- •Федеральное агенство по образованию
- •Помехоустойчивые коды в радиотехнике и связи
- •Введение
- •Глава 1. Помехоустойчивые коды
- •1.2. Коды, обнаруживающие ошибки
- •1.2.1. Двоичный безызбыточный код
- •1.2.2. Код с защитой по паритету (четности, нечетности)
- •1.2.3. Код с простым повторением
- •1.2.4. Код с повторением и инверсией
- •1.2.5. Код на одно сочетание
- •1.3. Коды, исправляющие ошибки
- •1.3.1. Общие правила построения блочных кодов
- •1.3.2. Правила построения кода Хэмминга
- •1.3.3. Правила построения кода Рида-Маллера
- •1.3.4. Основные понятия о свойствах многочленов и полях Галуа
- •1.3.5. Правила построения примитивных кодов бчх
- •1.3.6. Правила построения кода Голея
- •1.3.7. Правила построения кода Рида-Соломона
- •1.3.8. Правила построения кода Вайнера-Эша
- •1.3.9. Правила построение кода Ивадаре
- •1.4. Кодирование и декодирование кодов
- •1.4.1. Методы кодирования и декодирования циклических кодов
- •1.4.2. Методы кодирования и декодирования линейных кодов
- •1.4.3. Методы кодирования и декодирования свёрточных кодов
- •1.5. Описание инструментальной системы для построения помехоустойчивых кодов
- •1.5.1. Установка инструментальной среды на пэвм
- •1.5.2. Интерфейс инструментальной среды
- •1.6. Методика построения кодов в инструментальной среде «Помехоустойчивые коды»
- •1.6.1. Код Хэмминга
- •1.6.2. Код Рида-Маллера
- •1.6.3. Код бчх
- •1.6.4. Код Голея
- •1.6.5. Код Рида-Соломона
- •1.6.6. Код Вайнера-Эша
- •1.6.7. Код Ивадаре
- •1.7. Вычисление характеристик кодов
- •1.7.1. Вычисление энергетической эффективности кода
- •1.7.2. Вычисление корреляционных функций кода
- •1.8. Построение кодирующих и декодирующих схем
- •1.9. Задание к лабораторной работе «Построение и расчет параметров помехоустойчивых кодов»
- •1.10. Контрольные вопросы к главе 1
- •Глава 2. Коды для линий связи
- •2.1. Особенности линейных кодов
- •2.2. Параметры и характеристики линейных кодов
- •Правила построения линейных
- •Биполярный код с замещением трех нулей (в3zs)
- •2.3.6. Парноизбирательный троичный код (пит, pst)
- •2.3.7. Код с инверсией токовых посылок (cmi)
- •2.3.12. Код dmi
- •2.3.13. Код h
- •2.3.14. Код isdn
- •2.3.15. Квазитроичный разностный код (prkk)
- •2.4. Правила построения линейных алфавитных кодов
- •2.4.1. Код 4b3t
- •2.4.2. Код fomot
- •2.4.3. Код ms43
- •2.5. Правила построения многоуровневых кодов (мур)
- •2.6. Описание программы Code
- •2.7. Задание к лабораторной работе «Построение и расчет параметров кодов для линий связи»
- •2.8. Контрольные вопросы к главе 2
- •Глава 3. Псевдослучайные последовательности
- •3.1. М-последовательности
- •3.2. Задание к лабораторной работе «Построение и расчет характеристик псевдослучайных сигналов»
- •3.3. Контрольные вопросы к главе 3
- •Библиографический список
- •Помехоустойчивые коды в радиотехнике и связи
- •Помехоустойчивые коды в радиотехнике и связи
2.4.3. Код ms43
При построении кода MS43 используются три алфавита. Выбор алфавита производится в соответствии со значением алгебраической суммы амплитуд четырех импульсов в исходной двоичной последовательности (табл.2.5).
При построении кода используются элементы ,и. Пример кодирования показан на рис.2.21.
Рис.2.21. Код MS43
Таблица 2.5
Двоичное слово |
Троичные слова | ||
|
|
| |
0000 0001 0010 0011 |
+ 0 + + + 0 + + + 0 – + |
0 – 0 0 0 – – + – 0 – + |
0 – 0 0 0 – – + – 0 – + |
0100 0101 0110 0111 |
0 + + – 0 + – + 0 – + + |
– 0 0 – 0 + – + 0 – + + |
– 0 0 – 0 + – + 0 – – + |
1000 1001 1010 1011 |
+ – + 0 0 + 0 + 0 0 + – |
+ – + 0 0 + 0 + 0 0 + – |
– – – – – 0 – 0 – 0 + – |
1100 1101 1110 1111 |
+ 0 0 + 0 – + – 0 + + – |
+ 0 0 + 0 – + – 0 + – – |
0 – – + 0 – + – 0 + – – |
2.5. Правила построения многоуровневых кодов (мур)
В многоуровневом сигнале каждый элемент содержит битов. Термин «уровень» может относиться к амплитуде, частоте, фазе или к комбинации из этих параметров. Скорость передачи элементов сигнала определяется по формуле
,
где - число уровней кода,Т- единичный интервал времени.
Для построения многоуровневого кода (с числом уровней - восемь) каждые три бита исходной двоичной последовательности заменяются соответствующим примитивом (табл.2.6). Пример построения показан на рис.2.22.
Таблица 2.6
Исходная двоичная последовательность |
Примитивный элемент |
000 001 010 011 100 101 110 111 |
Рис.2.22. Восьмиуровневый код
2.6. Описание программы Code
Для построения и расчета характеристик частотно-компактных кодов предназначена визуальная инструментальная система Code.
Для кодирования сигналав системе имеется главное окно программы. Пользователю предлагается исходная двоичная последовательность, полученная с помощью генератора случайных чисел. Кодирование осуществляется последовательным построением сигнала из элементов, представленных на панели примитивов. Выделив с помощью указателя курсора нужный элемент, его помещают в соответствующую ячейку результирующей кодовой последовательности. Построение кодовой последовательности производится по блокам, последовательно по пять элементов в блоке. После заполнения всех ячеек блока предлагается проверить правильность введенных символов и при отсутствии ошибок начать заполнение следующего блока ячеек.
При обнаружении ошибок в кодовой последовательности предлагается их исправить. Если при кодировании допущено три ошибки, то исходная двоичная последовательность автоматически заменяется на другую, и процесс кодирования повторяется. Если при построении первых трех блоков кодовой последовательности не было допущено ни одной ошибки, то оставшаяся часть кода строится автоматически.
Количество элементов в кодовой последовательности задается с помощью пункта меню "Опции | Настройка".
Перед кодированием необходимо выбрать один из кодов в окне с именем “Название кода”.
Рис.2.23. Окно для построения кода
Подключение кодов к системе осуществляется следующим образом. При выборе пункта меню "Опции | Добавить код" на экране отображается окно, в котором предлагается выбрать DLL-библиотеку, описывающую алгоритмы формирования кодов. При загрузке библиотеки отображается список кодов, находящихся в данной библиотеке. Выбирая нужные коды, можно подключить их к инструментальной системе. При всех последующих запусках программы все подключенные коды будут автоматически загружаться. При необходимости исключить какой-либо код из списка следует выбрать пункт меню "Опции | Удалить код" и указать коды, которые подлежат удалению.
Для расчетапараметров кодовой последовательностинеобходимо выбрать пункт меню"Опции | Параметры"либо нажать кнопку с пиктограммой.
При расчете параметров кода предлагается выбрать его тип (алфавитный, неалфавитный или многоуровневый) и тем самым определить список рассчитываемых параметров (рис.2.24). Для неалфавитных кодов предлагается рассчитать следующие параметры:
эквивалентную мощность сигнала;
коэффициент, характеризующий среднее значение тактовой частоты;
коэффициент, характеризующий минимальное значение тактовой частоты;
коэффициент, характеризующий максимальное значение тактовой частоты;
коэффициент, характеризующий реальное значение тактовой частоты;
коэффициент устойчивости признаков тактовой частоты.
Для алфавитных кодов дополнительно к вышеперечисленным параметрам предлагается вычислить следующие величины:
число групп двоичных символов;
число групп символов кода;
коэффициент изменения тактовой частоты;
избыточность кода;
предельный коэффициент снижения тактовой частоты.
Для многоуровневых кодов вычисляется только скорость передачи кода.
При обнаружении ошибок в рассчитанных параметрах предлагается устранить эти ошибки. Для удобства пользователя значения, рассчитанные с ошибкой, окрашиваются в красный цвет.
Рис.2.24. Окно для расчета параметров кодов
Для построенияавтокорреляционной характеристикикодовой последовательности необходимо выбрать пункт меню"Опции | Автокорреляционная характеристика" или нажать кнопку с пиктограммой.
При построении автокорреляционной характеристики предлагается задать количество тактовых интервалов, на каждый из которых приходится по два отсчета.
Имеется возможность построить автокорреляционную характеристику как для закодированного сигнала, так и для исходной двоичной последовательности. Возможно построение характеристики также и для отдельных элементов (примитивов), причем в этом случае имеется возможность задавать количество отсчетов, приходящихся на тактовый интервал (т.е. регулировать частоту дискретизации).
Дополнительно к этому имеется возможность построить характеристику либо полностью, либо только для положительной области частот.
Для построения спектральной характеристикикодовой последовательности выбирается пункт меню"Опции | Спектр сигнала" или нажимается кнопка с пиктограммой.
Параметры, необходимые для построения спектральной характеристики, задаются аналогично автокорреляционной характеристике.