Королёв А.И. Коды и устройства помехоустойчивого кодирования

Подождите немного. Документ загружается.

18.Пояснить сущность синдромного декодирования СК с табличным

поиском.

19.Диффузные свёрточные коды (ДФСК): определение, назначение и

основные характеристики.

20.Определить параметры ДФСК с r=33% корректирующего t

=2дв.сим.,

=3 дв. сим. и построить функциональную схему ФПСк.

21.По исходным параметрам пункта 9 построить функциональную

схему декодера.

22.Вероятностные алгоритмы декодирования СК, их достоинства и

недостатки. Пояснить сущность алгоритма декодирования Витерби.

23.Для ССК с R = 1/2, J = 4 и g(x) = l+x+x

построить функциональную

схему декодера при квантовании выходных сигналов демодулятора ДФМ на

восемь уровней.

24.Для ССК с R == 1/2, J = 4 и Q = 8 определить величину порога П

арифметическую сумму S

синдромной последовательности, если ошибочно был

принят только один старший информационный символ и который находится в

восьмой зоне квантования .

25.Пояснить сущность последовательного алгоритма декодирования СК.

Достоинства и недостатки данного алгоритма декодирования.

26.Назначение и принцип построения кодемов .

27.Пояснить общий принцип построения сигнально-кодовых конструкций.

ЛИТЕРАТУРА

1. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ./Под

ред. Р.Л. Добрушина и С.И. Самойленко. – М.: Мир, 1976

2. Касами Т., Токуда И., Ивадари Е. и др. Теория кодирования: Пер. с

яп./Под ред. Б.С. Цыбакова и С.Н. Гелфанда. – М.: Мир, 1978

3. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки: Пер с

анг./Под ред. К.Ш. Зигангирова. – М.: Мир,1987

4. Мак-Вильямс Ф.Дж., Слоэн Н.Дж.А. Теория кодов, исправляющих

ошибки: Пер с анг. – М.: Связь, 1979

5. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов: Пер. с

анг. – М.: Мир, 1989

6. Курош А.Г. Курс высшей алгебры. – М.: Высш. шк.,1979

7. Муттер В.М. Основы помехоустойчивой телепередачи информации. – Л.:

Энергоатомиздат, 1980

8. Огнев И.В., Сарычев К.Ф. Надежность запоминающих устройств. – М.:

Радио и связь, 1988

9. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры: Уч. пособие.

– М.: Высш. шк., 1989

10. Статистическая теория связи и её практические приложения/Под ред.

Б.Р. Левитана. – М.: Связь, 1979

11. Возенкрафт Дж., Джекобс И. Теоретические основы техники связи. – М.:

Мир, 1969

12. Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации. – М.: Сов. Радио,

1976

13. Зайдлер Е. Системы передачи дискретной информации: Пер. с

польск./Под ред. Б.Р. Левина. – М.: Связь, 1977

14. Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. – М.: Радио

и связь, 1982

15. Королев А.И. Модифицированные алгоритмы порогового декодирова-

ния сверточных кодов. – Мн.: Бестпринт, 1997

16. Золоторев В.В. Эффективные многопороговые алгоритмы декодирова-

ния. (Препринт). – М.: АН СССР, 1981

Приложение 1

П1. КАНАЛ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ,

СТРУКТУРА, ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА И МЕТОДЫ

УЛУЧШЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

Канал передачи данных (КПД) представляет собой совокупность

технических средств, среды передачи информации, коммутационного

оборудования, математического и программного обеспечения, на основе которого

обеспечивается взаимодействие технических средств канала и доставка

информации от источника к получателю с заданной скоростью, достоверностью и

в установленное время.

Структурная электрическая схема канала передачи данных представлена на

рис. П1.1

Рис. П1.1.Структурная электрическая схема канала передачи данных

Функциональными элементами КПД являются: непрерывный канал связи,

включающего в себя среду передачи информации и коммутационное

оборудования (КО), дискретный канал связи, состоящего из непрерывного канала

связи, модулятора (М) и демодулятора (ДМ). Собственно КПД включает

Канал передачи данных

Дискретный канал связи

Непрерывный канал связи

S’(x) Вых F’(x)

Q(x)

Вх S(t)

Q(x)

F(x)

Ко-

дер

Среда пере-

дачи

Демодулятор

Деко-

дер

Модуля-

тор

КО

оборудование от входа кодера канала (КК) до выхода декодера канала (ДК).

К основным параметрам КПД относятся:

1) АЧХ – амплитудно-частотная характеристика канала,

представляющая собой зависимость коэффициента усиления канала от частоты.

На практике оценка АЧХ производится чаще всего коэффициентом остаточного

затухания













вых

вх

, где Р

вх

и Р

вых

– мощности сигнала соответственно на

входе и выходе Канада связи в условиях согласованного включения канала связи.

Условно зависимость АЧХ от частоты, Р

вх

/ Р

вых

, скорости передачи информации

и типа модуляции можно представить в виде следующей диаграммы (рис П1.2)

Рис. П1.2. Амплитудно-частотная характеристика канала связи

Коэффициент остаточного затухания, полученный при реальных испытаниях,

может быть рассчитан по формуле

где Р'

вх

и Р'

вых

– значения измеренных уровней сигнала соответственно на

выходе и входе канала.

Неравномерность АЧХ приводит к амплитудным искажениям формы

передаваемого сигнала (что особенно важно учитывать при передаче речи,

изображения и т.д.) и к искажению (ослаблению) некоторых спектральных

составляющих полезного сигнала, что приводит к увеличению вероятности

ошибок. Следовательно, необходимо обеспечить линейность АЧХ. Эффективным

( )

,P'P'

выхвх

вых

вх

−=













−













, дБ

300 600 800 1000 1600 2700 3100 f, кГц

–– а

-–к

методом улучшения линейности АЧХ является коррекция АЧХ путем включения

выравнивателей и введения предыскажения сигнала на передающей стороне, а

также повышение технологии производства аппаратуры передачи данных.

2) ФЧХ – фазо-частотная характеристика канала представляет собой

зависимость фазы передаваемого сигнала от частоты. Искажения формы

передаваемого сигнала при отклонении ФЧХ от нормы связано с нелинейностью

ФЧХ канала.

На рис. П1.3 представлены эпюры АЧХ, ФЧХ и ∆F для полосового фильтра

канала связи.

Рис. П1.3. АЧХ, ФЧХ и ∆F

канала связи, представленного в виде

полосового фильтра:

в(ω) – фазовая постоянная ПФ;

- рабочее затухание ПФ.

Так как практически измерить в(ω) трудно, то на практике чаще всего

измеряют групповое время замедления (ГВЗ), обозначаемое как

, сек

Для реальных систем связи важным является значение не абсолютной

величины ГВЗ, а её неравномерность, определяемое как

)

ωω

ω*a

ωω

ω*a

2.5

dω

c202

c101

−

f ω

ω ω

K(ω) a(ω) b(ω)

Для идеального ПФ Аппроксимированное АЧХ ПФ Фазовая характеристика ПФ

Неравномерность ГВЗ нормируется и для различных типов канала связи и

скорости передачи информации лежит в интервале τ

=(50...2) нс.. Так для КТЧ

при В=10Кбит/с τ

=8 нс, а для спутникового канала связи с ∆F=35МГц и В=34,368

Мбит/с τ

=2 нс.

Так как нелинейность ФЧХ влияет на достоверность передачи информации,

то используют определённые методы по улучшению ФЧХ из которых наиболее

эффективными являются: включение фазовых корректоров, формирование формы

(спектра) передаваемого сигнала, обеспечивающего минимальные искажения,

использование помехоустойчивых методов модуляции, повышение уровня

технологии производства аппаратуры передачи данных и др.;

3) - пропускная способность частотно-ограниченного

канала связи;

):UI(U

бит/с– скорость передачи информации: ):(

UUI –

количество информации, заключенной в сигнале на выходе канала относительно

информации на его входе, Т

– длительность сигнала;

ΔF

γ = , бит⋅с

-1

/Гц– удельная скорость передачи информации, т.е.

количество информации, передаваемой в полосе один Герц

6) Т

– время занятия канала

min

max

Д =

- динамический уровень сигналов, передаваемых по каналу;

kck

ΔFT2v ⋅⋅=

база канала связи;

kck

ДΔFTV ⋅⋅= - емкость канала связи, где ΔF- полоса прозрачности канала

связи;

10) производные параметры канала:

(*0.8τττ

c1c2c2c1

minн

−

≈−=

)

(1LogΔFC

+⋅=

β*γ-параметр, устанавливающий связь энергетической и частотной

эффективности использования канала связи, где

No*E

B*B

N*E

- коэффициент энергетической эффективности канала

передачи данных при допустимых значениях удельной скорости передачи

информации и вероятности ошибочного приема информации,

=B*T - скорость передачи информации, определяемая видом модуляции,

−

- скорость передачи информации с учетом введения избыточного

(помехоустойчивого) кодирования,

*T*B

- энергия сигнала, приходящаяся на один бит передаваемой

информации,

- спектральная мощность шумов,

ΔF*T

B*B

γ =

- удельная скорость передачи информации с учетом

помехоустойчивого кодирования;

R=к/n - скорость передачи кода.

Чем больше β*γ, тем эффективнее используется канал связи и система

передачи данных.

Кроме того, к производным параметрам канала связи относятся:

L=φ(B,fн,Р

/Р

, вид модуляции и т.д.) –дальность действия;

ЭМС=φ(Р

/Р

, вид модуляции, тип антенн и др.) – коэффициент

электромагнитной совместимости; ЭкС=φ(элементная база, технология

производства, тип канала связи, Р

ош.доп

, R и т.д.) – коэффициент эксплуатационной

стоимости и т.д.

Производные параметры канала связи можно объединить одним общим

параметром

∑

*αλ

где n – число учитываемых параметров канала связи,

– относительный вес параметра,

- относительное значение параметра.

Знание сущности основных параметров канала связи обеспечивает

разработчику системы связи возможность технически правильно выбрать и

обосновать способ повышения верности передачи информации.

Приложение 2

П2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ

ТРАКТОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

П2.1. Структура тракта передачи данных, понятия оптимальной и

реальной помехоустойчивости тракта передачи данных

В соответствии с [8..10] структурная электрическая схема тракта передачи

данных (ТПД) с классификацией каналов связи и их функциональных блоков

представлена на рис. П 2.1.

Рис. П2.1. Структурная электрическая схема тракта передачи данных

ИИ – источник информации, КК – кодер канала, MOD(УПС) – модулятор

или устройство преобразования сигналов, среда ПИ – среда передачи

информации, DEMOD – демодулятор, ДКУ – декодирующее устройство, Получ.

Инф. – получатель информации.

Помехоустойчивость – это способность ТПД (чаще всего приемной части)

противостоять воздействию помех, обеспечивая заданную достоверность

передачи информации или допускаемую вероятность ошибочного приема

информации.

Количественно помехоустойчивость оценивается двумя параметрами:

ош.дв.сим

. – вероятность ошибочного приема двоичного символа (бита)

D=1/Р

ош.дв.сим

– достоверность передачи двоичного символа (бита).

ИИ КК MOD

(УПС)

Непрерывный канал

связи (среда ПИ)

DEMOD

(УПС)

ДКУ

Получ.

Инф.

Дискретный канал связи

Непрерывный канал связи

Тракт передачи данных

S(t) η(t) Z(t)

)