Предисловие 3
Введение 4
1 Моделирование дискретных каналов 8
1.1. Многоуровневый подход и декомпозиция при моделировании систем передачи данных 8
1.2. Модели дискретных каналов 11
1.3. Выбор рабочей модели дискретного канала 16
2 Определение основных параметров дискретного канала, описываемого моделью Гилберта 20
2.1. Основные параметры модели Гилберта 20
2.2. Определение вероятностей длин серий безошибочных элементов в дискретном канале, описываемом моделью Гилберта 21
2.3. Алгоритм генерации потока ошибок по модели Гилберта 26
2.4. Методы оценки параметров модели Гилберта по результатам статистических испытаний 28
2.4.1. Существующие методы оценки параметров модели Гилберта 28
2.4.2. Методика оценки параметров модели Гилберта по статистике средних длин состояний канала 29
3 Методы вычисления вероятности поражения блока
в дискретном канале, описываемом моделью Гилберта 33
3.1. Существующие методики вычисления вероятности поражения блока 33
3.2. Метод вычисления точного значения вероятности 35
3.3. Матричный метод вычисления точного значения вероятности 38
3.4. Методы снижения затрат машинного времени на расчеты вероятности $m$-кратной ошибки в блоке из $n$ элементов 42
3.4.1. Алгоритм, исключающий векторы состояния канала с числом возвращений более заданного 42
3.4.2. Вычисление вероятности $B(i,n)$ при однократном возвращении плохого состояния на длине блока 44
3.4.3. Вычисление вероятности $B(i,n)$ с учетом $v$ возвращений в плохое состояния на длине блока 45
3.4.4. Оценка погрешности, обусловленной применением упрощенных методов расчета вероятности $B(i,n)$ 50
3.5. Оценка сложности вычисления вероятности $m$-кратной ошибки в блоке длиной $n$ элементов 52
4 Перемежение в дискретном канале с группирующимися ошибками 55
4.1. Виды преобразований в дискретном канале 55
4.1.1. Поразрядное суммирование и перемножение блоков 56
4.1.2. Блочное и сверточное перемежения 57
4.1.3. Применение перемежения в системах сотовой связи 67
4.2. Влияние перемежения на параметры дискретного канала, описываемого моделью Гилберта 68
4.2.1. Разработка алгоритма вычисления модифицированных параметров 68
4.2.2. Методика вычисления модифицированных параметров дискретного канала, учитывающая кратность возвращения в плохое состояние 70
4.2.3. Универсальная методика вычисления модифицированных параметров 75
4.3. Влияние перемежения на параметры каналов и систем передачи данных 83
4.3.1. Зависимости основных параметров дискретных каналов от глубины перемежения 83
4.3.2. Оценка относительной скорости передачи в системе с исправлением ошибок при перемежении 84
5 Влияние хоппинга на параметры дискретного
канала, описываемого моделью Гилберта 91
5.1. Вычисление модифицированных параметров при хоппинге двух каналов 91
5.2. Моделирование хоппинг-процесса 94
5.3. Автохоппинг 99
5.4. Вычисление модифицированных параметров при хоппинге трех и более каналов 100
5.5. Определение вероятности ошибки в результирующем канале 102
5.6. Влияние хоппинга на относительную скорость передачи 103
5.7. Оценка модифицированных параметров дискретного канала при одновременном использовании операций хоппинга и перемежения 105 6 Системы с обратной связью 112
6.1. Общие сведения о системах с обратной связью 112
6.2. Описание моделируемой системы с РОС-АП и алгоритма ее работы 115
6.3. Разработка математических моделей для оценки параметров системы с РОС-АП 118
6.3.1. Определение матрицы переходных вероятностей системы с учетом вероятности необнаружения ошибки в блоке 119
6.3.2. Определение ВВХ системы РОС-АП с учетом вероятности необнаружения ошибок в блоке 127
6.3.3. Моделирование системы в предположении, что все блоки с ошибками обнаруживаются 129
6.4. Преобразование основных расчетных формул с целью снижения затрат вычислительных ресурсов 132
6.4.1. Преобразование формул для нахождения затрат элементов 133
6.4.2. Преобразование формул для нахождения вероятности успешной доставки и среднего числа блоков, доставленных без ошибок 137
6.4.3. Сравнительная оценка затрат вычислительных ресурсов при расчетах по преобразованным и непреобразованным формулам 138
6.5. Исследование зависимости относительной скорости передачи информации от параметров системы 141
6.6. Вероятностно-временные характеристики системы при передаче сообщений заданного объема 146
6.7. Анализ систем передачи данных с гибридной обратной связью 148
6.7.1. Системы передачи данных с гибридной обратной связью и блочным корректирующим кодированием 149
6.7.2. Расчет вероятностно-временных характеристик системы ГРОС-БКК 149
6.7.3. Особенности расчета системы ГРОС-БКК с адресным переспросом 155
6.7.4. Гибридные системы со сверточным и комбинированным корректирующим кодированием 158
7 Некоторые вопросы адаптации при работеreak
по нестационарному гилбертовскому каналу 165
7.1. Обобщенный алгоритм работы системы передачи данных с корректировкой внутренних параметров при передаче информации по нестационарному дискретному каналу 165
7.2. Определение влияния погрешностей измеряемых величин на погрешности оценок параметров канала 167
7.3. Определение объемов испытаний, необходимых для обеспечения заданной точности оценок 169
7.4. Формирование запроса на повторное обучение адаптивной системы 172
7.5. Пути снижения времени адаптации и размера буфера 173
8 Анализ адаптивных систем с изменением
длин передаваемых блоков 176
8.1. Адаптивные алгоритмы оценки состояния дискретного канала по результатам анализа качества приема блока 176
8.2. Границы производительности адаптивных систем с изменением длин передаваемых блоков 177
8.3. Выбор дискретного шага моделируемой системы 180
8.4. Анализ адаптивных систем с изменением длины блока при работе по дискретному каналу с двумя состояниями 182
8.4.1. Обобщенная методика анализа адаптивных систем c изменением длины блока при работе по дискретному каналу с двумя состояниями 182
8.4.2. Адаптивный алгоритм с оценкой успешных и ошибочных приемов 187
8.4.3. Адаптивный алгоритм со скользящим окном наблюдения 191
8.4.4. Сравнение производительностей адаптивных алгоритмов 195
8.5. Анализ адаптивных систем с изменением длины блока при работе по дискретному каналу с тремя состояниями 197
8.5.1. Обобщенная методика анализа адаптивных систем с изменением длины блока при работе по дискретному каналу с тремя состояниями 197
8.5.2. Адаптивный алгоритм с оценкой успешных и ошибочных приемов 204
8.6. Имитационное моделирование адаптивной системы передачи с изменением длины блока 209
8.6.1. Определение параметров модели по результатам имитационного моделирования 209
8.6.2. Имитационная модель алгоритма ОУОП 211
8.6.3. Имитационная модель адаптивного алгоритма СОН 215
Заключение 221
Литература 222
Список основных обозначений 227
Настоящая монография посвящена вопросам доставки информации с заданными качественными показателями по телекоммуникационным каналам с группирующимися ошибками. Вопросы повышения качественных показателей передачи данных неоднократно обсуждались научно-технической общественностью на конференциях различного уровня. По данной тематике написано множество статей и монографий, тем не менее данная тематика продолжает оставаться актуальной и в настоящее время.
Автор не пытается охватить весь круг вопросов, связанных с тематикой передачи данных, выделяя для рассмотрения только передачу данных по дискретным каналам с двумя и тремя состояниями. Данные модели позволяют получить необходимые расчетные соотношения, не прибегая к громоздким вычислениям, и в то же время дают возможность оценить характеристики систем передачи данных с приемлемой для практики точностью.
В монографии детально рассмотрены характеристики каналов с различными видами перемежения и хоппинга. Предложен ряд моделей и методик, позволяющих оценивать вероятностно-временные характеристики систем как без обратной связи, так и с обратной связью. Даны практические рекомендации по реализации систем передачи данных, работающих в условиях группирования ошибок.