Содержание
1Анализ заданного кода и метода декодирования 5
2Обобщенная структура кодирующего и декодирующего устройства 7
3Моделирование в среде Matlab 9
4Реализация устройства на базе ПЛИС 16
Вывод 22
Литература 23
Введение
При передаче информации по каналу связи с помехами в принятых данных могут возникать ошибки. Если такие ошибки имеют небольшую величину или возникают достаточно редко, информация может быть использована потребителем. При большом числе ошибок полученной информацией пользоваться нельзя.
Для уменьшения количества ошибок, возникающих при передаче информации по каналу с помехами, может быть использовано кодирование в канале, или помехоустойчивое кодирование.
Возможность использования кодирования для уменьшения числа ошибок в канале была теоретически показана К. Шенноном в 1948 году в его работе "Математическая теория связи". В ней было сделано утверждение, что если скорость создания источником сообщений (производительность источника) не превосходит некоторой величины, называемой пропускной способностью канала, то при соответствующем кодировании и декодировании можно свести вероятность ошибок в канале к нулю.
Вскоре, однако, стало ясно, что фактические ограничения на скорость передачи устанавливаются не пропускной способностью канала, а сложностью схем кодирования и декодирования. Поэтому усилия разработчиков и исследователей в последние десятилетия были направлены на поиски эффективных кодов, создание практически реализуемых схем кодирования и декодирования, которые по своим характеристикам приближались бы к предсказанным теоретически. Одними из методов решений этой задачи стали сверточные коды и как следствие кодирующие и декодирующие устройства для них.
При использовании блочных кодов информационная последовательность разбивается на отдельные блоки, которые кодируются независимо друг от друга. Таким образом, закодированная последовательность становится последовательностью независимых слов одинаковой длины.
При использовании сверточных кодов поток данных разбивается на гораздо меньшие блоки длиной k символов (в частном случае k0 = 1), которые называются кадрами информационных символов.
Кадры информационных символов кодируются кадрами кодовых символов длиной n0 символов. При этом кодирование кадра информационных символов в кадр кодового слова производится с учетом предшествующих m кадров информационных символов. Процедура
кодирования, таким образом, связывает между собой последовательные кадры кодовых слов. Передаваемая последовательность становится одним полубесконечным кодовым словом.
Развитие теории и практики сверточных кодов заметно отличается от развития блочных кодов. При построении блочных кодов и методов их декодирования широко использовались алгебраические методы. В случае сверточных кодов это не так. Большинство хороших сверточных кодов было найдено путем просмотра с помощью ЭВМ большого числа кодов и последующего выбора кодов с хорошими свойствами. Декодирование сверточных кодов производится методами, близкими к методам максимального правдоподобия, причем в этом случае они реализуются достаточно просто. [1]
Кодер для сверточных кодов работает с информационной последовательностью без разбиения ее на независимые блоки. В каждый момент времени кодер из небольшого текущего блока информационных символов размером в b символов (блока-сообщения) образует блок, состоящий из v кодовых символов (кодовый блок), причем v > b. При этом кодовый v-символьный блок зависит не только от b-символьного блока- сообщения, присутствующего на входе кодера в настоящий момент, но и от предшествующих m блоков-сообщений. В этом, собственно, и состоит наличие памяти в кодере.
При передаче по радиоканалам чаще используется сверточное кодирование, которое лучше приспособлено к побитовой передаче данных. Кроме этого, при одинаковой избыточности сверточные коды, как правило, обладают лучшей исправляющей способностью.[2]