МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
ОСНОВЫ КОДИРОВАНИЯ СООБЩЕНИЙ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ
Методические указания
к выполнению лабораторных работ № 1–4
Санкт-Петербург
2004
2
Составитель Г. И. Никитин
Рецензент доктор технических наук, профессор В. А. Силяков
Методические указания к выполнению лабораторных работ посвяще- ны актуальному для систем связи вопросу кодирования текстовых сооб- щений. Дается теоретическое описание различных вариантов кодов. Рас- сматривается порядок выполнения лабораторных работ.
Предназначены для радиотехнических специальностей всех форм обучения.
Подготовлены кафедрой радиотехнических систем и рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом Санкт-Петербургского го- сударственного университета аэрокосмического приборостроения.
© ГОУ ВПО СПбГУАП, 2004
Редактор А. В. Семенчук
Компьютерный набор и верстка Н. С. Степановой
Подписано к печати 03.06.04. Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 7,95. Уч. -изд. л. 8,14. Тираж 150 экз. Заказ № 306
Редакционно-издательский отдел
Отдел электронных публикаций и библиографии библиотеки
Отдел оперативной полиграфии
СПбГУАП
190000, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 67
ПРЕДИСЛОВИЕ
Подавляющее число современных систем связи работает при переда- че самого широкого спектра сообщений (от телеграфа до телевидения) в цифровом виде. Из-за наличия помех в каналах связи ошибка при приеме любого цифрового символа (1 или 0) вызывает искажение пере- даваемой информации. Это может привести, особенно в космических системах связи при передаче цифровой информации, к катастрофичес- ким последствиям. В настоящее время по каналам связи передаются цифровые данные со столь высокими требованиями к достоверности передаваемой информации, что удовлетворить эти требования тради- ционными путями совершенствования антенно-фидерных трактов ра- диолиний, увеличения излучаемой мощности, снижения собственного шума приемника оказывается экономически невыгодным или просто невозможным.
Высокоэффективным средством борьбы с помехами в цифровых си- стемах связи является применение помехоустойчивого кодирования, ос- нованного на введении искусственной избыточности в передаваемое сообщение за счет добавления к информативным кодовым словам ряда проверочных символов. В последнее время коды, обнаруживающие и исправляющие ошибки при передаче цифровой информации в зашум- ленных каналах, нашли широкое применение во многих системах пере- дачи и хранения информации. Так, в системах персонального радиовы- зова (пейджинговых системах), в сотовых и спутниковых системах при- меняются помехоустойчивые блочные циклические и непрерывные свер- точные коды.
Настоящие методические указания к выполнению лабораторных ра- бот являются дополнением лекционных курсов: "Радиотехнические си- стемы передачи информации", "Прикладная теория информации", "Сис- темы подвижной радиосвязи" и "Спутниковые системы передачи ин- формации". В процессе изучения этих курсов студенты выполняют
4 лабораторные работы: "Первичные коды", "Эффективные коды", "Кор- ректирующие коды Хемминга" и "Циклические коды".
Методические указания написаны в соответствии с образователь- ным стандартом для инженеров: направление 654200 "Радиотехника", специализация 200700 "Радиотехника"; для магистров: направление
552500 "Радиотехника"; для студентов всех форм обучения: направле- ние 654100 "Электроника и микроэлектроника", специализация 200400 "Промышленная электроника".
Автор выражает признательность и благодарность М. Я. Романовой за помощь при подготовке материалов указаний к изданию и за коррек- тировку программ выполнения лабораторных работ на компьютерах.
Список сокращений
АКФ – автокорреляционная функция
АРБ – аварийный радиобуй
АТС – автоматическая телефонная станция
БРК – бортовой радиокомплекс
ВКФ – взаимнокорреляционная функция
ДУ – декодирующее устройство
ЗНД – защита от несанкционированного доступа
ЗУ – запоминающее устройство
ИКАО – Международная организация гражданской авиации
ИМО – Международная морская организация
ИС – источник сообщений
ИСЗ – искусственный спутник Земли
ИЦСС – интегрально-цифровые системы связи
КЭАТС – квазиэлектронные АТС КУ – кодирующее устройство
Коды
БЧХ – Боуза–Чоудхури–Хоквингема
РС – Рида–Соломона
ЦК – циклические коды
НДК – натуральный двоичный код СДК – симметричный двоичный код КПВ – код с постоянным весом
КПЧ – код с проверкой на четность
Л П С – линейная переключательная схема
МККТТ – Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии
ММП – метод максимального правдоподобия
ОКС – общий канал сигнализации
ОФМ – относительная фазовая модуляция
ПС – получатель сообщений
ПСП – псевдослучайная последовательность
П П И – пункт приема информации
ППРЧ – программная перестройка рабочих частот
СМД – синдромный метод декодирования
СПД – система передачи данных
СР – сдвигающий регистр
ТИ – тактовый импульс
ЦС – центр системы
ЧВМ – частотно-временная матрица
ЭМС – электромагнитная совместимость
Лабораторная работа № 1
ПЕРВИЧНЫЕ КОДЫ
Цель работы: ознакомление со структурной схемой системы цифро- вой связи, с основными определениями и понятиями теории кодирова- ния, изучение основных характеристик цифровых систем связи, сис- тем синхронизации и принципов помехоустойчивого кодирования на примере первичного стандартного международного телеграфного кода МТК-2.