- •Тема 7. Коды Рида- Соломона (рс)
- •7.1. Определение и основные свойства
- •Пример 7.1
- •Пример 7.2
- •7.1.1. Расширенные рс-коды
- •Пример 7.3
- •7.1.2. Укороченные рс-коды
- •7.1.3. Отображение рс-кодов над gf(2m) на двоичные коды
- •7.1.4. Способы кодирования и декодирования рс-кодов
- •1. Многочлен локаторов ошибок:
- •2.Синдромный многочлен
- •3. Многочлен значений ошибок
- •7.2. Быстрое декодирование кодов бчх
- •7.2.1. Ключевое уравнение
- •7.2.2. Решение ключевого уравнения
- •7.2.3. Примеры решения ключевого уравнения
- •7.3.Кодирование на основе решения ключевого уравнения
- •7.4.Задачи
- •Тема 8. Непрерывные коды
- •8.1. Сверточное кодирование
- •8.2. Представление сверточного кодера
- •8.2.1. Представление связи
- •8.2.1.1. Реакция кодера на импульсное возмущение
- •8.2.1.2. Полиномиальное представление
- •8.2.2. Представление состояния и диаграмма состояний
- •8.2.3. Древовидные диаграммы
- •8.2.4. Решетчатая диаграмма
- •8.3. Формулировка задачи сверточного декодирования
- •8.3.1. Алгоритм сверточного декодирования Витерби
- •8.3.2. Пример сверточного декодирования Витерби
- •8.3.2.1. Процедура сложения, сравнения и выбора
- •8.3.2.2. Вид процедуры сложения, сравнения и выбора на решетке
- •8.3.3. Память путей и синхронизация
- •8.4. Свойства сверточных кодов
- •8.4.1. Пространственные характеристики сверточных кодов
- •8.4.1.1. Возможности сверточного кода в коррекции ошибок
- •8.4.2. Систематические и несистематические сверточные коды
- •8.4.3. Распространение катастрофических ошибок в сверточных кодах
- •8.4.4. Границы рабочих характеристик сверточных кодов
- •8.4.5. Эффективность кодирования
- •8.4.6. Наиболее известные сверточные коды
- •8.5. Задачи
- •Тема 9. Некоторые специальные классы кодов. Составные коды
- •9.1. Коды для исправления пачек ошибок
- •9.2. Коды на основе последовательностей максимальной длины
- •9.3. Коды для асимметричных каналов
- •9.3.1. Коды с постоянным весом
- •9.3.2. Коды Бергера
- •9.4 Каскадные коды
- •9.4.1. Принципы построения каскадных кодов
- •9.4.2. Режимы использования каскадных кодов
- •9.4.3. Построение двоичных каскадных кодов на основе кодов Рида–Соломона и Боуза–Чоудхури–Хоквингема
- •Пример 9.2.
- •Пример 9.3.
- •9.5. Задачи
- •Тема 10. Цикловая синхронизация
- •Назначение и классификация способов цикловой синхронизации
- •10.2. Способ установки фазы приемного распределителя путем сдвига.
- •10.3. Способ мгновенной установки фазы
- •10.3.1. Маркерный способ цикловой синхронизации на основе синхронизирующих кодовых последовательностей
- •10.4 . Способ выделения сигнала фазового запуска по зачетному отрезку
- •Тема 11. Системные методы защиты от ошибок без обратной связи
- •11.1. Классификация и основные характеристики систем повышения достоверности
- •11.1.1. Теоретические основы системных методов защиты от ошибок
- •11.1.2. Классификация системных методов защиты от ошибок
- •11.1.3 .Основные параметры и характеристики систем повышения достоверности
- •11.2. Методы повышения достоверности в однонаправленных системах
- •11.2.1.Однонаправленные системы с многократным повторением сообщений
- •11.2.2.Однонаправленные системы с исправляющим ошибки кодом
- •11.2.3.Однонаправленные системы с исправлением стираний
- •11.3. Задачи
- •Тема 12. Системные методы защиты от ошибок с обратной связью
- •12.1. Системы повышения достоверности с решающей обратной связью с непрерывной последовательной передачей сообщений и блокировкой (рос-пПбл).Общие положения
- •12.2. Описание работы системы рос-пПбл
- •12.3. Режим переспроса
- •12.4. Расчет параметров системы рос-пПбл Относительная скорость передачи
- •Расчет вероятности ошибок на выходе системы
- •Расчет времени доведения сообщений
- •Расчет емкости накопителя-повторителя
- •12.5. Рекомендации по выбору оптимального кода Расчет оптимальных характеристик помехоустойчивого кода
- •Охарактеризуем поток ошибок, пропущенных в приемник сообщений средней вероятностью ошибки на бит, равной и показателем группирования ошибок.
- •12.6. Выбор порождающего многочлена
- •12.7. Задачи
- •Тема 1. Основные понятия и определения в области пдс…………………………………..…...2
- •Тема 2. Системные характеристики систем передачи дискретных сообщений………………..11
- •Тема 3. Основные характеристики уровня дискретного канала пдс……………………...……21
- •Тема 4. Устройство синхронизации по элементам (усп)……………………………………….50
- •Тема 5. Линейные (n,k)-коды…….…………………………………………………………………..54
- •Тема 6. Двоичные циклические (n,k) – коды…………………………………………………… 105
- •Тема 7. Коды Рида- Соломона (рс)…………………………………………..…………………..165
- •7.1. Определение и основные свойства………………….…………………….……………...165
- •7.1.3. Отображение рс-кодов над gf(2m) на двоичные коды……………………………….170
- •Тема 8. Непрерывные коды……………………………………………...……………………….185
- •Тема 9. Некоторые специальные классы кодов. Составные коды………………………………210
- •9.4.1. Принципы построения каскадных кодов……………………………………………………………215
- •9.4.2. Режимы использования каскадных кодов…………………………………………………………..218
- •9.4.3. Построение двоичных каскадных кодов на основе кодов Рида–Соломона и Боуза–Чоудхури–Хоквингема………………..………………………………………………..…………………………………219
- •Тема10. Цикловая синхронизация……………………………...…………………………………………222
- •Тема 11. Системные методы защиты от ошибок без обратной связи………………………………..…234
- •Тема 12. Системные методы защиты от ошибок с обратной связью…..…………………….…...244
Охарактеризуем поток ошибок, пропущенных в приемник сообщений средней вероятностью ошибки на бит, равной и показателем группирования ошибок.
Понятно, что существенно меньше вероятности ошибки на бит в канале связи, а показатель группирования имеет своей нижней границей показатель группирования ошибок в канале связи , т.е. и . Теперь можно записать равенство
Для упрощения расчетов примем, тогда
Для используемых в РОС-ППбл кодов справедливо с ростом n (будет показано далее). Поэтому принимаем . Следовательно, вероятность ошибки в l – элементном знаке первичного кода, поступающего с выхода декодера в приемник сообщений, определяется как
.
Теперь можно сформулировать алгоритм выбора помехоустойчивого (n, k)-кода, оптимального в смысле критерия максимума скорости передачи.
1. Выбирается класс помехоустойчивых кодов. В настоящее время для двоичных систем передачи чаще всего в системах РОС используют циклические (n, k)-коды БЧХ.
2. Для кодов БЧХ естественной длины для различных значений n и k рассчитывается вероятность необнаружения ошибок в соответствии с заданными значениями р и . Результаты расчетов свести в табл. 12.1.
3. По данным табл. 12.2 строятся графики семейства для различных k. Пример графика представлен на рис.12.5.
4. На графике семейства для каждого значения n находится такое значение , которое удовлетворяет требованию по допустимой вероятности ошибки на выходе системы. Найденное значение заносится в табл.12.2.
5. Для выбранных значений n и определенных в п.4 значений в соответствии с заданными значениями и рассчитанным h находятся значения и . Результаты сводятся в табл.12. 2.
Таблица 12.1
n
|
к
|
k/n
|
n-k
|
d
|
|
15 |
11 |
0.73 |
4 |
3 |
|
|
7 |
0.47 |
8 |
5 |
|
|
6 |
0.4 |
9 |
6 |
|
31 |
26 |
0.84 |
5 |
3 |
|
|
21 |
0.86 |
10 |
5 |
|
|
16 |
0.52 |
15 |
7 |
|
|
11 |
0.35 |
20 |
9 |
|
63 |
57 |
0.9 |
6 |
3 |
|
|
51 |
0.81 |
12 |
5 |
|
|
45 |
0.71 |
18 |
7 |
|
|
39 |
0.62 |
24 |
9 |
|
127 |
120 |
0.94 |
7 |
3 |
|
|
113 |
0.89 |
14 |
5 |
|
|
106 |
0.83 |
21 |
7 |
|
|
99 |
0.78 |
28 |
9 |
|
255 |
247 |
0.97 |
8 |
3 |
|
|
239 |
0.94 |
16 |
5 |
|
|
231 |
0.91 |
24 |
7 |
|
|
223 |
0.87 |
32 |
9 |
|
511 |
502 |
0.98 |
9 |
3 |
|
|
493 |
0.96 |
18 |
5 |
|
|
484 |
0.95 |
27 |
7 |
|
|
475 |
0.93 |
36 |
9 |
|
1023 |
1013 |
0.99 |
10 |
3 |
|
|
1003 |
0.98 |
20 |
5 |
|
|
993 |
0.97 |
30 |
7 |
|
|
983 |
0.96 |
40 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица12. 2
n |
k/n |
h |
|
||
15 |
|
|
|
|
|
31 |
|
|
|
|
|
63 |
|
|
|
|
|
127 |
|
|
|
|
|
255 |
|
|
|
|
|
511 |
|
|
|
|
|
1023 |
|
|
|
|
|
Рис.12.5 Графики семейства
6. По данным табл.12.2 строятся графики , , . Пример графиков представлен на рис.12. 6.
7. По графику определяется максимальное значение относительной скорости и соответствующие ему значения и . Умножением найденных значений и находится значение k, соответствующее, а затем и .
Для найденных значений, находятся ближайшие числа n, k и (n-k), кратные длине комбинации заданного первичного кода, но чтобы при этом избыточность (n-k) не уменьшалась по отношению к . Эта задача легко выполнима, так как максимум функции достаточно «размытый». При этом допускается потеря скорости в пределах точности построения графика (1-2%). На этом задача нахождения оптимального кода для РОС-ППбл считается выполненной. Эффективная скорость передачи определяется по формуле
,
где – заданная скорость передачи единичных элементов.
Рис.12.6 Графики , , .
Проверка условия
Поиск оптимального кода основывался на выборе оптимальных параметров n и k кодов, удовлетворяющих заданным требованиям по достоверности. В ряде случаев может оказаться, что в пересчете достоверности с n-элементного блока на l-элементный введенная избыточность n-k будет значительно завышена. Поэтому, чтобы убедиться, что введенной избыточности достаточно для реализации требований по достоверности к l-элементной комбинации первичного кода, дополнительно проводится проверка, основанная на проверке выполнения исходного неравенства . Перепишем это выражение с учетом значения, логарифмируя это выражение, получаем .
Если выбранное в п.7 значение n-k удовлетворяет этому соотношению, то считают выбор (n, k)-кода обоснованным.
В ряде случаев можно уменьшить избыточность, выбранную в п.7. Действительно, если найдется значение n-k меньше выбранного в п.7, но кратное l и удовлетворяющее проверке, то следует именно его принять за оптимальное n-k и сохраняя , кратное l, найти новое значение k. Эта процедура несколько повысит при выполнении требований по достоверности и, следовательно, она корректна в рамках используемого критерия.