Strategii de control a erorilor - codararea

STRATEGII DE CONTROL A ERORILOR - CODARAREA

Controlul erorilor in transmisie sau memorare, se poate face principial pe trei cai:

prin detectie de erori, caz in care sistemul necesita canal de intoarcere prin care sa se faca anuntarea emitatorului ca s-au detectat erori si ca este necesara retransmitere (ARQ - automatic repeat request).

prin corectie de erori (FEC- forward error correction), in care codul corector de erori corecteaza automat erorile detectate la receptie, sistemul corespunzator este unidirectional (fig 4); acest tip de transmisiune corespunde sistemelor de memorare, comunicatiilor spatiale, etc.

prin corectie si detectie automata de erori (sisteme ARQ hibride ), la care codul corector de erori va corecta combinatiile eronate ce intra in capacitatea sa de corectie, restul combinatiilor eronate fiind evidentiate de sistemul ARQ; sint utilizate in transmisiuni radio (prin satelit, comunicatii celulare ).

In figura 5 sint prezentate trei din cele mai utilizate procedee ARQ :

retransmitere

a ACK  NAK ACK ACK

	eroare

N=5

ACK NAK ACK NAK ACK

b inapoi 5 retransmisie

eroare

eroare

ACK ACK NAK NAK ACK

c

erori erori

Fig. 5 Sisteme ARQ: a-SW, b-GBN cu N=5 ,c-SR

Sistemul ARQ de tip opreste si asteapta SW(stop and wait) :emitatorul trimite o secventa de cod receptorului si asteapta semnalul de confirmare pozitiva (ACK) de la receptie (ceea ce inseamna ca nu au fost detectate erori); la primirea semnalului ACK, emitatorul trimite secventa urmatoare. La primirea unui semnal de confirmare negativa (NAK ) corespunzator unui bloc detectat ca eronat, emitatorul retransmite blocul emis pina cind primeste de la receptie o confirmare pozitiva (ACK ). Tipul de comunicatie este de tip semiduplex.

Acest sistem extrem de simplu este utilizat in numeroase sisteme de transmisiuni de date cum ar fi de exemplu protocolul de comunicatie binar simetric (BISYNC). Desi extrem de simplu, acest sistem este ineficient datorita pauzei dintre emisie si receptia confirmarii.

Sistemul ARQ de tip intoarcere cu N blocuri (GBN) (go-back-N) corespunde unei transmisii continue a blocurilor, deci unei comunicatii de tip duplex integral. Emitatorul nu asteapta confirmarea fiecarui bloc transmis. Aceasta confirmare este receptionata dupa un numar de N blocuri. Pe durata acestui interval, emitatorul a mai transmis inca N-1 blocuri.La receptia unui NAK, emitatorul se intoarce la blocul confirmat negativ si retransmite acel bloc si inca N-1 blocuri succesive.

Acest sistem este mai eficient decit sistemul SW si costurile de realizare sint modeste. Exemple de utilizare sint : protocoalele SDLC (Syncronous Data Link Control) si ADCCP

( Advanced Data Communications Control Procedure). Ineficienta apare datorita retransmiterii a numeroase blocuri corecte.

Sistemul ARQ cu repetare selectiva SR (selective repeat) corespunde si el unei transmisii continue (comunicatie de tip duplex integral) ca si sistemul GBN, cu deosebirea ca aici sint retransmise doar blocurile confirmate negativ (NAK). Acest sistem este cel mai eficient din cele trei prezentate, dar si cel mai costisitor ca implementare ; este utilizat in comunicatii prin satelit.

Un sistem ARQ va face erori de decodare daca accepta cuvinte receptionate afectate de erori nedetectabile P(E)=P_en.

Performanta unui sistem ARQ poate fi apreciata si prin eficienta totala (h definita ca raportul dintre numarul total de biti informationali acceptati de receptor in unitatea de timp si numarul total de biti transmisi in unitatea de timp [Li-83].

Observatii :

toate cele trei metode ARQ expuse au aceeasi P(E), dar eficiente h diferite.

expresiile eficientei sistemelor ARQ sint determinate in [Li-83] in ipoteza canalului cu reactie fara erori, iar in [Be-64] pentru scheme in care si canalul de reactie este zgomotos.

Comparatia strategiilor de control a erorilor

O analiza in detaliu a comparatiei strategiilor de control este facuta in [Li-83].

Sistemele ARQ comparativ cu FEC au o structura mult mai simpla. Sistemele ARQ sint adaptive in sensul ca informatia este retransmisa de fiecare data cind apar erori. Daca insa canalul este foarte zgomotos, retransmisiile devin foarte frecvente, fapt ce justifica utilizarea, in asemenea situatii, a sistemelor hibride ARQ+FEC [Bot-95].