Материал: Статистическая теория систем. практикум. Володько А.В., Останков А.В

Строка «Выход 1-го разряда регистра» заполняется в каждом такте последней, после того, как будут определены состояния регистра. На выход кодирующего устройства в первые k тактов, когда замкнут ключ К2, подаются информационные символы, а в последние r тактов, когда замкнут ключ К3, - замкнут ключ К3, - результат суммирования по модулю два. При разомкнутом ключе К1 (в течение последних r тактов) на вход 1-го разряда регистра подается уровень «лог. 0», что и отмечено в приведенной таблице.

Последующие домашние и лабораторные задания выполнять для исходных данных, приведенных в 4 – 5-м столбцах таблицы вариантов (табл. 1.2).

3. Провести расчет общих характеристик кода (7, r). Для заданного порождающего полинома определить число проверочных и информационных символов, обозначение кода, число запрещенных и разрешенных кодовых комбинаций.

Записать какую-нибудь кодовую комбинацию, обозначив в ней информационные и проверочные символы.

Записать все разрешенные кодовые комбинации (для кода (7, 6) – по 2 – 3 кодовые комбинации для каждой из групп, различающихся числом «1» в информационной части).

Определить веса кодовых комбинаций, хемминговы и кодовые расстоя-

ния.

Здесь следует еще раз обратиться к порождающему полиному и его свойствам. Именно по порождающему полиному можно определить число проверочных символов, какую-нибудь кодовую комбинацию. Свойства циклических кодов следует вспомнить для получения разрешенных кодовых комбинаций по какой-то одной известной. Для кодов (7, 3) и (7, 4) следует получить все разрешенные кодовые комбинации, проверяя при этом, чтобы информационные части встречались лишь по одному разу. Вес кодовых комбинаций определяется числом единиц в них.

Хемминговы расстояния следует определить для нескольких пар кодовых комбинаций, стараясь определить максимальное и минимальное значения. Для циклических кодов, которые здесь изучаются, минимальное хемминговое (кодовое) расстояние совпадает с расстоянием между нулевой кодовой комбинацией и комбинацией, представляющей порождающий полином, то есть кодовое расстояние совпадает с количеством слагаемых в порождающем полиноме.

15

4. Разработать кодирующее устройство циклического кода.

По заданным информационным символам получить кодовую комбинацию путем деления на порождающий полином, найти ее среди разрешенных, полученных в 3-м задании.

Нарисовать структурную схему кодирующего устройства.

Представить в виде таблицы диаграммы состояний при кодировании заданной информации.

Сравнить полученную на выходе кодирующего устройства кодовую комбинацию с полученной путем деления.

Нарисовать функциональную схему кодирующего устройства. Представить диаграммы напряжений, поясняющие работу функциональ-

ной схемы, и в частности, получение кодовой комбинации из информационной группы символов, сдвиг информации в регистре, работу ключей и т.д.

Функциональную схему кодирующего устройства рекомендуется составлять с использованием набора типовых микросхем, представленных на рис.1.3. При этом целесообразно считать, что срабатывание триггеров, продвижение информации в регистрах проводится по заднему фронту тактовых импульсов, как и в устройствах лабораторного стенда. На рис.1.3 приведена структурная схема универсального четырехразрядного регистра. Для него Д1 - Д4 – входы параллельной записи, С – вход тактовых импульсов, R – вход общего сброса, Q1 – Q4 - выходы разрядов регистра, V – разрешение параллельной/последовательной записи. При параллельной записи на вход V подается уровень лог. 1. Сдвиг информации в регистре осуществляется при V = 0 под воздействием тактовых импульсов на входе С (по заднему фронту). Такой регистр целесообразно использовать в кодирующем устройстве, а также при построении декодирующего регистра. На кодирующее устройство подаются сигналы информации, тактовые импульсы, сигнал переключения СП ключей, импульс установки «0» (эпюры трех последних сигналов представлены на рис. 1.4).

1.2.2. Лабораторные задания и методические указания по их выполнению

1.Изучить часть панели лабораторного стенда (рис.1.1), на которой может быть собрано кодирующее устройство, включающее в себя: тумблеры задания информации, переключатель сигнала переключения СП, инвертор Д5, кодирующий регистр Д1, четырехвходовый сумматор по модулю два Д3, элемент 2И – Д4, схему 2 – 2И – ИЛИ – Д3 и соответствующие гнезда.

Верхним положениям тумблеров задания информации соответствуют символы «1» информации, нижним – нулевые значения. Для набора информации следует использовать первые слева k тумблеров.

2.Собрать кодирующее устройство. В соответствии со структурной схемой кодирующего устройства, разработанной в четвертом задании:

17

наметить соединения гнезд Г1 – Г8 для установления связей регистра сдвига RG с сумматором по модулю два в соответствии с заданным порождающим полиномом, сделать соответствующие соединения;

разобраться, в качестве каких ключей могут использоваться схемы Д4 2И и Д6 2-ЗИ-ИЛИ; сделать соответствующие соединения гнезд Г10, Г11, Г13 с гнездами Г9, Г12.

Полученную схему зарисовать в отчет, представить преподавателю. После получения разрешения на проведение эксперимента включить источник питания стенда и тумблер «сеть» осциллографа, установить внешнюю синхронизацию на осциллографе сигналом с контрольной точки КТ13 панели лабораторного стенда.

Кодирующее устройство можно собрать с использованием блоков Д1, Д3, Д4 и Д6 путем соответствующего соединения гнезд Г1 – Г7, Г9 – Г13. Гнезда Г1 – Г7 используются для установки связей в кодирующем регистре в соответствии с порождающим полиномом. При соединении гнезд Г5 – Г7 следует помнить, что свободные входы сумматора М2 следует подключать к земляному гнезду Г8. Надо быть внимательным и не подключить к земле свободные выходы регистра. Гнезда Г9 – Г13 служат для подключения к ключам кодирующего устройства сигнала переключения нужной полярности. Прежде чем установить соединения гнезд, следует уточнить, роль какого ключа играют блоки Д4 и Д6-1, Д6-2. На ключи, замкнутые в течение первых k тактов, подается прямой сигнал переключения с Г9, а на остальные – инвертированный с Г12.

При установке синхронизации осциллографа следует иметь в виду, что информационные символы и, следовательно, кодовые комбинации на выходе кодирующего устройства повторяются каждые 16 тактов, из них первые 7 тактов отводятся на кодирование, 8-й такт – на обнаружение ошибки, 9 – 15-й такты – на декодирование и выдачу информации получателю, 16-й такт – на установку нулевых состояний в кодирующем и декодирующем устройстве. Устанавливать длительность развертки осциллографа целесообразно, наблюдая в точке КТ8 сигнал «Уст. 0», который появляется в конце каждого 16-го такта. При наблюдении эпюр напряжений надо четко знать номер позиции каждого символа на экране осциллографа.

3. Проверить функционирование кодирующего устройства. Наблюдая сигнал в точке КТ2, поставить переключатель СП в нужное положение. Задать информацию и наблюдать ее в КТ 1. Наблюдать сформированную кодовую комбинацию на выходе кодирующего устройства в КТ 5, сравнить ее с полученной в третьем задании.

Меняя информацию, просмотреть все кодовые комбинации и сравнить их с разрешенными, полученными в третьем задании.

Ввести ошибки в кодовые комбинации, кодовые комбинации с ошибками наблюдать в КТ6. Записать несколько искаженных кодовых комбинаций при различной кратности ошибок. Указать кратности ошибок, при которых искаженная кодовая комбинаций попадает в разряд разрешенных.

18

Зарисовать эпюры напряжений в точках: КТ7 ТИ, КТ8 Уст. «0», КТ1 инф., КТ2 СП, КТ5 КК, КТ3 ОШ, КТ6 КК+ОШ.

Сделать выводы о работе кодирующего устройства, об искажении кодовых комбинаций ошибками.

В лабораторном стенде формируются три возможных вида сигнала переключения, эпюры которых представлены на рис. 1.4. Условно их обозначим 3- 5, 4-4, 6-2. Это означает, что из восьми позиций первые 3 (4, 6) имеют уровень «ЛОГ 1», остальные 5 (4, 2) – уровень «ЛОГ 0». Сигнал переключения наблюдается на КТ2. С помощью элемента НЕ Д5 можно сформировать инвертированный сигнал переключения.

Ввод ошибок в кодовые комбинации осуществляется с помощью двух рядов тумблеров. Верхний ряд вводит ошибки в нечетные комбинации (считая от начала развертки луча на экране осциллографа), а нижний ряд – четные. Просмотреть искаженные кодовые комбинации на КТ6 следует для кратности ошибки от 1 до 7. Здесь надо иметь в виду, что искаженная кодовая комбинация может совпасть с какой-то разрешенной при кратностях ошибки, равных весам кодовых комбинаций.

1.2.3. Содержание отчета

В отчет по лабораторной работе должны входить:

результаты выполнения домашнего задания;

результаты выполнения лабораторного задания;

выводы по работе.

1.2.4. Контрольные вопросы

1.Дайте определение циклического кода.

2.Приведите основные характеристики кодов (n , n-1). Для конкретной длины кода дать ответы на следующие вопросы.

Чему равен вес кодовых комбинаций? Укажите два способа получения разрешенных кодовых комбинаций. Привести примеры разрешенных кодовых комбинаций. Нарисовать структурную схему кодирующего устройства. Представить таблицу состояний кодирующего регистра в течение n тактов, показать правильность работы кодирующего устройства.

3.Дайте характеристику кода (7, 3). Определить число разрешенных и запрещенных кодовых комбинаций. Чему равны веса кодовых комбинаций и кодовое расстояние кода? Привести примеры разрешенных кодовых комбинаций, получив одну из них путем деления на порождающий полином. Представить структурную схему кодирующего устройства и таблицу состояний при получении одной из кодовых комбинаций.

Порождающие полиномы: а) х4 + х3 + х2 + 1;

б) х4 + х2 + х + 1.

19