НТВ плюс 

Системы связи с обратной связью

    информационная обратная связь - сравнение Передача по обратному каналу информации о подмножестве возможных сообщений, к которому отнесен выходной сигнал. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 94. Теория передачи информации. Академия наук СССР. Комитет технической терминологии …

    Информационная обратная связь ИОС Обратная связь при передаче данных, при которой по обратному каналу передачи данных поступает информация о сигнале, поступившем по прямому каналу передачи данных, с принятием решения на стороне передатчика. [ГОСТ … Справочник технического переводчика

    информационная обратная связь (по контрольному каналу) - — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN message feedback … Справочник технического переводчика

    Информационная обратная связь при передаче данных - 86. Информационная обратная связь при передаче данных Информационная обратная связь ИОС Е. Information feedback Обратная связь при передаче данных, при которой по обратному каналу передачи данных поступает информация о сигнале, поступившем по… …

    Информационная обратная связь при передаче данных - 1. Обратная связь при передаче данных, при которой по обратному каналу передачи данных поступает информация о сигнале, поступившем по прямому каналу передачи данных, с принятием решения на стороне передатчика Употребляется в документе: ГОСТ 17657 … Телекоммуникационный словарь

    БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ - Информационная обратная связь относительно функционирования тела. Большая часть биологической обратной связи осуществляется через обычные сенсорные каналы, например, если вы закрываете глаза и держите руку в стороне от тела, кинестетическая… … Толковый словарь по психологии

    Биологическая обратная связь - – информационная обратная связь относительно функционирования тела. Большей частью осуществляется через обычные сенсорные каналы. Например, обратная связь позволяет определить положение руки при закрытых глазах. Посредством обратной связи можно в … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

    Информационная - функция автоматизированной системы управления Функция АСУ, включающая получение информации, обработку и передачу информации персоналу АСУ или за пределы системы о состоянии ТОУ или внешней среды Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    СВЯЗЬ - (1) информационная передача и приём сообщений с помощью различных технических средств (радио, электронной почты, телефона, телеграфа, телетайпа, телевидения, радиорелейных средств и др.). С. информационная может быть местной, дальней, наземной,… … Большая политехническая энциклопедия

    Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия

    - (ЭИС) представляет собой совокупность организационных, технических, программных и информационных средств, объединённых в единую систему с целью сбора, хранения, обработки и выдачи необходимой информации, предназначенной для выполнения функций… … Википедия

Если сообще­ние передается в виде непомехозащищенного кода, то в кодирующем устройстве данный код может быть преобразован в помехозащищенный. Однако, поскольку в этом обычно нет необходимости, кодирующее устрой­ство представляет собой регистр для превращения простого параллель­ного кода в последовательный. Одновременно с передачей по прямому каналу сообщение запоминается в накопителе на передатчике. На контролируемом пункте принятое сообщение декодируется и также запоминается в накопителе. Однако получателю сообщение передается не сразу: сначала оно поступает через обратный канал на пункт управления. В схеме сравнения ПУ происходит сравнение приня­того сообщения с переданным. Если сообщения совпадают, то формиру­ется сигнал «Подтверждение» и происходит передача последующих сообщений. При несовпадении сообщений, что свидетельствует об ошибке, формируется сигнал «Стирание». Этот сигнал запирает ключ для прекращения передачи очередного сообщения и посылается на КП для уничтожения записанного в накопителе сообщения. После этого с ПУ производится повторная передача сообщения, записанного в накопи­теле.

Имеются различные варианты передачи с ИОС. Так, существуют системы с ИОС, в которых передача сигналов происходит непрерывно и прекращается лишь при обнаружении ошибки: передатчик посылает сигнал «Стирание» и повто­ряет передачу. Системы с ИОС, в которых по обратному каналу пере­дается вся информация, переданная на КП, называются системами с ретрансляционной обратной связью. В некоторых системах с ИОС передается не вся информация, а только некоторые характерные сведения о ней (квитанции). Например, по прямому каналу передаются информационные, а по обратному каналу - контроль­ные символы, которые будут сравниваться на передатчике с предвари­тельно записанными контрольными символами. Имеется вариант, в кото­ром после проверки принятого по обратному каналу сообщения и обна­ружения ошибки передатчик может либо повторить его (дублирование сообщения), либо послать дополнительную информацию, необходимую для исправления (корректирующая информация). Число повторений может быть ограниченным или неограниченным.

Обратный канал используют для того, чтобы определить, необходима ли повторная передача информации. В системах с ИОС повышение досто­верности передачи достигается путем повторения информации только при наличии ошибки, тогда как в системах без обратной связи (при передаче с накоплением) повторение осуществляется независимо от искажения сообщения. Поэтому в системах с ИОС избыточность информации значительно меньше, чем в системах с ПБОС: она минимальна при отсут­ствии искажений и увеличивается при ошибках. В системах с ИОС ка­чество обратного канала должно быть не хуже качества прямого во избежание искажений, которые могут увеличить число повторений.

Системы связи с обратной связью

Цель лекции: изучение характеристик систем с обратной связью и рассмотрение структурной схемы с ОС.
Содержание:
а) характеристики систем с обратной связью и их особенности;
б) структурная схема системы с информационной обратной связью (ИОС) и решающей обратной связью (РОС), характеристики и алгоритмы работы.
12.1 Характеристики систем с обратной связью и их особенности
В системах с ОС ввод в передаваемую информацию избыточности производится с учетом состояния дискретного канала. С ухудшением состояния канала вводимая избыточность увеличивается, и, наоборот, по мере улучшения состояния канала она уменьшается.
В зависимости от назначения ОС различают системы: с решающей обратной связью (РОС), информационной обратной связью (ИОС) и с комбинированной обратной связью (КОС).
Передача с РОС аналогична телефонному разговору в условиях плохой слышимости, когда один из собеседников, плохо расслышав какое-либо слово или фразу, просит другого повторить их еще раз, а при хорошей слышимости или подтверждает факт получения информации, или, во всяком случае, не просит повторения.
Полученная по каналу ОС информация (квитанция) анализируется передатчиком, и по результатам анализа передатчик принимает решение о передаче следующей кодовой комбинации или о повторении ранее переданных. После этого передатчик передает служебные сигналы о принятом решении, а затем соответствующие кодовые комбинации. В соответствии с полученными от передатчика служебными сигналами приемник ПКпр или выдает накопленную кодовую комбинацию получателю информации, или стирает ее и запоминает вновь переданную. В системах с укороченной ИОС, естественно, меньше загрузка обратного канала, но больше вероятность появления ошибок по сравнению с полной ИОС.

В системах с КОС решение о выдаче кодовой комбинации получателю информации или о повторной передаче может приниматься и в приемнике, и в передатчике системы ПДС, а канал ОС используется для передачи как квитанций, так и решений. Системы с ОС подразделяют также на системы с ограниченным числом повторений и с неограниченным числом повторений. В системах с ограниченным числом повторений каждая кодовая комбинация может повториться не более l раз, и в системах с неограниченным числом повторений передача комбинаций повторяется до тех пор, пока приемник или передатчик не примет решение о выдаче этой комбинации потребителю. При ограниченном числе повторений вероятность выдачи получателю неправильной комбинации больше, но зато меньше потери времени на передачу и проще реализация аппаратуры. Заметим, что в системах с ОС время передачи сообщения не остается постоянным и зависит от состояния канала.
Системы с ОС могут отбрасывать либо использовать информацию, содержащуюся в забракованных кодовых комбинациях, с целью принятия более правильного решения. Системы первого типа получили название систем без памяти, а второго - систем с памятью.
Обратной связью могут быть охвачены различные части системы (рисунок 12.1):
1) канал связи, при этом по каналу ОС передаются сведения о принимаемом сигнале до принятия какого-либо решения;
2) дискретный канал, при этом по каналу ОС передаются решения, принятые первой решающей схемой PC 1 на основе анализа единичных элементов сигнала;
3) канал передачи данных, при этом по каналу ОС передаются решения, принятые второй решающей схемой РС 2 на основе анализа кодовых комбинаций.

Рисунок 12.1 - Обратная связь в системе ПДС
В системах с ИОС также возможны потери верности за счет ошибок в каналах ОС. В укороченных ИОС такие ошибки возникают по причинам, аналогичным вышеизложенным, когда квитанция, соответствующая искаженному сигналу в канале ОС, трансформируется в квитанцию, соответствующую неискаженному сигналу. В результате передатчик не в состоянии обнаружить факт ошибочного приема. В полных ИОС в канале ОС возможны искажения, полностью компенсирующие искажения в прямом канале, в результате чего ошибки не могут быть обнаружены. Поэтому вопросам образования каналов ОС в системах ПДС уделяется очень большое внимание. Каналы ОС обычно образуются в каналах обратного направления связи с помощью методов частотного или временного разделения от каналов передачи полезной информации. Методы ЧРК используют обычно в системах со сравнительно небольшой удельной скоростью передачи, например, при передаче данных со скоростью 600... 1200 бит/с по каналам ТЧ. Во многих системах с РОС применяется структурный метод разделения, когда для сигнала переспроса используется специальная кодовая комбинация, а любая разрешенная кодовая комбинация в приемнике дешифруется как сигнал подтверждения и любая неразрешенная комбинация - как сигнал переспроса. Для защиты от искаженных сигналов, передаваемых по каналам ОС, применяют те же способы, что и для повышения верности полезной информации: корректирующие коды, многократную и параллельную передачи.

Понятие информационных систем с обратной связью является основой для создания базовой структуры, интегрирующей различные стороны процесса управления логистической системой. В этой системе тс или иные явления порождают информацию, которая служит основой для принятия решений, управляющих действиями, направленными на изменение этих явлений. Цикл этой системы непрерывен: мы не можем определенно говорить о каком-то начале или конце цепи. Это замкнутый контур.

Информационные системы с обратной связью характеризуются структурой, запаздыванием и усилением.

Структура системы – это взаимосвязи отдельных частей.

Запаздывания всегда существуют при получении информации, при принятии решений, основанных на этой информации, и в процессе выполнения этих решений.

Усиления обычно происходят при принятии решений. Они проявляются в тех случаях, когда принятие решения оказывается более сильным, чем это можно предполагать.

В информационной системе с обратной связью существует строго определенная практика принятия решений, которой руководствуется хозяйственный руководитель. Принятие решения строго обусловлено производственными или другими обстоятельствами. Существует возможность

установить правила, регулирующие эти решения, и определить их влияние на производственное и экономическое поведение систем. Для этого используем простой пример организации логистической системы (рис. 8.6). Для изучения этой системы необходимо располагать информацией трех видов: об организационной структуре системы, о запаздываниях решений и действий и о правилах, регулирующих закупки и товарные запасы.

Организационная структура

Рассмотрим типовую организационную структуру для функций производства и сбыта продукции, показанную на рис. 8.6. Штриховые линии на нем изображают восходящий поток заказов на товары, сплошные линии – отгрузку товаров. Следует отметить наличие запасов на трех уровнях: на заводе, в оптовом и розничном звеньях.

Запаздывания решений и действий

Чтобы определить динамические характеристики системы, необходимо знать время запаздывания в потоках заказов и товаров. Запаздывания указываются, как правило, в неделях.

Рис. 8.6.

– функции решения; – источники информации; – канал материалопотока

Правила выдачи заказов и регулирования запасов

Чтобы логистическая система работала эффективно, необходимо знать правила, регулирующие размещение заказов, и размеры складских запасов в каждом звене реализации продукции. В этой модели имеется три основных вида заказов.

  • 1. Заказы на возмещение проданных товаров.
  • 2. Заказы для пополнения запасов во всех звеньях в связи с изменением уровня продаж.
  • 3. Заказы, необходимые для заполнения каналов обеспечения товарами по заказам, находящимся в стадии выполнения.

Порядок выдачи заказов характеризуется следующим образом:

  • а) на основе анализа продаж и в соответствии с запаздыванием закупки (три, две и одна неделя для соответствующих трех звеньев) заказы ближайшему звену системы включают возмещение фактических продаж, реализованных заказывающим звеном;
  • б) но истечении достаточного времени для определения среднего значения краткосрочных продаж принимаются меры для постепенного снижения или повышения запасов в зависимости от увеличения или уменьшения оборота;
  • в) часть заказов, находящихся в процессе выполнения (отправленные почтой, невыполненные заказы поставщика и товары в пути), всегда пропорциональна среднему уровню деловой активности и продолжительности выполнения заказа.

Рост объема продаж, как и удлинение цикла поставок, обязательно вызывает увеличение общего объема заказов в каналах распределения. Эти заказы являются частью "материальной базы" в структуре логистической системы. При отсутствии заказов, специально предназначенных для заполнения каналов распределения, соответствующая потребность в товарах на эти цели покрывается за счет снижения складских запасов, а это означает, что заказы на заполнение каналов товародвижения выдаются безотчетно под видом регулирования запасов.

Выдача заказов зависит также от ожидаемого в будущем объема продаж. Методы предвидения, которые состоят в экстраполяции существующей тенденции на будущий период, приводят в общем к созданию менее устойчивой, колеблющейся логистической системы.

Воздействие на организационную структуру запаздываний и правил поведения системы (рис. 8.7), ее характеристики должны быть выражены в четкой количественной форме.

Рис. 8.7.

– функции решения; – источники информации; – канал материалоиотка

После описания логистической системы необходимо выяснить ее поведение в целом. Для этого следует воспользоваться схемой потребительских закупок в качестве входных данных и затем наблюдать за возникающими изменениями в состоянии складских запасов и производстве продукции. Их воздействие на логистическую систему методами имитации. Имитация заключается в прослеживании шаг за шагом фактических потоков заказов, товаров и информации, а также наблюдением за всеми принимаемыми решениями.

Представленная структура содержит четыре элемента:

  • 1) несколько уровней (в данном случае – три);
  • 2) потоки, перемещающие содержимое одного уровня к другому;
  • 3) функции решений, которые регулируют темпы потока между уровнями;
  • 4) каналы информации, соединяющие функции решений с уровнями.

Поясним некоторые понятия .

Уровни характеризуют возникающие накопления внутри системы. Это товары, имеющиеся на складе, товары в пути, складские площади, численность работающих и другие показатели.

Темп потока – это мгновенные потоки между уровнями в системе. Темпы отражают активности в системе.

Функции решений представляют собой формулировку линии поведения, определяющую, каким образом имеющаяся информация об уровнях приводит к выбору решений, связанных с величинами текущих темпов потока. Функция решения может иметь форму несложного уравнения, которое определяет простейшую реакцию материалопотока на состояния одного или двух уровней (так, производительность транспортной системы часто может быть адекватно выражена количеством товаров в пути, представляющим собой уровень, и константой – средним запаздыванием на время транспортировки). Вместе с тем функция решения может представлять собой длинную и детально разработанную цепь вычислений, выполняемых с учетом изменения ряда дополнительных условий.

Информация является основой решений. Функции решений (см. рис. 8.7), на основе которых устанавливаются темпы, связаны только с информацией об уровнях. Чем выше уровень информационной системы, тем выше эффективность логистической системы. Поэтому высокое качество информационной системы позволяет эффективно решать многие проблемы управления запасами, транспортирования продукции, складирования и других логистических функциональных областей.

Система с обратной проверкой и повторением

Самой простой из систем с информационной обратной связью в дискретном канале является система с обратной проверкой и повторением . Сообщение, передаваемое по прямому каналу, кодируется с минимальной избыточностью, необходимой для того, чтобы выделить одну служебную комбинацию «отрицания». В накопителе-повторителе передающего устройства хранятся последние переданных кодовых комбинаций, где определяется выражением (11.10). Принятые кодовые символы записываются в блок буферной памяти приемного устройства и посылаются по обратному каналу. Пришедшие по обратному каналу кодовые символы сравниваются с хранящимися в повторителе, и если они не совпадают, то по прямому каналу посылается сигнал отрицания, а затем повторяются все комбинации из повторителя. По принятому сигналу отрицания стираются комбинаций в буферной памяти приемника. Каждая принятая комбинация выдается получателю лишь после того, как после нее принято комбинаций, не содержащих сигнала стирания.

Возможность того, что в сообщении, выданном получателю, будет ошибочный символ, возникает только в том случае, когда этот символ принят ошибочно в прямом канале, а повторенный ошибочный символ в обратном канале трансформировался обратно в правильный. Такую пару ошибок называют зеркальной. При двоичной системе вероятность этого равна

где и - вероятности ошибок соответственно в прямом и обратном каналах.

Заметим, что ошибочный прием сигнала отрицания не увеличивает вероятности необнаруженной ошибки. После его проверки по обратному каналу будет передано два сигнала отрицания и будут стерты комбинаций в буферной памяти приемника. Необходимо лишь обеспечить достаточный запас ее емкости. Если же информационная комбинация принята как сигнал отрицания, то попросту повторяются стертые символы.

Из (11.26) видно, что такую систему целесообразно применять тогда, когда вероятность ошибки в обратном канале значительно меньше, чем в прямом, например, при передаче сообщений с космического корабля, когда для обратного канала можно использовать наземный передатчик значительно более мощный, чем бортовой.

Рассуждая так же, как и в предыдущем параграфе, можно показать, что эквивалентная вероятность ошибки равна

где - вероятность того, что в прямом или в обратном канале произошла ошибка, которая обнаружена:

где - число символов в комбинации.

Относительную скорость передачи можно приближенно определить, учитывая, что кодовая комбинация выдается получателю, если она не является сигналом отрицания и если она и последующие комбинаций приняты верно в прямом и обратном каналах или ошибки не были обнаружены, вероятность того, что передаваемая комбинация не является сигналом отрицания, равна вероятности того, что одна комбинация прошла без обнаруженных ошибок в прямом и обратном каналах. Таким образом (если пренебречь вероятностью необнаруженной зеркальной ошибки):

Отсюда видно, что если в прямом канале вероятность ошибки велика, то хороший обратный канал позволяет получить довольно высокую верность, но скорость передачи окажется ничтожно малой.

Систему с обратной проверкой и повторением можно использовать и в дуплексном режиме, чередуя на основе временного уплотнения комбинации прямого и обратного каналов. Эквивалентная вероятность ошибки при этом не изменится. В формуле (11.29) для относительной скорости передачи в одном направлении появится множитель , но в то же время величина уменьшится вдвое.

Системе с передачей проверочных символов по обратному каналу

В этой системе сообщение кодируется избыточным кодом, но по прямому каналу передаются только информационные символы, а проверочные запоминаются в специальном блоке памяти. Принятые информационные символы подвергаются также кодированию, и по обратному каналу посылаются только проверочные символы. На передающей стороне принятые по обратному каналу проверочные символы сравниваются с хранящимися в блоке памяти. Если они не совпадают, то по прямому каналу посылается сигнал отрицания и повторяются последние комбинаций.

Для упрощения анализа предположим, что вероятности ошибок в обоих каналах одинаковы . Ошибка в приеме кодовой комбинации окажется необнаруженной, если в обратном канале возникнут такие ошибки, в результате которых принятые проверочные символы подойдут к переданным информационным. Легко видеть, что это означает трансформацию одной разрешенной комбинации в другую. Поэтому вероятность необнаруженной ошибки определяется той же формулой (11.6), что и для системы с переспросом, и может в соответствующих случаях оцениваться формулами (11.7) и (11.8). Точно так же вероятность обнаруженной ошибки определяется приближенной формулой (11.9), если под понимать сумму числа информационных и проверочных символов. Из анализа алгоритма работы системы следует, что формула (11.5) для остаточной вероятности ошибочного приема кодовой комбинации, а также приближенная формула (11.4) для эквивалентной вероятности ошибок здесь тоже остаются в силе.

Найдем относительную скорость передачи, полагая, что информация передается в одну сторону, а по обратному каналу посылаются только проверочные символы. Кодовая комбинация поступает к получателю, если она не является сигналом отрицания и если она и последующие М комбинации приняты верно в прямом канале, а их проверочные символы - в обратном канале. При этом рассуждении мы по-прежнему пренебрегаем вероятностью необнаруженных ошибок, которая во много раз меньше вероятности правильного приема. Таким образом,

Отличие этой формулы от (11.11) обусловлено тем, что по прямому каналу не передаются проверочные символы. Таким образом, рассматриваемая система при той же верности превосходит по скорости в раз систему с переспросом за счет большей загрузки обратного канала.

Полученные формулы остаются справедливыми и при дуплексном построении системы. При этом по каждому из каналов передаются блоки из символов, так же, как и в дуплексной системе с переспросом в дискретном канале, с той лишь разницей, что проверочные символы в этих блоках образуют кодовую комбинацию не с входящими в этот блок информационными символами, а с теми, которые содержатся в блоке, принятом по другому каналу. Таким образом, до тех пор, пока не произошло обнаружение ошибок, загрузка каналов в обеих системах одинакова, если используется один и тот же код.

Различие между дуплексными системами с переспросом и с передачей проверочных символов по обратному каналу становится заметным, если учесть случаи обнаружения ошибок. Оно заключается в том, что система с передачей проверочных символов не нуждается в перекрестной блокировке, которая необходима для системы с переспросом. Поэтому в формулы (11.30) для относительной скорости передачи необходимо внести лишь коэффициент , учитывающий использование канала как обратного. Сравнивая этот результат с (11.12) и (11.13), видим, что при прочих равных условиях дуплексная система с передачей проверочных символов несколько более эффективна, чем система с переспросом. В техническом отношении они примерно равноценны, хотя система с передачей проверочных символов нуждается в большем объеме устройств памяти и алгоритм ее работы несколько сложнее.

Все соображения о выборе кода и о передаче информации в «плохих» каналах с памятью, приведенные в конце § 11.3, с небольшими уточнениями справедливы и для рассматриваемой системы. В системах с информационной обратной связью можно применять также адресное повторение, как и в системах с переспросом.

Заметим, что систему с обратной проверкой и повторением можно рассматривать как частный случай системы с передачей проверочных символов, возникающий при использовании кода , в котором проверочные символы образуются повторением информационных. Такой код далек от оптимального, в нем , и поэтому вероятность необнаруженной ошибки значительна, несмотря на большую избыточность. Этим и обусловлены недостатки системы с обратной проверкой.

Информационная обратная связь в непрерывном канале

Возможности информационной обратной связи в непрерывном канале мало изучены и рассматривались главным образом в теоретическом плане (например, ). Некоторые принципиально возможные методы рассмотрены в работе . Общая их идея заключается в том, что принятый сигнал посылается по обратному каналу и из него извлекается информация о состоянии прямого канала, используемая при передаче последующих сигналов.

К системам с информационной обратной связью в непрерывном канале можно отнести дуплексные системы радиосвязи с отражением от метеорных следов . В них информация передается только в течение небольших отрезков времени, пока существует повышенная ионизация нижних слоев ионосферы, вызванная пролетевшим метеором, а в остальное время в оба канала посылаются зондирующие импульсы. Сведения о возможности передавать информацию извлекаются из импульсов, приходящих по обратному каналу.

Основанная на подобных принципах прерывная связь возможна и в коротковолновых радиоканалах при любых других каналах с медленными замираниями. При этом, используя информацию, полученную по обратному каналу, сообщения передают лишь тогда, когда коэффициент передачи канала превышает некоторое пороговое значение . При связь прерывается и передаются лишь зондирующие импульсы, необходимые для оценки . Это позволяет при заданной верности увеличить техническую скорость передачи, поскольку она производится только в хорошем состоянии канала. Средняя скорость передачи информации при оптимальном выборе порога оказывается существенно большей, чем в случае обычной непрерывной связи при той же верности .