2сем / lab4

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций

Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича»

_____________________________________________________________________________

Кафедра радиотехники

Дисциплина «Помехоустойчивость радиоэлектронных средств»

Лабораторная работа № 4

«Декодирование кодов БЧХ по формулам»

Выполнили: студенты группы РТ-22,

Стулин П.А.

Сараева Л.В.

Швецов Ф.П.

Спица М.А.

Проверил: Ассистент. Каф. РТ,

Уроков А.Д.

________________________

Санкт-Петербург

2026

2. Построить поле Галуа GF(24) от α0 до α14 по полиному P(x) =x4 + x + 1, который представляется в двоичном виде как P(x) → 10011 и в десятичном виде как P(x) → 19. Для этого выполнить следующие пункты:

2.1. В заставке «Декодирование кодов БЧХ по формулам» (рис. 4.1) выбрать строку «Задать полином и построить поле Галуа», а затем нажать на кнопку «построить поле Галуа». Зафиксировать в отчете все элементы поля GF(2⁴) в двоичном виде.

2.2. Задать полином P(x) → 37 и построить поле Галуа. Используя строку «Показать элемент поля», вывести несколько элементов поля из начала, середины и конца таблицы поля, указав индексы элементов поля. Элементы поля представить в степенной форме элементов поля и в двоичном виде. Осуществить аналогичные процедуры для полинома P(x) → 137.

Полином P(x) → 137

2.3. Задать полином P(x) → 19 и построить поле GF(2⁴), используя соответствующие надписи в заставке «Вычисление в полях Галуа». Осуществить несколько сложений, умножений, делений и возведений в степень различных двух элементов поля GF(2⁴).

3. Записать проверочную матрицу HГ для кода с d= 7, способного исправлять одну, две или три ошибки, используя поле Галуа GF(2⁴). Для этого выполнить следующие пункты:

3.1. Используя запись строки матрицы HГ в виде

α0; α^{2t – 1}; α^{2(2t – 1);} α^{3(2t – 1)}; ... α^{(n – 1)(2t – 1)},

представить H^Г в виде трех строк для кода длины n= 15, где для первой строки t= 1, для второй строки t= 2, для третьей строки t= 3. Зафиксировать полученную матрицу HГ в отчет со строками, представленными в виде элементов поля GF(2⁴), представленных в показательной форме.

4. Используя построенную матрицу H^Г из п. 3.1, осуществить процедуру исправления двух и трех ошибок, введенных в разрешенную кодовую комбинацию (кодовое слово) длиной n. Для этого выполнить следующие пункты:

4.1. Для ввода двух ошибок в кодовое слово длиной n= 15 осуществить сложение двух произвольных столбцов (номера указываются преподавателем) матрицы H^Г из п. 3.1. Проделать то же самое, но для трех столбцов H^Г (номера указываются преподавателем). Этим будет осуществлен ввод ошибок и вычисление синдромов соответственно S₁, S₃ для двух ошибок и S₁, S₃, S₅ для трех ошибок, где номера символов с ошибками совпадают с номерами столбцов HГ. Зафиксировать полученные результаты, а также вычислить S₂ =S₁² и S4=S₂². Записать соответствующие вычисления синдромов в отчет. Для сложения воспользоваться процедурой «Вычисление в полях Галуа». Производя сложение, предварительно убедиться, что задано поле GF(2⁴) с P(x) → 19 и оно построено. Для возведения в степень воспользоваться строкой «Возвести в степень».

S₁=a¹¹

S₃=a⁷

S₅=a¹⁴

S₂=S₁² =a⁷

S₄=S₂² =a¹⁴

4.2. Определить коэффициенты σ (сигма) для уравнений

воспользовавшись значениями синдромов из п. 4.1 и формулами:

Для этой цели воспользоваться строкой «Работа с несколькими элементами» и ввести значения переменных S₁, S₂, S₃, S₄, S₅, вычисленных в п. 4.1 (нулевое значение синдромов (н) вводится кнопкой как (–1)). Далее открыть список окна «Введите выражение» через кнопку, расположенную под надписью справа, и последовательно открывая формулы для σ₂₂, σ₃₂, σ₃₃, вычислить их значения, нажимая на клавишу «Результат». Результаты зафиксировать в отчет и ввести в список переменных.

σ₂₁= a¹¹; σ₂₂= a⁸; σ₃₁= a¹¹; σ₃₂= a¹⁴; σ₃₃= a²;

4.3. По полученным значениям σ₂₁ и σ₂₂ (п. 4.2) и уравнению x² + σ₂₁x + σ₂₂ = н определить положение ошибок в кодовом слове. Для этого ввести из заставки «Введите выражение» формулу уравнения для двух ошибок x² + G₂₁x + G₂₂ = н, где G₂₁ =σ₂₁, G₂₂ =σ₂₂. Последовательно вводить в название переменной х из списка переменных значения индексов элементов поля: 0, 1, 2, 3, 4, ..., каждый раз нажимая на клавишу «Результат». Зафиксировать результаты вычислений. Определить положение ошибок как значения индексов, приводящие к нулевым (н) значениям результатов вычислений по уравнению. Полученные величины зафиксировать в отчет.

x=1

x=2

x=3

x=4

x=5

x=6

x=7

x=8

x=9

x=10

x=11

x=12

x=13

x=14

4.4. По полученным значениям σ₃₁ =G₃₁, σ₃₂ =G₃₂ и σ₃₃ =G₃₃ (п. 4.2) и уравнению x³ + G₃₁x² + G₃₂x + G₃₃ = н определить положение трех ошибок, используя последовательность вычислений п. 4.3. Результаты зафиксировать в отчет.

x=1

x=2

x=3

x=4

x=5

x=6

x=7

x=8

x=9

x=10

x=11

x=12

x=13

x=14

4.5. Осуществить декодирование кодов БЧХ в режиме вычислений. Для этого открыть заставку «Кодирование и декодирование кодов БЧХ» (рис. 4.2).

4.6. Для кода БЧХ (15, 5) с полиномом равным 1335 и числом информационных символов 5 построить образующую матрицу кода (15, 5) через заставку «Образующая матрица» и подтвердить ввод. Получить проверочную матрицу кода (15, 5), аналогично образующей матрице.

Сравнить полученную матрицу с проверочной матрицей HГ из п. 3.

4.7. Ввести информационные символы числом от 0 до 31 (номер студента по списку группы) и подтвердить ввод. Зафиксировать в отчет полученные кодовые последовательности.

4.8. Ввести три ошибки в позиции символов кодового слова в соответствии с номерами столбцов из п. 4.1 через строку «Ввод ошибок в кодовую комбинацию» и подтвер дить ввод. Записать полученные кодовые последователь ности.

4.9. Открыть строку «Определение числа ошибок». Вычислить компоненты синдрома (значения элементов поля Галуа). Зафиксировать компоненты синдрома в отчет и сравнить их с величинами, полученными в п. 4.1. Записать в отчет также матрицу синдромов и значение ее определителя. Отразить в отчете процедуру определения числа ошибок

4.10. Открыть строку «Отчет по способу декодирова ния ошибок» и переместить движок окна вверх. Зафик сировать из окна порядок декодирования. Сравнить величины индексов коэффициентов сигма со значениями из п. 4.2.

4.11. Открыть строку «Результат декодирования» и зафиксировать полученные кодовые комбинации после исправления ошибок.

4.12. Перейти к началу заставки «Кодирование и декодирование кодов БЧХ» (рис. 4.2). Открыть строку «Ввод ошибок в кодовую комбинацию». Установить количество ошибок, равное 2, и ввести их номера из п. 4.1. Подтвердить ввод.

4.13. Осуществить декодирование двух ошибок, используя последующие строки. Вычислить вновь компоненты синдрома. Зафиксировать в отчет изменения в процедуре исправления двух ошибок для кода БЧХ (15, 5) с d = 7 по сравнению с исправлением им трех ошибок.

4.14. Поступая анологично процедуре п. 4.12 и п. 4.13, осуществить декодирование одной ошибки по номеру одного из выбранных столбцов из п. 4.1. Зафиксировать результаты и отличия от декодирования для трех и двух ошибок.

4.15. Осуществить кодирование и декодирование информации, применив теперь тоже поле Галуа GF(24), представленное полиномом P(x) → 19, но используя поли ном кода БЧХ (15, 7) P(х) → 465 и число информационных символов k = 7. Для этого при открытой заставке «Кодиро вание и декодирование кодов БЧХ» (рис. 4.1) нажать «Об разующая матрица» и ввести в окна полином P(х) → 465 и k = 7.

После подтверждения ввода перейти к проверочной матрице и ввести число строк 2 c подтверждением ввода.

4.16. Используя далее порядок ввода информацион ных символов и ошибок в кодовую комбинацию, осуще ствить процедуру декодирования, применяемую ранее для кода БЧХ (15, 5) с P(х) → 1335. Зафиксировать ре зультаты декодирования в отчет.

2 ошибки

1 ошибка