федеральное агенТство по образованию
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Вятский государственный университет
Факультет ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Кафедра радиоэлектронных средств
Е. В. Медведева Теория информации и кодирования
Методические указания и контрольные задания
для студентов заочной формы обучения
спец. 210406 «Сети связи и системы коммутации»
210403 «Защищенные системы связи»
Киров 2007
Тематический план
По дисциплине «Теория информации и кодирования» студент должен изучить материал по следующим темам.
Информация, сообщение, сигнал. Виды сигналов. Физические характеристики сигнала и канала.
Структурная схема системы передачи информации. Понятия равномерных и неравномерных, простых и помехоустойчивых кодов. Виды помех. Основные информационно-технические характеристики.
Требования, предъявляемые к кодам для линий связи. Классификация линейных кодов. Параметры линейных кодов.
Код без возвращения к нулю (NRZ). Биполярные коды: код с возвращением к нулю (RZ), код с чередованием полярности импульсов (AMI), код с замещением серии нулей (B3ZS или HDB-3), парноизбирательный троичный (PST). Правила построения. Достоинства и недостатки кодов.
Биимпульсные коды: код с инверсией токовых посылок (ADI), абсолютный (ABC) и относительный (OBC) биимпульсные коды, код Миллера (ML). Правила построения. Достоинства и недостатки кодов.
Алфавитный код 4В3Т. Многоуровневый код (2В1Q). Правила построения. Достоинства и недостатки кодов.
Количество информации. Энтропия и ее свойства. Энтропия источника и энтропия сообщения. Понятие условной и совместной энтропии. Производительность источника.
Информационные характеристики каналов связи. Классификация каналов связи. Пропускная способность канала связи без шума.
Пропускная способность канала связи с шумом без стирания.
Пропускная способность канала связи с шумом со стиранием.
Пропускная способность как функция физических характеристик сигнала.
Требования, предъявляемые к кодам, передаваемым по каналу связи без шума. Классификация эффективных кодов и их основные характеристики. Правило построения кодового дерева. Теоремы Шеннона о кодировании в КС без шума.
Эффективное кодирование при известной статистике сообщений: коды Шеннона-Фано и Хаффмена. Правила построения. Достоинства и недостатки кодов. Применение.
Эффективное кодирование при неизвестной статистике сообщений: алгоритм Лемпеля-Зива. Правила построения. Достоинства и недостатки. Применение.
Кодирование в канале связи с шумом. Теоремы Шеннона о кодировании в канале связи с шумом. Методика выбора помехоустойчивых кодов.
Помехоустойчивые коды. Их основные характеристики. Классификация.
Линейные блоковые корректирующие коды. Свойства линейных кодов. Правила построения порождающей и проверочной матриц. Структурная схема кодирующего устройства.
Обнаружение и исправление ошибок в линейных блоковых кодах. Понятие синдрома. Структурные схемы декодирующих устройств с обнаружением и исправлением ошибок.
Построение поля Галуа и его свойства.
Циклические коды. Свойства циклических кодов. Выбор образующего многочлена. Получение порождающего и проверочного полиномов, порождающей и проверочных матриц. Синдром циклического кода.
Алгоритмы получения кодовых комбинаций циклических кодов. Схемы кодирующих устройств.
Понятие синдрома циклического кода. Алгоритмы определения ошибок в кодовых комбинациях циклических кодов. Схемы декодирующих устройств позволяющих обнаружить и исправить ошибки (декодер Мегитта).
Производные коды: каскадные, итеративные, турбо-коды.
Сверточные коды. Параметры. Правила построения. Кодирующие устройства. Решетчатая диаграмма.
Методы декодирования сверточных кодов: метод Витерби, метод Фано.
Код Хемминга с кодовым расстоянием
и
.
Правила построения кода. Вычисление
синдрома. Достоинства и недостатки.
Применение.Код Боуза-Чоудхури-Хоквингема. Правило построения кода. Вычисление синдрома. Достоинства и недостатки. Применение.
Код Рида-Соломона. Правило построения кода. Достоинства и недостатки. Применение.
Кодирование для каналов с пакетами ошибок. Виды перемежения.