Sincronismo di blocco

01GSZ – Tecniche di protezione
dell’informazione
parte 7:
sincronismo di blocco
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Sincronismo di blocco
In ricezione, data la sequenza dei bit ricevuti è necessario poter
individuare esattamente l’inizio di ciascun vettore ricevuto y,
operazione impossibile senza punti di riferimento nelle sequenze
binarie ricevute.
Per fare questo si inseriscono periodicamente nel flusso di bit trasmessi
sul canale delle parole chiave che consentono il recupero del
sincronismo di blocco in ricezione.
Queste parole vengono chiamate ASM (Attached Sync Mark). Di
solito hanno lunghezza x pari ad un multiplo di un byte e vengono
inserite dopo la codifica e prima della trasmissione sul canale.
Vengono inserite davanti ad ogni parola di codice (oppure davanti ad
un certo numero di parole di codice se n è piccolo) e sono fisse,
cioè non dipendono dalle parole di codice ma vengono scelte una
volta per tutte all'inizio della trasmissione in modo noto sia a chi
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trasmette che a chi riceve.
Sincronismo di blocco
L'inserzione dell'ASM causa un'ulteriore perdita di banda perché la
velocità di trasmissione cresce ancora dal valore R* ad un valore
R** = R (n+x)/n (nel caso di inserzione di una ASM di x bit
davanti a ciascuna parola di codice).
La banda cresce quindi da B* a B** = B* (n+x)/n
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Sincronismo di blocco
In ricezione, si distingue una fase iniziale di acquisizione, dove il
sistema cerca prima di tutto di recuperare il sincronismo di blocco.
Questo viene fatto seguendo un diagramma a stati simile a quello
riportato nel ramo orizzontale della figura.
All'inizio ci si trova nello stato 0 (sistema sganciato), dove si rimane
finché si identifica nel flusso dei bit ricevuti una sequenza di bit
consecutivi uguali ad un ASM; in questo caso si passa allo stato
successivo.
Aver trovato un ASM non garantisce ovviamente di aver trovato il
sincronismo: all’interno dei vettori di codice potrebbero trovarsi
casualmente x bit uguali all’ASM.
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Sincronismo di blocco
Si lasciano passare esattamente n bit e si controlla se nel flusso si
ripete un ASM. Nel caso negativo si torna nello stato zero,
altrimenti si scatta ad uno stato successivo.
Dopo un certo numero di controlli positivi ad intervalli di n bit (4 ASM
consecutivi nel diagramma di figura) si decide di aver
correttamente individuato la posizione degli ASM (quindi l'inizio
dei blocchi): si arriva ad uno stato 1 (sistema agganciato) e si inizia
a decodificare. (Di solito, tutti i blocchi trasmessi fino a questo
momento sono persi.)
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Sincronismo di blocco
Da questo momento il sincronismo di blocco passa da una fase di
acquisizione ad una fase di tracking.
Dando per assodato di aver acquisito esattamente la posizione
dell'ASM, il sistema controlla comunque se dopo ogni n bit si
ritrova un ASM. Il comportamento è descritto dal lato verticale
della figura.
Se non viene trovato un ASM dove dovrebbe essere si scende di uno
stato, andando in allarme.
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Sincronismo di blocco
Il mancato ASM può avvenire o perché si è verificato uno sgancio
rispetto alla trasmissione oppure perché si sono verificati degli
errori all’interno dell’ASM (questi errori non sono correggibili,
perché l’ASM è fuori dalle parole di codice).
Da uno stato di allarme si può diminuire l’allarme se viene ritrovato un
ASM o incrementarlo ancora in caso contrario. Dopo un certo
numero di mancati riscontri sull'ASM (5 in figura) si decide di aver
perso il sincronismo di blocco: il sistema in ricezione si sgancia e
si ritorna nella fase di acquisizione.
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Sincronismo di blocco
Il numero di stati, le strategie di scelta e la lunghezza dell’ASM
possono cambiare al variare dell'applicazione e dei suoi requisiti
(acquisizione veloce, acquisizione robusta con bassa probabilità di
falso aggancio, bassa probabilità di falso sgancio, ecc.)
Dato il primo diagramma di figura si possono ad esempio calcolare
- la probabilità di falso aggancio
- la probabilità di falso sgancio
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Sincronismo di blocco
NO ASM
ASM
ASM
ASM
ASM
ASM
1
0
NO ASM
NO ASM
NO ASM
NO ASM
ASM
ASM
NO ASM
ASM
ASM
NO ASM
NO ASM
NO ASM
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Sincronismo di blocco
NO ASM
ASM
ASM
ASM
ASM
ASM
1
0
NO ASM
NO ASM
NO ASM
NO ASM
ASM
NO ASM
ASM
NO ASM
ASM
NO ASM
ASM
ASM
NO ASM
NO ASM
ASM
NO ASM
ASM
Le linee tratteggiate indicano
strategie altrettanto accettabili,
variano solo le probabilità
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