Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Предварительная подготовка




1.1. Ознакомиться с описанием работы, изучить по указанной ниже литературе и ответить на следующие вопросы:

- Что такое кодовое расстояние кода, как оно определяется?

- Как связана способность кода обнаруживать и исправлять ошибки с кодовым расстоянием?

- Что такое и какой вид имеют производящая и проверочная матрицы линейных кодов?

- Какие корректирующие коды называются циклическими, их свойства?

- Какие корректирующие коды называются свёрточными, их свойства?

- Что такое производящий многочлен, как он используется для кодиро­вания и декодирования?

- Что такое синдром ошибки, как он определяется математически и в декодере?

- Нарисуйте структурную схему синдромного декодера! В чём состоят проблемы его практической реализации?

- В чём отличие декодера Меггита от обычного синдромного декодера?

- В чём отличие декодера Касами-Рудольфа от обычного синдромного декодера?

- Нарисуйте структурную схему мажоритарного декодера.Какие коды позволяют осуществлять мажоритарное декодирование?

- Нарисуйте структурную схему порогового декодера.

1.2. Рассчитайте вероятность ошибки в кодовом слове на входе и выходе декодера для исследуемых кодов, если вероятность ошибки в канале с независимыми ошибками равна р (указана в таблице 2.1).

 

Таблица 2.1

№ бригады
Р 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,05 0,025

 

1.3. Для подготовки к работе рекомендуется следующая литература:

- А.А.Макаров, В.П.Прибылов. Помехоустойчивое кодирование в системах телекоммуникаций: Учеб. пособ., 2004.

- А.А.Макаров. Методы повышения помехоустойчивости систем связи: Учеб. пособ., 1991.

- А.А.Макаров, Л.А.Чиненков. Основы теории помехоустойчивости систем связи: Учеб. пособ., 1997.

- А.А.Макаров, В.И.Ковязин. Автоматизация проектирования систем передачи данных: Учебное пособие, 1987.

 

2. Краткая теория

Декодер Меггита представляет собой синдромный декодер, исправляющий одиночные ошибки, в памяти которого с целью упрощения хранится только один синдром ошибки S15(x)=x3+1 (соответствует последовательности ошибки ), синдромы остальных одиночных ошибок циклически сдвигаются в регистре синдрома до совпадения с S15(x); число тактов сдвига i (i=0,l,2...14) плюс единица равно номеру искаженного кодового элемента. Структурная схема декодера показана на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1- Декодер Меггита циклического кода (15,11)

 

Декодер работает следующим образом. Кодовое слово (с ошибками или без них) в виде последовательности из 15 двоичных символов поступает в буферный регистр и одновременно в регистр синдрома, где производится деление этого слова на производящий многочлен кода g(x)=x4+x+l в результате чего вычисляется синдром ошибки Sj(x): S0j, S1j, S2j, S3j - символы синдрома. Ошибка обнаруживается, если хотя бы один символ синдрома не равен нулю. Исправление ошибок производится в следующих 15 тактах. Если Sj(x)=S15(x), то ошибка в первом символе кодового слова, который находится в 15- ой ячейке буферного регистра. Тогда на первом такте схема {И} выдаёт единицу и в сумматоре по mod2 на выходе буферного регистра корректируется первый символ кодового слова. Если ошибка в другом символе, то производится циклический сдвиг синдрома Sj(x) в регистре синдрома по цепи обратной связи с учетом того, что вход декодера в цикле исправления ошибок отключен. На каждом i-ом такте проверяется равенство Sj+i(x)=S15(x) и в благоприятном случае на выходе схемы {И} появляется импульс коррекции ошибки, инвертирующий символ на выходе буферного регистра.

На рисунке 2.2 приведена структурная схема декодера Касами-Рудольфа.

 

Рисунок 2.2 -Декодер Кассам и-Рудольфа для циклического кода Голея (23,12)

 

В данном декодере используется не оптимальный перестановочный метод декодирования, в котором с целью упрощения процедуры поиска ошибки используются циклические сдвиги синдромов ошибок и их сравнение с “покрывающими” синдромами (алгоритм Касами-Рудольфа). Для кода Голея (23,12): g(x)=x119765+х+1 множество ошибок, вес (кратность) которых не превышает трёх, покрывается тремя последовательностями ошибок e1(x)=0,e17(х)=х16, е18(х)=х17 , имеющих синдромы: S1(x)=0; S17(х)=х8743+х+1; S18(x)=x9+x8+x5+x4+x2+x. Декодер отслеживает синдром ошибок, отличающийся от S1(х) не более, чем в трёх позициях, а также синдромы ошибок, отличающиеся от S17(x) и S18 (x) не более, чем в двух позициях.

Декодирование производится в течение двух циклов.

В первом цикле в течение 23 тактов производится запись принятого кодового слова в буферный регистр (п1=0) и вычисление синдрома ошибки в синдромном регистре (п2=0).

Во втором цикле (п=1) из 23 тактов производится поиск и исправление

ошибок путем циклического сдвига синдрома ошибки и его сравнения с покрывающими синдромами в анализаторе синдрома. Одновременно циклически сдвигается кодовое слово в буферном регистре. Позиции ошибок обнаруживаются при удовлетворении какого-либо из неравенств в анализаторе синдрома; на выходе соответствующей схемы анализатора появляется сигнал, по которому выход синдромного регистра подключается (n2=1) к сумматору в цепи циклического сдвига буферного регистра для исправления ошибок. Если срабатывает вторая или третья схемы анализатора, то дополнительно исправляются ошибки в 17-ой или 18-ой ячейках буферного регистра в соответствии с номером покрывающего синдрома; одновременно производится стирание этого синдрома в синдромном регистре. После 23-го такта производится проверка состояния синдромного регистра и, если остаток не превышает двух единиц, его содержимое используется для коррекции состояний первых 11 ячеек буферного регистра. На этом декодирование заканчивается и на выход выдаются информационные символы, расположенные в первых 11 ячейках буферного регистра; одновременно на вход может подаваться новое кодовое слово (п1=0).

 

3. Лабораторное задание

3.1. Ознакомиться с интерфейсом программы и схемами кодера и декодера Меггита, при (n,k)=(7,4).

3.2. Задать исходную комбинацию на входе кодера циклического кода (7,4) и произвести кодирование.

3.3. Затем в канале указать ошибки в любых битах получившейся в результате кодирования комбинации.

3.4. Произвести декодирование получившейся комбинации с ошибкой, с помощью декодера Меггита и сравнить с исходной.

 

4. Порядок выполнения работы

4.1. Изучить теоретические сведения к данной лабораторной работе, приведенные в пункте 3.

4.2. Запустить программу, двойным кликом мыши по ярлыку с названием «Циклический код (7.4)».

На экране появится окно с изображением кодера циклического кода (7,4) (Рисунок 2.3): Интерфейс программы в окне с кодером циклического кода (7;4):

1 - Исходная кодовая комбинация;

2 - Закодированная кодовая комбинация;

3 - Ячейки формирователя проверочных групп (ФПГ);

4 - Кнопка для начала кодирования (впоследствии становится кнопкой «Такт»);

5 - Кнопка для перехода в канал связи, чтобы внести ошибку.

 

Рисунок 2.3 – Модель кодера циклического кода (7,4)

 

4.3 На входе кодера необходимо ввести свою исходную информационную кодовую комбинацию, после чего нажать на кнопку «Начать».

 

Рисунок 2.4 – Модель кодера циклического кода (7,4)

 

С помощью кнопки «такт» происходит выполнение следующего такта. Содержимое ячеек формирователя проверочной группы каждого такта и значение элемента на входе нужно свести в таблицу 2.2:

 

Таблица 2.2

Такт Вход № ячейки ФПГ
-
       
       
       
       
     
     
     

 

4.4 По истечению 7 тактов формируется закодированная кодовая комбинация, которую нужно записать в отчет. Затем программа выдает сообщение «Кодирование завершено!», следует нажать ОК и перейти к каналу с помощью кнопки «В канал».

 

Рисунок 2.5 – Окно канала

 

4.5 В канале необходимо указать ошибку в битах закодированной кодовой комбинации (в любом бите на выбор студента), после чего необходимо нажать кнопку «Декодировать» для перехода к декодеру Меггита.

4.6 На рисунке 6 приведена схема декодера Меггита для циклического кода (7,4), по которой будет происходить декодирование кодовой комбинации с ошибкой. Бит с ошибкой выделен красным цветом. Для начала декодирования необходимо нажать кнопку «Начать».

 

Рисунок 2.6 – Модель декодера Меггита

 

Интерфейс программы в окне с декодером Меггита:

1 - Закодированная кодовая комбинация с ошибкой;

2 - Результат декодирования;

3 - Ячейки ФПГ;

4 - Ячейки регистра задержки (РЗ);

5 - Кнопка для начала декодирования (впоследствии становится кнопкой «Такт»);

6 - Группа кнопок для дальнейшего действия:

- Кнопка «Вернуться к кодеру» - если нужно задать другую исходную комбинацию и произвести её кодирование;

- Кнопка «Вернуться к каналу» - если необходимо задать ошибку в другом бите закодированной комбинации;

- Кнопка «Выход из программы» - если лабораторная работа выполнена, чтобы закрыть окно программы.

4.7 С помощью кнопки «такт» осуществляется переход к следующему такту. В вверху указывается действие текущего такта:

- 0 такт – «Начальное состояние…»

- 1-7 такт – «Идет загрузка в регистр…»

- 8-14 такт – «Процесс исправления ошибки…»

- 15-21 такт – «Выгрузка данных из регистра на выход…»

После выполнения 21 такта на экране высвечивается сообщение «Процесс декодирования завершен!!!» (Рисунок 2.7). Необходимо нажать ОК и зафиксировать в отчете кодовую комбинацию на выходе и выделить в ней информационные элементы.

 

Рисунок 2.7 – Модель декодера Меггита

 

Содержимое ячеек формирователя проверочной группы каждого такта и значение элемента на входе при выполнении действий загрузки в регистр и процесса исправления ошибки нужно свести в таблицу 2.3:

 

Таблица 2.3

Такт Вход № ячейки ФПГ
-
       
       
       
       
       
       
       
-      
-      
-      
-      
-      
-      
-      
-      

 

 

4.8 После окончания выполнения лабораторной работы следует закрыть программу, затем выключить компьютер.

 

 

5. Содержание отчёта

Отчет должен содержать:

- цель работы;

- предварительный расчет;

- структурные схемы кодера и декодера Меггита;

- результаты кодирования и декодирования в виде таблиц 2.2 и 2.3;

- выводы.

 

 







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 493. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия