
- •Министерство инфраструктуры Украины
- •Содержание
- •Введение
- •1. Назначение, структура и классификация корректирующих кодов
- •1.1 Корректирующие коды в телекоммуникационных системах
- •1.2. Классификация корректирующих кодов
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •2. Параметры блоковых корректирующих кодов
- •Контрольные вопросы
- •3. Способность блоковых кодов обнаруживать и исправлять ошибки
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •4. Алгебраическое описание блоковых кодов
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •5. Кодирование и декодирование блоковых кодов
- •5.1. Кодирование и декодирование блоковых кодов
- •5.2. Синдромное декодирование блоковых кодов
- •5.3. Мажоритарное декодирование блоковых кодов
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •6. Границы параметров блоковых кодов
- •6.1 Верхняя граница Хемминга
- •6.2. Нижняя граница Варшамова-Гилберта
- •6.3 Сложность реализации алгоритмов кодирования и декодирования
- •Контрольные вопросы
- •7. Важные классы блоковых корректирующих кодов
- •7.1. Коды Хемминга
- •7.2. Циклические коды
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •8. Помехоустойчивость декодирования блоковых кодов
- •8.1. Помехоустойчивость декодирования блоковых кодов
- •8.2. Энергетический выигрыш кодирования
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •9. Структура и характеристики сверточных кодов
- •9.1 .Методы описания сверточных кодов
- •9.2. Основные параметры и классификация ск
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •10. Алгоритмы декодирования сверточных кодов
- •10.1. Классификация алгоритмов декодирования
- •10.2. Алгоритм Витерби для декодирования сверточных кодов
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •11. Помехоустойчивость декодирования сверточных кодов
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •12. Критерии эффективности и пути повышения эффективности цифровых телекоммуникационных систем
- •12.1. Теория эффективности а.Г. Зюко.Информационная, энергетическая и частотная эффективности телекоммуникационных систем
- •12.2. Предельная эффективность телекоммуникационных систем и граница к. Шеннона
- •12.3. Перспективные пути дальнейшего повышения эффективности телекоммуникационных систем
- •13. Перспективные методы кодирования в цифровых телекоммуникационных системах
- •13.1.Сигнально-кодовые конструкции
- •13.2. Перспективные методы корректирующего кодирования
- •13.3. Пространственно-временное кодирование
- •13.4. Применение корректирующих кодов в телекоммуникационных системах
- •Приложения а. Характеристики корректирующих кодов
- •А.2. Энергетический выигрыш при использовании циклических кодов
- •А.3. Характеристики двоичных сверточных кодов
- •Б. Методические указания и задание на выполнение курсовой работы
- •Введение
- •В. Перечень знаний и умений, которые должен приобрести студент в процессе изучения материалов модуля 4
- •Г. Примечательные вехи в развитии теории электрической связи
- •Д. Видные ученые, внесшие важный вклад в становление и развитие теории связи х. Найквист (h. Nyquist)
- •К. Шеннон (Claude e. Shannon) (1916-2001)
- •Котельников Владимир Александрович (1908-2005)
- •Зюко Андрей Глебович (1918 – 1998)
- •Литература
- •Помехоустойчивое кодирование в телекоммуникационных системах
Приложения а. Характеристики корректирующих кодов
А.1. Характеристики и порождающие многочлены циклических кодов для каналов с противоположными сигналами
В табл. А.1 приведены характеристики двоичных циклических кодов. Более подробная таблица содержится в [11, табл. 6.4]. порождающие многочлены кодов даны в восьмеричной форме записи, где: n – длина блока; Rкод–скорость кода; k – количество информационных символов в блоке; qисп – кратность исправляемой ошибки.
Таблица А.1 – Характеристики и порождающие многочлены циклических кодов
-
n
k
qисп
Rкод
Порождающий многочлен
7
4
1
0,57
13
15
11
7
1
2
0,73
0,47
23
721
31
26
21
16
11
1
2
3
5
0,84
0,68
0,52
0,35
45
3551
107657
5423325
63
57
51
45
39
36
1
2
3
4
5
0,9
0,81
0,71
0,62
0,57
103
12471
1701317
166623567
1033500423
127
120
113
106
99
92
1
2
3
4
5
0,95
0,89
0,84
0,78
0,97
211
41567
11554743
624730022327
435
255
239
231
223
215
2
3
4
5
0,94
0,91
0,87
0,814
267543
156720665
75626641375
23157564726421
Пример А.1. Восьмеричное представление порождающих многочленов.
код
с параметрами n = 7,
k = 4,
qисп = 1
имеет многочлен (13)(001.011)
(1011)
x3+x+1.
А.2. Энергетический выигрыш при использовании циклических кодов
В ячейках табл. А.2 приведены значения энергетического выигрыша g (дБ) при использовании циклических кодов в каналах с ФМ-2 в зависимости от длины блока n и скорости кода Rкод.
таблица А.2 – Энергетический выигрыш g (дБ) при использовании ЦК
Длина блока, n |
Скорость кода, Rкод | |||||
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 | |
31 |
1,2 |
1,6 |
1,9 |
2,0 |
1,9 |
1,6 |
63 |
2,0 |
2,4 |
2,7 |
2,8 |
2,7 |
2,1 |
127 |
2,6 |
3,1 |
3,4 |
3,5 |
3,3 |
2,8 |
255 |
3,2 |
3,6 |
3,9 |
4,0 |
3,8 |
3,3 |
А.3. Характеристики двоичных сверточных кодов
В табл. А.3…А.6 приведены характеристики двоичных сверточных кодов с максимальным свободным расстоянием Хемминга и скоростями (1/8…1/2). Порождающие многочлены приведены в восьмеричной форме записи. Более подробные сведения о сверточных корректирующих кодах приведены в [2, 4, 11, 12, 13].
Обозначения в табл. А.3: ν – длина кодового ограничения; df – свободное расстояние в метрике Хемминга; dfm – верхняя граница свободного расстояния; wdf – количество ошибочных путей с весом df ; АЭВК(дБ) – асимптотический энергетический выигрыш при использовании СК в каналах с ФМ-2.
Таблица А.3 – Характеристики двоичных сверточных кодов
Номер кода |
ν |
Порождающие многочлены |
dfm |
df |
wdf |
АЭВК, дБ |
СкоростькодаRкод = 1/8 | ||||||
1 |
4 |
25,27,33,35, 37,25,33,37 |
32 |
32 |
8 |
6,02 |
2 |
5 |
45,55,57,65, 67,73,77,47 |
36 |
36 |
3 |
6,53 |
3 |
6 |
115,127,131, 135,157,173, 175,123 |
40 |
40 |
1 |
6,99 |
СкоростькодаRкод = 1/4 | ||||||
4 |
2 |
5,7,7,7 |
10 |
10 |
2 |
3,98 |
5 |
3 |
13,15,15,17 |
13 |
13 |
4 |
5,12 |
6 |
4 |
25,27,33,37 |
16 |
16 |
8 |
6,02 |
7 |
5 |
51,55,73,77 |
18 |
18 |
5 |
6,53 |
8 |
5 |
53,67,71,75 |
18 |
18 |
6 |
6,53 |
9 |
6 |
135,135,147,163 |
20 |
20 |
37 |
6,99 |
10 |
7 |
235,275,313,357 |
22 |
22 |
11 |
7,40 |
11 |
8 |
463,535,733,745 |
27 |
27 |
4 |
8,29 |
Продолжение табл.А.3
Номер кода |
ν |
Порождающие многочлены |
dfm |
df |
wdf |
АЭВК, дБ |
Скорость кода Rкод = 1/3 | ||||||
12 |
2 |
5,7,7 |
8 |
8 |
3 |
4,26 |
13 |
2 |
5,6,7 |
8 |
7 |
1 |
3,68 |
14 |
3 |
13,15,17 |
10 |
10 |
6 |
5,23 |
15 |
3 |
11,15,17 |
10 |
9 |
1 |
4,77 |
16 |
3 |
10,15,17 |
10 |
8 |
3 |
4,26 |
17 |
4 |
25,33,37 |
12 |
12 |
12 |
6,02 |
18 |
5 |
47,53,75 |
13 |
13 |
1 |
6,37 |
19 |
5 |
47,55,75 |
13 |
13 |
4 |
6,37 |
20 |
5 |
45,55,75 |
12 |
13 |
3 |
6,42 |
21 |
6 |
133,145,175 |
15 |
15 |
11 |
6,99 |
22 |
6 |
127,155,165 |
15 |
13 |
3 |
6,37 |
23 |
7 |
255,331,367 |
16 |
16 |
1 |
7,27 |
24 |
8 |
557,663,711 |
18 |
18 |
10 |
7,78 |
Скорость кода Rкод = 1/2 | ||||||
25 |
2 |
5,7 |
5 |
5 |
1 |
3,98 |
26 |
3 |
15.17 |
6 |
6 |
2 |
4,77 |
27 |
3 |
13,15 |
6 |
6 |
4 |
4,77 |
28 |
4 |
23,35 |
8 |
7 |
4 |
5,44 |
29 |
4 |
31,33 |
8 |
7 |
4 |
5,44 |
30 |
4 |
25,37 |
8 |
6 |
2 |
4,77 |
31 |
5 |
53,75 |
8 |
8 |
2 |
6,02 |
32 |
5 |
61,73 |
8 |
8 |
6 |
6,02 |
33 |
5 |
43,75 |
8 |
8 |
6 |
6,02 |
34 |
5 |
45,73 |
8 |
8 |
5 |
6,02 |
35 |
5 |
71,73 |
8 |
8 |
10 |
6,02 |
36 |
6 |
133,171 |
10 |
10 |
36 |
6,99 |
37 |
6 |
135,163 |
10 |
10 |
46 |
6,99 |
38 |
7 |
247,371 |
10 |
11 |
2 |
6,99 |
При необходимости использовать в телекоммуникационной системе высокоскоростные сверточные коды со скоростью Rкод > 1/2 применяют перфориванные сверточные коды. Принцип перфорации СК подробно изложен в пособии [2, с. 116..117, таблицы характеристик кодов 4.3.6].