Лабораторная работа Исследование помехоустойчивости системы передачи информации при применении сверточного кода и декодера Витерби на автоматизированном рабочем месте спи

1. Цель работы

Экспериментальное исследование помехоустойчивости системы передачи информации при применении сверточного кода и декодера Витерби.

2. Литература

Основная литература

1 Макаров А.А., Прибылов В.П. Помехоустойчивое кодирование в системах телекоммуникаций: учебное пособие/ СибГУТИ, Новосибирск, 2004. – 141 с.

2 Макаров А.А. АРМ исследования и проектирования систем передачи информации: учебное пособие/ СибГУТИ, Новосибирск, 2001. – 78 с.

Дополнительная литература

3 Кларк Дж., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: Пер. с англ./ Под ред. Б.С. Цыбакова.– М.: Радио и связь, 1987.– 392 с.

4 Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки: Пер. с англ./ Под ред. К.Ш. Зигангирова.– М.: Мир, 1986.– 576 с.

5 Макаров А.А., Чиненков Л.А. Основы теории помехоустойчивости дискретных сигналов: учебное пособие/ СибГУТИ, Новосибирск, 1997. – 41 с.

6 Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и уч-ся втузов.-М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. -544 с.

3. Лабораторное задание

1. Ознакомиться с лабораторной установкой.

2. Исследовать распределение кратностей ошибок на входе и выходе декодера Витерби для сверточного кода (24,12) для заданной вероятности ошибки в канале связи.

3. Исследовать зависимость выигрыша от кодирования при изменении отношения сигнал/шум в системе передачи информации (СПИ).

4. Порядок выполнения лабораторной работы.

Работа выполняется экспериментально с помощью автоматизированного рабочего места (АРМ) проектирования и исследования системы передачи информации.

1. Выбрать программу Arm_СПИ.exe .

2. Работа с программой АРМ начинается с выбора вариантов исследуемой СПИ - раздел структура модели СПИ. Выбрать модель дискретного канала (кнопка ДК). В блоке «Непрерывный канал» задать режим модуляции – ЧМ, когерентный прием сигналов.

3. Необходимо сделать правильный выбор объема статистических испытаний . С одной стороны, это позволяет экономно использовать машинное время ЭВМ, а с другой – обеспечить заданную в массиве исходных параметров точность определения оцениваемых величин.

Минимальное количество кодовых слов (или блоков) N_В для статистических исследований дискретного канала (ДК) или устройства защиты от ошибок (УЗО, кодека) в зависимости от средней вероятности ошибки P (на выходе канала или на выходе УЗО) определяется выражением [1]

,

где n - длина кодового слова; _P - погрешность оценки в долях оцениваемой вероятности P; например, если _P = (0,1÷0,15)P, то точность оценки вероятности составляет (10÷15) % ; определяется из двухсторонней статистики с нормированным нормальным распределением

(1-) = Ф(z_) ,

(1-) - мера надежности оценки, или вероятность того, что истинное значение определяемого среднего отстоит от его оценки не более, чем на величину _P.

Например, если  выбрать достаточно малым, так что (1-) = 0,997 , то значение = 2,95 (приложение 1).

Для доверительной оценки измеряемой величины необходимо найти доверительный интервал d_ , который накрывает измеренную величину с заданной вероятностью (1-)

.

4. Методом статистических испытаний получить и построить (или вывести на принтер ЭВМ) экспериментальное распределение кратностей ошибок на входе и выходе декодера для сверточного кода (24,12) для заданного варианта вероятности ошибки в канале связи p.

Вероятность ошибки в канале равна p указана в таблице 1.

Таблица 1 Варианты вероятностей ошибок в канале

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Р	0,02	0,018	0,016	0,014	0,012	0,001	0,008	0,006	0,004	0,002

5. Методом статистических испытаний получить и построить по экспериментальным данным зависимость выигрыша от кодирования при изменении отношения сигнал/шум в таких пределах, чтобы вероятность ошибки изменялась в пределах от 0,1 до 0,001.

Выполнить статистические испытания СПИ с заданным корректирующим кодом не менее, чем для пяти значений отношения сигнал/шум.

Выигрыш от кодирования можно определить по формуле

где p_вх и p_вых – вероятности ошибок в кодовых символах на входе и выходе декодера (в таблицах результатов испытаний АРМ этим вероятностям соответствуют эквивалентные вероятности на входе и выходе УЗО).

6. Построить (или вывести на принтер ЭВМ) таблицу экспериментальных результатов для одной точки статистических испытаний. Для этой же точки построить (или вывести на принтер ЭВМ) распределение кратностей ошибок на входе и выходе декодера.