Вопрос №54 Понятие о кодировании и коде.

Кодирование— процесс отождествления передаваемых сообщений с некоторым набором символов физической природы(буквы, цифры, графические объекты)

Кодирование— отождествление передаваемых сообщений с набором букв или цифр.

Любое кодирование заканчивается составлением кодовой таблицы/книги.

В зависимости от целей кодирования различают виды:

• Кодирование по образцу: используется при вводе информации в компьютер для её внутреннего предоставления.

• Криптографическое кодирование/шифрование: используется, когда нужно защитить информацию от несанкционированного доступа

• Эффективное/оптимальное кодирование: используется для устранения избыточности информации(архивация)

• Помехоустойчивое кодирование: обеспечивает заданную достоверность, в случае, когда на сигнал накладывается помеха.

Код—(кодовая комбинация)—правило, по которому записываются кодовые слова/числа. Совокупность символов кодового алфавита, применяемых для кодирования одного символа исходного алфавита.

Понятие кода является чисто математическим. Любой код должен соответствовать главному требованию— однозначность соответствия между сообщением и кодовым словом.

Все используемые в системе передачи информации коды условно можно разделить по признакам:

1. По числу используемых элементарных символов (двоичные, троичные)

2. По числу элементарных символов, в каждом слове/кодовой комбинации:

• равномерные/блочные (коды, все комбинации которых содержат одинаковое количество символов);

• неравномерные (азбука Морзе)

3. По способности обнаруживать и/или исправлять ошибки:

• Не помехоустойчивые (не находят, не исправляют ошибки)

• Помехоустойчивые (способны обнаружить или исправить ошибку)

4. В зависимости от назначения и возможных помехозащитных кодов различают коды:

• Самоконтролирующиеся (автоматически обнаруживают наиболее вероятные ошибки)

• Самокорректирующиеся (автоматически исправляют ошибки)

5. По разделимости информационных и избыточных элементов:

• Систематические (есть чёткое различие между информационными и избыточными элементами)

• Несистематические

Помеха—стороннее возмущение, действующее в системе передачи и препятствующее правильному приёму сигнала.

Помехи классифицируются по различным признакам:

1. Атмосферные

2. Индустриальные

3. Специально-организованные

Помехи делятся на:

1. Импульсные

2. Шумовые

3. Синусоидальные

В природе реально существуют только импульсные помехи. Характер восприятия этой помехи зависит от приёмника. Если приёмник широкополосный, помеха воспринята как импульсная, если узкополосный, помеха воспринята как шумовая.

Синусоидальные помехи—совокупность отрезков-синусоид случайной длительности, фазы, частоты, амплитуды.

Вопрос №55 Понятие избыточности кода. Минимальное кодовое расстояние.

Понятие избыточности кода

Способность кода обнаруживать и исправлять ошибки обусловлено наличием избыточности символов.

На вход избыточного устройства поступает последовательность из K информационных двоичных символов. На выходе её соответствует последовательность из N двоичных символов причём N>K. Всего может быть 2^K различных входных последовательностей,2^N выходных.

Из общего числа 2^N выходных последовательностей, только 2^K последовательностей соответствуют входным. Они называются разрешёнными кодовыми операциями.

Остальные 2^N -2^K для передачи не используются—запрещённые кодовые операции.

Всего может быть 2^N *2^K случаев. В это число входит: 2^K случаев безошибочной передачи.

2^N-1 *2^K Случаев перевода в другие разрешённые комбинации, что соответствует необнаруженным ошибкам.

2^K *(2^N -2^K ) Случаев перехода в неразрешённые комбинации, которые могут быть обнаружены.

Часть обнаруженных ошибочных кодов комбинации от общего числа возможных случаев передачи соответствующих.

Для того, чтобы в принятом сообщении можно было обнаружить ошибку, это сообщение должно обладать некоторой избыточной информацией.

Например, если переданное сообщение состояло из 3 абсолютно одинаковых частей, то в принятом сообщении отделение правильных символов от ошибочных может быть осуществлено по результатам посылок одного вида.

Минимальное кодовое расстояние

Кодовое расстояние— число позиций в которых коды не совпадают.

Минимальное кодовое расстояние— минимальное расстояние между двумя кодовыми комбинациями в заданном коде. (Хэммингово расстояние).

Минимальное кодовое расстояние— параметр, определяющий помехоустойчивость кода и заложенную в коде избыточность. Минимальным кодовым расстоянием определяются корректирующие свойства кодов.

Для того, чтобы определить кодовое расстояние между двумя комбинациями двоичного кода достаточно просуммировать эти комбинации по модулю и почитать число единиц полученной комбинации.

Если кодовая комбинация второго кода A отстоит от кодовой комбинации B на расстоянии D, то это значит, что в коде A нужно D символов заменить на обратное, чтобы получить код B.

Для нахождения минимального количества символов(избыточных) используется граница Хэмминга