Материал: Статистическая теория систем. практикум. Володько А.В., Останков А.В
А. В. Володько
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ
Практикум
Воронеж 2021
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
А. В. Володько
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ
Практикум
Воронеж 2021
УДК 681.51.01:519.22(07) ББК 65.01я7
В68
Рецензенты:
кафедра информационной безопасности и систем связи Международного института компьютерных технологий (г. Воронеж); (зав. кафедрой канд. техн. наук, доц. О. С. Хорпяков);
А. В. Останков, д-р техн наук, проф.
Володько, А. В.
Статистическая теория систем: практикум [Электронный ресурс]. –
В68 Электрон. текстовые и граф. данные (1,5 Мб) / А. В. Володько. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2021. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): цв. – Систем требования: ПК 500 и
выше; 256 Мб ОЗУ; Windows XP; SVGA с разрешением 1024х768; Adobe Acrobat; CD-ROM дисковод; мышь. – Загл. с экрана.
ISBN 978-5-7731-0996-9
Практикум содержит необходимые материалы и задания к проведению
лабораторных и практических занятий дисциплины «Статистическая теория систем». Первая часть практикума посвящена вопросам помехоустойчивого
кодирования. В сжатой форме представлены минимальные теоретические сведения, необходимые для освоения материала, а также подробно описан порядок выполнения лабораторно-практических заданий.
Вторая часть содержит описание лабораторно-практических занятий, проводимых с привлечением специального лабораторного оборудования.
В третьей части приведены теоретические сведения теории кодирования информации.
Практикум предназначен для студентов специальности 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы» очной формы обучения.
Ил. 33. Библиогр.: 22 назв.
УДК 681.51.01:519.22(07) ББК 65.01я7
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
ISBN 978-5-7731-0996-9 |
© Володько А. В., 2021 |
|
© ФГБОУ ВО «Воронежский |
|
государственный технический |
|
университет», 2021 |
ВВЕДЕНИЕ
Кодирование сообщений является важной и неотъемлемой частью любой современной радиотехнической системы передачи информации. Технологии кодировании позволяют решить многие актуальные задачи связи, такие как увеличение помехоустойчивости сообщений, повышение верности передаваемой информации, большей эффективности использования физического канала связи.
Основной целью выполнения цикла работ является ознакомление студентов с различными методами кодирования, оценки помехоустойчивости сообщений и приобретение практических навыков кодирования / декодирования информации. Лабораторные задания выполняются на лабораторных стендах, на панели которого представлены наборы блоков. Соединяя блоки, можно собрать кодирующее и декодирующее устройства, проверить их функционирование, корректирующие способности декодера. Из дополнительных приборов требуется двухлучевой осциллограф с режимом внешней синхронизации.
В третьей части в сжатой форме приведены необходимые теоретические сведения принципов и методов кодирования, а также вопросы и материалы для самостоятельного контроля пройденного материала
3
1. КОДИРОВАНИЕ И ДЕКОДИРОВАНИЕ ЦИКЛИЧЕСКИХ КОДОВ
1.1. Помехоустойчивое кодирование. Необходимые теоретические сведения
1.1.1. Основной принцип помехоустойчивого кодирования
Помехоустойчивое кодирование предназначено для повышения помехоустойчивости передачи информации путем коррекции ошибок, возникающих в канале связи. Коррекция ошибок возможна только при наличии избыточности переданного сообщения. При помехоустойчивом кодировании избыточность вносится в сообщение так, чтобы наилучшим образом корректировать ошибки, характерные для данного канала. Коды различаются правилами внесения избыточности.
Прежде всего, помехоустойчивые коды бывают блочными и непрерывными. При блочном кодировании последовательность символов сообщения разбивается на группы по К символов, каждой группе присваивается кодовая комбинация (блок) из n символов, n > К. Кодов комбинации из n символов выбираются по каким-то правилам. Различные правила дают различные коды. Возможно случайное помехоустойчивое кодирование. В этом случае имеет место случайное сопоставление группе из К информационных символов кодовой комбинации из n символов. Благодаря наличию избыточности этот код также будет корректировать ошибки, но устройства кодирования и особенно декодирования будут сложными вследствие необходимости большой памяти. Большое распространение получило регулярное кодирование, при котором кодовые комбинации формируются по определенному правилу на основе известных К информационных символов, при этом предыдущие и последующие группы информационных символов на выбор текущей кодовой комбинации не влияют. Мы будем рассматривать исключительно регулярное кодирование.
Непрерывные коды характеризуются тем, что операции кодирования и декодирования производятся непрерывной последовательностью символов сообщения без разбиения ее на группы, блоки. К таким кодам относится сверточный код.
По виду воздействия помех на сообщения различают каналы с независимыми и группирующимися ошибками. Соответственно помехоустойчивые коды можно разделить на два класса: исправляющие независимые ошибки и исправляющие пакеты ошибок. Далее будем рассматривать коды, исправляющие независимые ошибки, они обусловливаются в основном помехами в виде шумов. В случае, если канал характеризуется группирующимися ошибками, целесообразно провести перемещения символов сообщения или декорреляцию ошибок с последующим применением кодов, для независимых ошибок. Далее будем рассматривать, двоичные коды, когда кодовыми являются символы 1 и 0.
4