Разработка кодирующего устройства для формирования сверточного кода - Практическая работа

Сверточные (цепные, непрерывные, скользящие) коды являются частным случаем итеративных (рекуррентных) кодов, построенных по непрерывному аналитическому закону. Последовательность двоичных символов сообщения при сверточном кодировании на блоки не разбиваются, а формируются последовательно по мере поступления информационных символов сообщения по некоторым рекуррентным, обязательно известным на приемной стороне, соотношениям выбранных для данного типа кода. Сверточные коды бывают систематические (место информационных символов определено) и несистематические (сказать о месте информационных символов невозможно). Параметрами сверточного кода, которые влияют на достоверность приема сообщения, являются: 1) конструктивные параметры кодирующего устройства (k - количество разрядов регистра сдвига; R - скорость формирования сверточного кода, которая характеризует избыточность; система образующих полиномов); Длина кодового ограничения и конкретный вид связи разрядов регистров сдвига с сумматорами по mod2 определяют корректирующие свойства сверточного кода, а величина, называемая скоростью формирования кода, будет характеризовать избыточность, которая вводится при кодировании.2) система образующих полиномов: 3) скорость формирования сверочного кода, , где - число символов сообщения, которые поступают на вход кодирующего устройства для формирования определенного отрезка кодовой комбинации . Число разрядов регистра либо задано, либо его определяют по старшей степени в системе образующих полиномов, степень X (в данном случае 4 1=5=k) будет образовать число разрядов.Микросхема К555ИР9 - 8-разрядный сдвиговый регистр с параллельной загрузкой и имеет два режима работы: параллельная загрузка и сдвиг. Перед началом работы при подаче единичного потенциала на вход 9 регистра сдвига DD.1 содержимое ячеек памяти регистра обнуляется. При подаче тактового импульса генератора тактовых импульсов на синхровход 12 JK-триггера DD.4 (в данном случае работает как счетный триггер) его прямой выход 10 установиться в единичное состояние и с него высокий потенциал поступает на синхровход 8 регистра сдвига DD.1. Далее при подаче тактового импульса на синхровход 4 JK-триггера DD.4 его выход 6 установится в единичное состояние, тем самым на входы 2 и 5 ключа DD.5 подается единица, и информация с выходов 3 и 6 ключа DD.5 параллельно поступает на входы 1 и 0 регистра DD.5. Затем, по приходу очередного тактового импульса на синхровходы 4 и 12 JK-триггера DD.4 его прямые выходы 6 и 10 установятся в нулевое состояние, следовательно, по приходу низкого потенциала на синхровход 8 регистра сдвига DD.1, считывание информации с его выходов производиться не будет, а ключи DD.4 закроются.Для оценки вероятности доведения сообщения, закодированного сверточным кодом, используется формула: Где число ошибок, гарантированно исправляемых кодом (), - вероятность ошибки в приеме бита информации при кодированной системе, для сигнала F9: ;В результате выполнения курсовой работы была разработана функциональная электрическая схема кодера для формирования несистематического сверточного кода и основаны принципы построения схемы кодера.

Содержание

Введение

1. Разработка структурной схемы системы передачи данных (СПИ), ее описание

2. Разработка кодирующего устройства для формирования сверточного кода

2.1 Разработка структурной схемы кодирующего устройства для формирования сверточного кода

2.2 Разработка функциональной электрической схемы кодирующего устройства для формирования сверточного кода

3. Оценка вероятности правильного приема сообщения, закодированного сверточным кодом

Заключение

Список использованной литературы

Сверточные (цепные, непрерывные, скользящие) коды являются частным случаем итеративных (рекуррентных) кодов, построенных по непрерывному аналитическому закону. Если эти рекуррентные соотношения линейные, то рекуррентный код - сверточный. Последовательность двоичных символов сообщения при сверточном кодировании на блоки не разбиваются, а формируются последовательно по мере поступления информационных символов сообщения по некоторым рекуррентным, обязательно известным на приемной стороне, соотношениям выбранных для данного типа кода. Сверточные коды бывают систематические (место информационных символов определено) и несистематические (сказать о месте информационных символов невозможно).

Для сверточного кода используется система порождающих многочленов (минимум два). Параметрами сверточного кода, которые влияют на достоверность приема сообщения, являются: 1) конструктивные параметры кодирующего устройства (k - количество разрядов регистра сдвига; R - скорость формирования сверточного кода, которая характеризует избыточность; система образующих полиномов);

2) длина кодовой комбинации, ;

3) свободное кодовое расстояние (будет определяться для других сообщений), -определяет возможность корректировать ошибки.

Влияние любого входного информационного символа будет распространяться на выходных кодовых символов (величина - длина кодового ограничения). Длина кодового ограничения и конкретный вид связи разрядов регистров сдвига с сумматорами по mod2 определяют корректирующие свойства сверточного кода, а величина, называемая скоростью формирования кода, будет характеризовать избыточность, которая вводится при кодировании.

Сверточный код можно рассматривать как обобщение блочного кода, понимая при этом под значением - длину информационного сообщения и этой длине информационного сообщения будет соответствовать суммарная длина кодовой комбинации, которая отправляется в канал передачи данных - , ( ).

1.

Разработка структурной схемы системы передачи данных (СПИ), ее описание

В систему передачи информации входят следующие элементы (рис.1).

Рисунок 1

Кодирующее устройство (кодер) решает задачу введения некоторой избыточности в виде дополнительных символов, передаваемого сообщения статистического кода. Эта избыточность нужна для наделения кода свойством исправлять ошибки. Может использоваться любое представление корректирующего кода, либо двоичное, либо недвоичное (в нашем примере двоичное представление).

Модулятор осуществляет кодирование сигнала по определенному способу модуляции сигнала - амплитудное, частотное, фазовое телеграфирование (в нашем примере фазовое телеграфирование). Для каждого сигнала существуют свои зависимости. При постоянной величине отношения энергии сигнала к энергии шума (помех) вероятность ошибки в приеме бита информации наиболее низкая при использовании фазового телеграфирования.

Демодулятор осуществляет декодирование сигнала, тип которого определяется способом модуляции сигнала. Декодер выполняет функции: 1) обнаружение ошибок; 2) исправление обнаруженных ошибок; 3) дешифрование принятого статистического кода (выделение статистического кода). Возможно, декодер не выполнит своих функций и произойдет трансформация статистического кода в другое разрешенное сообщение, что является крайне опасным явлением. Различают последовательное декодирование сверточных кодов (применим для систематических кодов, особенно для (2,1), обладает пороговыми свойствами), а также декодирование по методу максимального правдоподобия, то есть оптимальным образом. Оптимальное декодирование предполагает, что декодер будет исправлять большее число ошибок, чем пороговое значение.

В результате выполнения курсовой работы была разработана функциональная электрическая схема кодера для формирования несистематического сверточного кода и основаны принципы построения схемы кодера. Определена итоговая длина кодовой последовательности, которая равна символам и выявлено, что сверточный код целесообразно использовать при передаче длинных сообщений. При больших длинах сообщения разница между скоростью кода в канале связи и скоростью формирования сверточного кода небольшая, а при коротких эта разница может быть существенна.

При оценке достоверности принимаемой информации было определено, что используемый сверточный код с данными параметрами обладает отрицательной эффективностью , следовательно, можно: изменить параметры сверточного кода, например, взять сверточный код (4,3) со скоростью формирования , длиной регистра k=6, минимальным кодовым расстоянием , а также увеличить энергию сигнала или время доведения сообщения в раз. В этом случае и могут быть получены требуемые значения .

1. Зеленевский В. В. Каналы связи в автоматизированных системах управления. СВИ:2005

2. Кларк-мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи. 1987

3. Мак-Вильямс Ф.Дж.Теория кодов, исправляющих ошибки. 1979

4. Якубовский С.В. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. 1989