Структурная схема канала передачи дискретной информации.

Курсовой проект

по дисциплине «Передача дискретной информации в системах управления движением поездов»

«Разработка декодирующего устройства»

 

 

Выполнил: ст. группы АТС-362

Капутин А.Н

Проверил: доц. Акинин М. Ю.

 

 

Москва 2013 г.

Задание

на курсовой проект по дисциплине:

 

«Передача дискретной информации в системах управления движением поездов»

На тему: «Разработка декодирующего устройства»

 

Студента группы АТС-362 Капутин Алексей Николаевич

 

Разработка декодирующего устройства для избыточного линейного кода с следующими параметрами:

ü число информационных разрядов кода k = 4,

ü минимальное кодовое расстояние d_min = 4.

 

 

Дата выдачи задания: 11.02.2013 г.

Дата сдачи курсового проекта: 25.02.2013 г.

Руководитель: Акинин М. Ю.

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………… 3

1. Структурная схема канала передачи дискретной информации……….. 6

2. Алгоритм формирования избыточного кода…………………………… 8

2.1. Формирование разрешенных кодовых комбинаций…………………8

2.2. Формирование правила получения проверочных символов………..11

2.3. Формирование синдрома ошибки…………………………………….12

3. Структурная схема декодирующего устройства……………………….. 17

Введение.

Разработка декодирующего устройства (декодера) или кодирующего устройства (кодера) включает два этапа: 1) формирование алгоритмов кодирования; 2) построение структурной, функциональной и принципиальной схем устройства.

Кодирование является первой и весьма важной операцией в процессе передачи информации, так как от нее зависит помехоустойчивость системы, скорость передачи, конструкция передатчиков, приемников и некоторые другие параметры.

В общем случае под кодированием понимают замену (отображение) множества графических и функциональных символов сообщения цифрами двоичной системы счисления. Кодовая комбинация представляет собой двоичное число, соответствующее передаваемому элементу сообщения. Установление соответствия между элементами сообщения и двоичными кодовыми комбинациями является задачей кодирования.

Код имеет следующие основные параметры:

1. Основание кода (a) – число значений, которое может принимать элемент кодовой комбинации. Численно оно равно основанию системы счисления, используемой при кодировании.

2. Длина кодовой комбинации (n) определяется числом элементов в ней. В общем случае длина кодовой комбинации избыточного кода равна сумме числа информационных символов k и проверочных символов r (служат для повышения достоверности приема сообщений):

n = k + r

В дальнейшем разряды информационных символов будем обозначать как a_i, а разряды проверочных символов b_j.

3. Кодовое расстояние (d) – число элементов (разрядов), в которых одна кодовая комбинация отличается от другой. Кодовое расстояние можно определить числом единиц в кодовой комбинации, полученной суммированием по модулю «2» двух сравниваемых кодовых комбинаций. Наименьшее из кодовых расстояний при попарном сравнении всех комбинаций кодовой таблицы называют минимальным кодовым расстоянием (d_min).

 

Различают следующие виды кодов:

1. По основанию коды подразделяют на двоичные а = 2 и многоосновные а > 2. Наибольшее применение получили двоичные коды.

2. По числу элементов комбинации коды делятся на неравномерные (n = var) и равномерные (n = const).

3. По помехозащищенности коды делятся на простые и корректирующие. Простыми называются такие коды, в которых ошибочный прием одного элемента кодовой комбинации приводит к ошибке в принятом сообщении. Для них характерно выполнение условия d_min = 1.

Корректирующие коды за счет введения в кодовые комбинации избыточности в виде проверочных разрядов позволяют обнаружить и исправить ошибочно принятый элемент комбинации. У корректирующих кодов d_min ≥ 2.

Выбор кода и алгоритма его декодирования определяется множеством требований, среди них: Эффективность применения кодирования; время доставки информации потребителю; требуемая достоверность; допустимая избыточность кода; сложность и быстродействие кодека; согласование кодека и модема.

Код – формализованное представление информации. Равномерный код – это код, для которого количество БИТ информации в слове одинакова, т. е. длина кодового слова постоянна.

Различают избыточное и безизбыточное кодирование. Наиболее помехозащищенным является избыточное кодирование.

Под безизбыточным понимают такую структуру слов, при которой обеспечивается различие в них минимум в одном разряде, при этом говорят, что кодовое расстояние данного кода d = 1.

Курсовой проект

по дисциплине «Передача дискретной информации в системах управления движением поездов»

«Разработка декодирующего устройства»

 

 

Выполнил: ст. группы АТС-362

Капутин А.Н

Проверил: доц. Акинин М. Ю.

 

 

Москва 2013 г.

Задание

на курсовой проект по дисциплине:

 

«Передача дискретной информации в системах управления движением поездов»

На тему: «Разработка декодирующего устройства»

 

Студента группы АТС-362 Капутин Алексей Николаевич

 

Разработка декодирующего устройства для избыточного линейного кода с следующими параметрами:

ü число информационных разрядов кода k = 4,

ü минимальное кодовое расстояние d_min = 4.

 

 

Дата выдачи задания: 11.02.2013 г.

Дата сдачи курсового проекта: 25.02.2013 г.

Руководитель: Акинин М. Ю.

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………… 3

1. Структурная схема канала передачи дискретной информации……….. 6

2. Алгоритм формирования избыточного кода…………………………… 8

2.1. Формирование разрешенных кодовых комбинаций…………………8

2.2. Формирование правила получения проверочных символов………..11

2.3. Формирование синдрома ошибки…………………………………….12

3. Структурная схема декодирующего устройства……………………….. 17

Введение.

Разработка декодирующего устройства (декодера) или кодирующего устройства (кодера) включает два этапа: 1) формирование алгоритмов кодирования; 2) построение структурной, функциональной и принципиальной схем устройства.

Кодирование является первой и весьма важной операцией в процессе передачи информации, так как от нее зависит помехоустойчивость системы, скорость передачи, конструкция передатчиков, приемников и некоторые другие параметры.

В общем случае под кодированием понимают замену (отображение) множества графических и функциональных символов сообщения цифрами двоичной системы счисления. Кодовая комбинация представляет собой двоичное число, соответствующее передаваемому элементу сообщения. Установление соответствия между элементами сообщения и двоичными кодовыми комбинациями является задачей кодирования.

Код имеет следующие основные параметры:

1. Основание кода (a) – число значений, которое может принимать элемент кодовой комбинации. Численно оно равно основанию системы счисления, используемой при кодировании.

2. Длина кодовой комбинации (n) определяется числом элементов в ней. В общем случае длина кодовой комбинации избыточного кода равна сумме числа информационных символов k и проверочных символов r (служат для повышения достоверности приема сообщений):

n = k + r

В дальнейшем разряды информационных символов будем обозначать как a_i, а разряды проверочных символов b_j.

3. Кодовое расстояние (d) – число элементов (разрядов), в которых одна кодовая комбинация отличается от другой. Кодовое расстояние можно определить числом единиц в кодовой комбинации, полученной суммированием по модулю «2» двух сравниваемых кодовых комбинаций. Наименьшее из кодовых расстояний при попарном сравнении всех комбинаций кодовой таблицы называют минимальным кодовым расстоянием (d_min).

 

Различают следующие виды кодов:

1. По основанию коды подразделяют на двоичные а = 2 и многоосновные а > 2. Наибольшее применение получили двоичные коды.

2. По числу элементов комбинации коды делятся на неравномерные (n = var) и равномерные (n = const).

3. По помехозащищенности коды делятся на простые и корректирующие. Простыми называются такие коды, в которых ошибочный прием одного элемента кодовой комбинации приводит к ошибке в принятом сообщении. Для них характерно выполнение условия d_min = 1.

Корректирующие коды за счет введения в кодовые комбинации избыточности в виде проверочных разрядов позволяют обнаружить и исправить ошибочно принятый элемент комбинации. У корректирующих кодов d_min ≥ 2.

Выбор кода и алгоритма его декодирования определяется множеством требований, среди них: Эффективность применения кодирования; время доставки информации потребителю; требуемая достоверность; допустимая избыточность кода; сложность и быстродействие кодека; согласование кодека и модема.

Код – формализованное представление информации. Равномерный код – это код, для которого количество БИТ информации в слове одинакова, т. е. длина кодового слова постоянна.

Различают избыточное и безизбыточное кодирование. Наиболее помехозащищенным является избыточное кодирование.

Под безизбыточным понимают такую структуру слов, при которой обеспечивается различие в них минимум в одном разряде, при этом говорят, что кодовое расстояние данного кода d = 1.

Структурная схема канала передачи дискретной информации.

Структурная схема канала передачи информации изображена на рисунке 1.

Рис. 1

Передаваемое сообщение от источника сообщения поступает в передатчик, где оно преобразуется в электрический сигнал. Передатчик выполняет это преобразование в два этапа: сначала осуществляет кодирование с помощью кодирующего устройства (кодера), а затем – дискретную модуляцию с помощью модулятора. Преобразование должно выполняться так, чтобы между каждым символом передаваемого сообщения и полученным из него сигналом было однозначное соответствие. В противном случае по принятому сигналу нельзя будет восстановить сообщение.

Электрический сигнал поступает в линию связи, представляющую собой среду, в которой может существовать и распространяться сигнал. В линии связи действует источник помех.

На вход приемника из линии связи поступают электрические сигналы вместе с помехами. Приемник должен по возможности отделить сигналы от помех и выполнить обратное преобразование сигналов в символы сообщения, приведя их к виду, удобному для восприятия получателем.

Преобразование выполняется аналогично в два этапа: вначале осуществляется демодуляция с помощью демодулятора, а потом декодирование декодирующим устройством (декодером). Обычно сигнал с демодулятора анализируется на предмет наличия и отсутствия в нем информационного содержания регистрирующим устройством.

Основной задачей системы передачи дискретной информации (ПДИ) является получение на приеме сообщения, в минимальной степени отличающееся от переданного. Для выполнения этого условия отдельные элементы системы должны выполнять операции преобразования и передачи сигналов с минимальными искажениями.

В столь общей постановке решить задачу построения оптимальной системы ПДИ чрезвычайно трудно, поэтому на практике ее решают по частям. Если считать известными передаваемый сигнал, помеху и способ ее взаимодействия с сигналом, то выбирают переносчик и стремятся построить оптимальный приемник. Если положить известным метод приема, то оптимизации подлежит способ преобразования сообщения в сигнал (выбор кода и вида модуляции). В обоих случаях добиваются уменьшения времени передачи, повышения надежности работы системы и достоверности, снижение затрат на организацию системы связи и ее эксплуатацию.

Задание: построить производящую матрицу линейного кода с заданными параметрами и по ней определить все разрешенные кодовые комбинации. Сформировать проверочную матрицу для определения алгоритма проверки правильности формирования РКК и принадлежности к разрешенным кодовым комбинациям при декодировании.

Исходные данные:

Число информационных символов: k = 4;

Минимальное кодовое расстояние: d_min = 4.