Проектирование системы передачи цифровых данных - Курсовая работа

В настоящее время очень развиты различные системы передачи данных, разработаны основные стандарты, на основе которых строятся реальные системы. В настоящей работе была осуществлена попытка спроектировать систему связи, основанную на современных представлениях о кодировании. Кодирование применяется в целях приобретения сигналом, передаваемом по линии связи, избыточности и, благодаря этому, информационной помехозащищенности. В работе произведен анализ основных известных методов кодирования и введен новый метод.Алфавит - произвольный конечный, фиксированный набор символов (букв, знаков и др.), используемый в данной знаковой системе или языке. Вторичный алфавит - алфавит, с помощью которого сообщение преобразуется в код. Таким образом, код - это совокупность символов вторичного алфавита, однозначно представляющая передаваемое сообщение. Процесс преобразования символов первого алфавита в символы (сигналы) второго алфавита называется процессом кодирования информации.Для построения кодов используются методы теории чисел, алгебры, комбинаторики, теории вероятности и т.д. Любое число в любой системе счисления с основанием x может быть представлено в виде суммы ряда. Для целых чисел эта сумма имеет вид: ,(2) где x - основание системы счисления, a - символ системы счисления, i - показатель степени основания системы счисления и индекс позиции i-го члена ряда. Равномерные n-значные x-е коды можно представить в виде матрицы, содержащей xn строк и n столбцов. Особенностью такого способа представления кода является то, что комбинация кода, полученная в результате сложения произвольно взятых строк матрицы также является одной из комбинаций данного кода т.к. в матрице записаны все xn - 1 кодовые комбинации n-значного кода.К первому направлению относятся следующие коды: Двоичный код на все сочетания - кодовые комбинации этого кода соответствуют записи натурального ряда чисел в двоичной системе счисления. Этот код неравномерный, но может быть преобразован в равномерный, если слева в каждом разряде дописать недостающие единицы нулями до 10 знаков. Существует несколько видов двоично-десятичных кодов: код с весовыми коэффициентами 8.4.2.1, код с весовыми кэффициентами 2.4.2.1 (код Айкена) Кодовые комбинации имеют разную длительность: точка - 1, тире - 111, интервал между точкой и тире - 0, интервал между комбинациями (буквами) - 000. Две соседние комбинации отличаются только в соседних разрядах: Для преобразования обычного двоичного кода в код Грея необходимо сложить данную комбинацию с самой по mod 2, но сдвинутой вправо на один разряд.При рассмотрении корректирующих кодов предполагалось, что его длина n задана, а повышение корректирующей способности кода достигалось за счет уменьшения множества Nk разрешенных комбинаций при неизменном n или уменьшении информационных символов k. На практике коды строятся в обратном порядке: вначале выбирается количество информационных символов, а затем обеспечивается необходимая корректирующая способность кода за счет добавления избыточных символов. Если задано число корректирующих разрядов k (), а всего в коде n разрядов, то граница Хемминга для исправления l ошибок определяется выражением: (6) Проверочные символы размещаются в определенном порядке между информационными символами исходной последовательности. В блочных кодах каждому сообщению (или элементу сообщения) соответствует кодовая комбинация из n символов, которая называется блоком.Двоичный код Хэмминга содержит k информационных символов и p=n-k избыточных символов. Избыточная часть кода строится так, чтобы при декодировании можно было указать номер позиции, в которой произошла ошибка. При каждой проверке получают двоичный контрольный символ. В результате всех проверок получается р-разрядное двоичное число, указывающее номер искаженного символа. При первой проверке получают цифру младшего разряда контрольного числа, указывающего номер искаженного символа.Основным свойством циклических кодов является то, что каждая кодовая комбинация может быть получена путем циклической перестановки символов комбинации, принадлежащей данному коду, то есть если кодовый вектор V=(a0,a1,a2, . . ., an-2) принадлежит циклическому коду, то и вектор V1 = (an-1, a0, a1, a2, . . Идея построения циклических кодов базируется на использовании неприводимых многочленов. Неприводимым называется многочлен, который не может быть представлен в виде произведения многочленов низших степеней, т.е. такой многочлен делиться только на самого себя или на единицу и не делиться ни на какой другой многочлен. Для построения циклического кода, комбинация простого k-значного кода Q(x) умножается на одночлен xr, затем делится на образующий полином P(x), степень которого равна r.В настоящее время для передачи данных часто используются 4-парные кабели из одножильных медных проводников диаметром 0,51 мм (стандарт 24AWG). Один из проводов скрученной пары используется как сигнальный, второй - как сигнальная земля. Различные кабели имеют от 6?63 скруток на метр. Для улучшения параметров кабе

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Задание

1. Теоретическая часть

1.1 Элементы теории кодирования

1.1.1 Основные понятия и определения

1.1.2 Представление кодов

1.1.3 Классификация кодов

1.1.4 Построение кода с заданной коррекцией

1.1.5 Коды Хэмминга

1.1.6 Циклические коды

1.2 Кабельные системы на основе медных линий

2. Практическая часть

2.1 Выбор корректирующего кода

2.2 Схемотехническая и программная реализация кодера и декодера

2.3. Выбор канала связи и модуляции

Заключение

Список использованных источников

Приложение 1