é usada para o sinal de interrogação, e qualquer combinação de código permitida no receptor é descriptografada como um sinal de confirmação e qualquer combinação não autorizada como um sinal de reinterrogação. Para proteger contra sinais distorcidos transmitidos através dos canais do sistema operacional, são utilizados os mesmos métodos para aumentar a fidelidade de informações úteis: códigos de correção, transmissões múltiplas e paralelas.

Sistemas de transmissão informação discreta com feedback (OS) são sistemas nos quais a repetição de um sinal transmitido anteriormente ocorre somente após o recebimento do sinal de feedback. Os sistemas de feedback são divididos em sistemas com um sistema operacional de decisão e um sistema operacional de informação.

Sistemas de Feedback de Decisão

No receptor do sistema, as combinações corretamente aceitas são acumuladas em um acumulador e, se após o recebimento do bloco pelo menos uma das combinações não for aceita, é gerado um sinal de reenvio, uniforme para todo o bloco. Todo o bloco é repetido novamente e, no receptor do sistema, são selecionadas do bloco as combinações que não foram aceitas na primeira transmissão. As solicitações são feitas até que todas as combinações do bloco sejam aceitas. Após receber todas as combinações, é enviado um sinal de confirmação. Ao recebê-lo, o transmissor transmite o próximo bloco de combinações (sistemas com solicitação de endereço - ROS-AP). Esses sistemas são em muitos aspectos semelhantes aos sistemas de acumulação, mas ao contrário destes últimos, o receptor os gera e transmite um sinal complexo de requestionamento, que indica os números condicionais (endereços) de combinações de blocos não aceitas pelo receptor. De acordo com este sinal, o transmissor não repete todo o bloco, como num sistema com acumulação, mas apenas as combinações não recebidas (sistemas com transmissão sequencial de combinações de códigos - ROS-PP).

Existem várias opções para construção de sistemas ROS-PP, as principais são:

Sistemas com alteração da ordem das combinações (ROS-PP). Nestes sistemas, o receptor apaga apenas as combinações para as quais o dispositivo de decisão tomou a decisão de apagar, e apenas para estas combinações envia sinais de nova pergunta ao transmissor. As combinações restantes são emitidas para o PI à medida que chegam.

Sistemas com restauração da ordem das combinações (ROS-PP). Esses sistemas diferem dos sistemas ROS-PP apenas porque seu receptor contém um dispositivo que restaura a ordem das combinações.

Sistemas com compactação variável (ROS-PP). Aqui, o transmissor transmite alternadamente combinações de sequências, e o número destas últimas é selecionado de modo que, no momento em que as combinações são transmitidas, o transmissor já tenha recebido um sinal OS para a combinação previamente transmitida desta sequência.

Sistemas com bloqueio do receptor durante o recebimento de combinações após detecção de erro e repetição ou transferência de bloco de combinações (ROS-PP).

Sistemas com controle de combinações bloqueadas (ROS-PP). Nestes sistemas, após detectar um erro numa combinação de códigos e transmitir um sinal de nova pergunta, as combinações h-1 seguintes à combinação com o erro detectado são monitorizadas quanto a erros detectados.

Sistemas com feedback de informações

A diferença na lógica de funcionamento dos sistemas com POS e IOS se manifesta na velocidade de transmissão. Na maioria dos casos, a transmissão de marcas de serviço requer menos energia e tempo do que a transmissão de identificadores através de um canal direto num sistema com POC. Portanto, a velocidade de transmissão de mensagens no sentido direto em um sistema com IOS é maior. Se a imunidade ao ruído do canal reverso for maior que a imunidade ao ruído do canal direto, a confiabilidade da transmissão de mensagens em sistemas com IOS também será maior. No caso de feedback de informações totalmente silencioso, é possível garantir a transmissão de mensagens sem erros no canal de encaminhamento, independentemente do nível de interferência nele. Para isso, é necessário organizar adicionalmente a correção dos sinais de serviço distorcidos no canal direto. Tal resultado, em princípio, é inatingível em sistemas com sistemas de distribuição distribuída. No caso de erros de agrupamento, um papel significativo é desempenhado pelas condições sob as quais as informações e as partes de controle das combinações de códigos são transmitidas em ambos os sistemas de comunicação. Ao usar o IOS, muitas vezes ocorre a única decorrelação de erros nos canais direto e reverso.

Um papel importante na comparação da transmissão de mensagens com POC e IOS também é desempenhado pelo comprimento do código usado n e sua redundância s/t. Se a redundância for pequena (s/n<0,3), то даже при бесшумном обратном канале ИОС практически не обеспечивает по достоверности преимущества перед РОС. Однако скорость передачи у систем с ИОС по-прежнему выше. Следует указать еще одно преимущество систем с ИОС, обусловленное различием в скорости. Каждому заданному значению эквивалентной вероятности ошибки соответствует оптимальная длина кода, при отклонении от которой скорость передачи в системе с РОС уменьшается. В системах с ИОС при s/n>0.3 É mais lucrativo transmitir mensagens usando códigos curtos. Com a confiabilidade definida antecipadamente, a velocidade de transmissão torna-se maior. Isto é benéfico do ponto de vista prático, uma vez que a codificação e decodificação com códigos curtos é mais fácil. Com o aumento da redundância de código, a vantagem dos sistemas com IOS em termos de confiabilidade de transmissão aumenta mesmo quando os canais direto e reverso são iguais em imunidade a ruído, especialmente se a transmissão de mensagens e recebimentos em um sistema com IOS for organizada de tal forma que erros neles não são corrigidos. O ganho de energia no canal direto de um sistema com IOS acaba sendo uma ordem de grandeza maior do que em um sistema com DOS. Assim, o IOS em todos os casos fornece imunidade a ruído igual ou superior para transmissão de mensagens no canal direto, especialmente com s grandes e um canal reverso sem ruído. O IOS é utilizado de forma mais racional em sistemas onde o canal reverso, devido à natureza do seu carregamento, pode ser utilizado para a transmissão efetiva de informações de handshake sem prejuízo de outras finalidades.

No entanto, a complexidade geral da implementação de sistemas com IOS é maior do que a de sistemas com DOS. Portanto, os sistemas com POC encontraram uma aplicação mais ampla. Os sistemas com IOS são utilizados nos casos em que o canal de retorno pode ser efetivamente utilizado para transmissão de recibos sem prejuízo de outras finalidades.