Двоичный циклический код Хэмминга

Нахождение двоичного циклического кода Хэмминга, обеспечивающего передачу сообщений в системе связи с заданной вероятностью выдачи ложного сообщения. Структурная схема алгоритма расчета кода, листинг программы. Функциональные схемы кодера и декодера.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 11.02.2011
Размер файла 713,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

- 20 -

Российский Государственный Социальный Университет

Факультет Социальных информационных технологий

Кафедра Информационной безопасности

Курсовая работа

по дисциплине

Системы и сети связи

Москва - 2006

Задание 1

Для системы связи (СС) с переспросом с ожиданием ответа одностороннего действия (рис. 1) при заданных исходных данных:

1. Найти двоичный циклический (n,k)-код Хэмминга, который обеспечивает передачу сообщений в СС с вероятностью выдачи ложного сообщения Рлс(n,k) < Pдоп при следующих условиях:

ѕ прямой дискретный канал в СС является двоичным симметричным каналом (ДСК) с постоянными параметрами;

ѕ обратный непрерывный канал - без помех;

ѕ код используется только для обнаружения ошибок;

ѕ найденный значения n и k должны обеспечивать минимум разности Pдоплс(n,k) для возможных значений n и k.

2. Отложить в координатных осях вычисленные значения Рлс(n,k) для всех исследованных пар (n,k). В этих же осях прямой линией изобразить заданное значение Pдоп.

Исходные данные для курсовой работы (вариант №22):

Вероятность искажения двоичного символа p

6x10-4

Допустимая вероятность ложного сообщения Pдоп

2x10-7

Допустимое число переспросов s

?

Разрядность кода n

>10

Порождающий многочлен gi(x)

g3(x)

Тип кодера

КД 1

Ввод информационных символов в кодер

последовательно

Тип декодера

ДК 2

Рисунок 1. Структурная схема СС с переспросом с ожиданием ответа одностороннего действия

Описание работы СС с переспросом с ожиданием ответа одностороннего действия (рис. 1):

Информационная последовательность отдельными комбинациями не корректирующего кода через первое положение ключа направляется в кодер и в ЗУ передатчика. На выходе кодера образуется комбинация корректирующего кода, которая поступает в модулятор прямого канала. В прямом канале возможно искажение сигнала. На приемной стороне решение о принятом символе принимается демодулятором с так называемой зоной ненадежности.

Принцип его работы можно понять из рисунка.

Пусть символ «1» передается по каналу связи импульсом положительной полярности с амплитудой U, а «0» импульсом отрицательной полярности с той же амплитудой.

В демодуляторе выделена некоторая зона +V -V, если принимаемый импульс попадает в эту зону (зона ненадежности), то демодулятор считает, что он не может принять надежного решения, о том, какой символ передавался. В этом случае, демодулятор выдает символ ненадежности Z. С выхода демодулятора комбинации поступают на вход декодера. После поступления всей комбинации с выхода декодера в обратный канал направляется одна из двух команд:

ѕ «переспрос», если содержатся ошибки в принятой комбинации, и одновременно кодовое слово с символами Z стирается;

ѕ «продолжение», если не обнаружено ошибок, и комбинация не корректирующего кода направляется к получателю.

Если различитель команд получает команду «продолжения», то из ЗУ передатчика в прямой канал направляется следующая порция* информации. Если различитель команд получает команду «переспрос», то он переключает ключ в положение 2 и из ЗУ передатчика в прямой канал повторно направляется комбинация, которая была стерта.

После выдачи в прямой канал из ЗУ передатчика очередной порции информации, следующая порция не передаётся до тех пор, пока не будет получен ответ по этой порции.

Порядок расчета Рлс и пример расчета Рлс для циклического (n,k)-кода Хэмминга, обеспечивающего минимум разности Рдоп - Рлс(n,k):

Произведем расчет для (18,13)-кода с d=3.

Для этого введем обозначения:

· Pбо - вероятность появления на выходе ДСК комбинации (n,k)-кода без ошибок при однократной передаче;

· Роо - вероятность появления на выходе ДСК комбинации (n,k)-кода с обнаруживаемыми ошибками при однократной передаче;

· Рно - вероятность появления на выходе ДСК комбинации (n,k)-кода с необнаруживаемыми ошибками при однократной передаче;

· Рivо - вероятность появления на выходе ДСК комбинации с ошибками кратности iv0;

· Рi>vо - вероятность появления на выходе ДСК комбинации с ошибками кратности i>v0, которые расположены так, что обнаруживаются кодом;

· Рлс - вероятность появления на выходе СС с неограниченным числом переспросов ложного сообщения.

Найдем:

хэмминг код цикличный программа

Pбо = qn, где q=1-p;

Рivо =, где v0=d-1;

Роо = Рivо + Рi>vо;

Рно 1- Pбо - Рivо;

Рлс = Рно/(1- Роо).

Пример:

Pбо = qn=0,999418=0,98925490, где q=1-p=0,9994;

Рivо ==+=

18*0,0006*0,98984881+153*0,00000036*0,99044307=0,01074492, где v0=d-1=2;

Роо = Рivо + Рi>vо= 0,01074492;

Рно 1- Pбо - Рivо=1-0,98925490-0,01074492=0,00000018;

Рлс = Рно/(1- Роо)=0,00000018/(1-0,01074492)=0,00000018.

Структурная схема алгоритма расчета кода, ее описание

Описание алгоритма:

1) Начало;

2) Объявляем P = 0.0006, Pdop=0.0000002, i=0, k, Pbo, Poo, Pno, Pls, lgPls, h=0, M[61], H[], d=3;

3) Вручную меняем d (по умолчанию d=3);

4) Если d=2, то i=11, иначе переходим к шагу 7;

5) Если i<=31, то Pbo=(1-P)^i, Poo=0, Poo=(C )*(P^1)*(1-P)^(i-1),

Pno=1-Pbo-Poo, Pls=Pno/(1-Poo), lgPls=log10(Pls),

M[i-11]=(Pdop-Pls), i=i+1, переходим к шагу 5, иначе переходим к шагу 35;

6) Выводим Pbo, Poo, Pno, Pls, lgPls, переходим к шагу 5;

7) Если d=3, то i=11, иначе переходим к шагу 21;

8) Если i<=15, то Pbo=(1-P)^i, Poo=0, k=1, иначе переходим к шагу 14;

9) Выводим Pbo;

10) Если k<=2, то Poo=, иначе переходим к шагу 12;

11) k=k+1, переходим к шагу 10;

12) Pno=1-Pbo-Poo, Pls=Pno/(1-Poo), lgPls=log10(Pls),

M[i+10]=(Pdop-Pls), i=i+1;

13) Выводим Poo, Pno, Pls, lgPls, переходим к шагу 8;

14) i=17;

15) Если i<=31, то Pbo=(1-P)^i, Poo=0, k=1, иначе переходим к шагу 35;

16) Выводим Pbo;

17) Если k<=2, то Poo=, иначе переходим к шагу 19;

18) k=k+1, переходим к шагу 17;

19) Pno=1-Pbo-Poo, Pls=Pno/(1-Poo), lgPls=log10(Pls),

M[i+10]=(Pdop-Pls), i=i+1;

20) Выводим Poo, Pno, Pls, lgPls, переходим к шагу 15;

21) Если d=4, то i=11, иначе переходим к шагу 35;

22) Если i<=15, то Pbo=(1-P)^i, Poo=0, k=1, иначе переходим к шагу 28;

23) Выводим Pbo;

24) Если k<=3, то Poo=, иначе переходим к шагу 26;

25) k=k+1, переходим к шагу 24;

26) Pno=1-Pbo-Poo, Pls=Pno/(1-Poo), lgPls=log10(Pls),

M[i+10]=(Pdop-Pls), i=i+1;

27) Выводим Poo, Pno, Pls, lgPls, переходим к шагу 22;

28) i=17;

29) Если i<=31, то Pbo=(1-P)^i, Poo=0, k=1, иначе переходим к шагу 35;

30) Выводим Pbo;

31) Если k<=3, то Poo=, иначе переходим к шагу 33;

32) k=k+1, переходим к шагу 31;

33) Pno=1-Pbo-Poo, Pls=Pno/(1-Poo), lgPls=log10(Pls),

M[i+10]=(Pdop-Pls), i=i+1;

34) Выводим Poo, Pno, Pls, lgPls, переходим к шагу 29;

35) h=0, i=0;

36) Если i<=60, то переходим к шагу 37, иначе переходим к шагу 38;

37) Если M[i]>0, то h=h+1, i=i+1, иначе i=i+1 и переходим к шагу 36;

38) Выделяем память под массив Н из h элементов.

39) Если i<=60, то переходим к шагу 40, иначе переходим к шагу 41;

40) Если M[i]>0, то H[k]=M[i], k=k+1, i=i+1, иначе i=i+1 и переходим к шагу 39;

41) i=0;

42) Ищем минимальный элемент в массиве Н;

43) Если i<=60, то переходим к шагу 44, иначе переходим к шагу 50;

44) Если M[i]=минимальному элементу, то и переходим к шагу 45, иначе i=i+1 и переходим к шагу 43;

45) Если i>=0 и i<=20, то выводим (i+11,i+10)-код, иначе переходим к шагу 46;

46) Если i>=21 и i<=25, то выводим (i-10,i-14)-код, иначе переходим к шагу 47;

47) Если i>=26 и i<=40, то выводим (i-9,i-14)-код, иначе переходим к шагу 48;

48) Если i>=41 и i<=45, то выводим (i-30,i-35)-код, иначе переходим к шагу 49;

49) Если i>=46 и i<=60, то выводим (i-29,i-35)-код, иначе i=i+1 и переходим к шагу 39;

50) Выводим минимальный элемент из массива Н, как минимум разницы Рдоплс;

51) Конец.

Распечатка программы

Программа написана на языке С++.

#include <vcl.h>

#include <math.h>

#include <stdio.h>

#include <vector>

#include <algorithm>

#pragma hdrstop

#include "Unit1.h"

//---------------------------------------------------------------------------

#pragma package(smart_init)

#pragma resource "*.dfm"

float P = 0.0006;

float Pdop = 0.0000002;

using namespace std;

float M[61];

vector<float>H;

char B[128];

TForm1 *Form1;

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

}

//---------------------------------------------------------------------------

float C(int n,int m)

{float c=1.0;

for(int i=n;i>=n-m+1;i--)c*=i;

for(int i=1;i<=m;i++)c/=i;

return (int)c;

}

void __fastcall TForm1::ComboBox1Select(TObject *Sender)

{int i=0, k;

double Pbo,Poo,Pno,Pls,lgPls;

AnsiString s;

ListBox1->Clear();

ListBox2->Clear();

ListBox3->Clear();

ListBox4->Clear();

ListBox5->Clear();

ListBox6->Clear();

ListBox7->Clear();

//d=2

if(ComboBox1->ItemIndex==0)

for(i=11;i<=31;i++)

{s="("+IntToStr(i)+","+IntToStr(i-1)+")";

ListBox1->Items->Add(s);

Pbo=pow(1-P,i);

sprintf(B,"%.8f",Pbo);

ListBox2->Items->Add(B);

Poo=0;

Poo=C(i,1)*pow(P,1)*pow(1-P,i-1);

sprintf(B,"%.8f",Poo);

ListBox3->Items->Add(B);

Pno=1-Pbo-Poo;

sprintf(B,"%.8f",Pno);

ListBox4->Items->Add(B);

Pls=Pno/(1-Poo);

sprintf(B,"%.8f",Pls);

ListBox5->Items->Add(B);

lgPls=log10(Pls);

sprintf(B,"%.2f",lgPls);

ListBox6->Items->Add(B);

Series1->AddXY(i,lgPls,s,clRed);

M[i-11]=(Pdop-Pls);

}

//d=3

if(ComboBox1->ItemIndex==1)

{for(i=11;i<=15;i++)

{s="("+IntToStr(i)+","+IntToStr(i-4)+")";

ListBox1->Items->Add(s);

Pbo=pow(1-P,i);

sprintf(B,"%.8f",Pbo);

ListBox2->Items->Add(B);

Poo=0;

for(k=1;k<=2;k++)

Poo+=C(i,k)*pow(P,k)*pow(1-P,i-k);

sprintf(B,"%.8f",Poo);

ListBox3->Items->Add(B);

Pno=1-Pbo-Poo;

sprintf(B,"%.8f",Pno);

ListBox4->Items->Add(B);

Pls=Pno/(1-Poo);

sprintf(B,"%.8f",Pls);

ListBox5->Items->Add(B);

lgPls=log10(Pls);

sprintf(B,"%.2f",lgPls);

ListBox6->Items->Add(B);

Series2->AddXY(i,lgPls,s,clLime);

M[i+10]=(Pdop-Pls);

}

for(i=17;i<=31;i++)

{s="("+IntToStr(i)+","+IntToStr(i-5)+")";

ListBox1->Items->Add(s);

Pbo=pow(1-P,i);

sprintf(B,"%.8f",Pbo);

ListBox2->Items->Add(B);

Poo=0;

for(k=1;k<=2;k++)

Poo+=C(i,k)*pow(P,k)*pow(1-P,i-k);

sprintf(B,"%.8f",Poo);

ListBox3->Items->Add(B);

Pno=1-Pbo-Poo;

sprintf(B,"%.8f",Pno);

ListBox4->Items->Add(B);

Pls=Pno/(1-Poo);

sprintf(B,"%.8f",Pls);

ListBox5->Items->Add(B);

lgPls=log10(Pls);

sprintf(B,"%.2f",lgPls);

ListBox6->Items->Add(B);

Series2->AddXY(i,lgPls,s,clLime);

M[i+9]=(Pdop-Pls);

}

}

//d=4

if(ComboBox1->ItemIndex==2)

{for(i=11;i<=15;i++)

{s="("+IntToStr(i)+","+IntToStr(i-5)+")";

ListBox1->Items->Add(s);

Pbo=pow(1-P,i);

sprintf(B,"%.8f",Pbo);

ListBox2->Items->Add(B);

Poo=0;

for(k=1;k<=3;k++)

Poo+=C(i,k)*pow(P,k)*pow(1-P,i-k);

sprintf(B,"%.8f",Poo);

ListBox3->Items->Add(B);

Pno=1-Pbo-Poo;

sprintf(B,"%.8f",Pno);

ListBox4->Items->Add(B);

Pls=Pno/(1-Poo);

sprintf(B,"%.8f",Pls);

ListBox5->Items->Add(B);

lgPls=log10(Pls);

sprintf(B,"%.2f",lgPls);

ListBox6->Items->Add(B);

Series3->AddXY(i,lgPls,s,clYellow);

M[i+30]=(Pdop-Pls);

}

for(i=17;i<=31;i++)

{s="("+IntToStr(i)+","+IntToStr(i-6)+")";

ListBox1->Items->Add(s);

Pbo=pow(1-P,i);

sprintf(B,"%.8f",Pbo);

ListBox2->Items->Add(B);

Poo=0;

for(k=1;k<=3;k++)

Poo+=C(i,k)*pow(P,k)*pow(1-P,i-k);

sprintf(B,"%.8f",Poo);

ListBox3->Items->Add(B);

Pno=1-Pbo-Poo;

sprintf(B,"%.8f",Pno);

ListBox4->Items->Add(B);

Pls=Pno/(1-Poo);

sprintf(B,"%.8f",Pls);

ListBox5->Items->Add(B);

lgPls=log10(Pls);

sprintf(B,"%.2f",lgPls);

ListBox6->Items->Add(B);

Series3->AddXY(i,lgPls,s,clYellow);

M[i+29]=(Pdop-Pls);

}

}

int h=0;

for (i=0;i<=60;i++)

if (M[i]>0) h++;

H.resize(h);

k=0;

for (i=0; i<=60;i++)

if (M[i]>0) {H[k]=M[i]; k++;}

for (i=0;i<=60;i++)

if (M[i]==*min_element(H.begin(),H.end()))

{if (i>=0&&i<=20)

{s="("+IntToStr(i+11)+","+IntToStr(i+10)+")-код с d=2";

ListBox7->Items->Add(s);}

if (i>=21&&i<=25)

{s="("+IntToStr(i-10)+","+IntToStr(i-14)+")-код с d=3";

ListBox7->Items->Add(s);}

if (i>=26&&i<=40)

{s="("+IntToStr(i-9)+","+IntToStr(i-14)+")-код с d=3";

ListBox7->Items->Add(s);}

if (i>=41&&i<=45)

{s="("+IntToStr(i-30)+","+IntToStr(i-35)+")-код с d=4";

ListBox7->Items->Add(s);}

if (i>=46&&i<=60)

{s="("+IntToStr(i-29)+","+IntToStr(i-35)+")-код с d=4";

ListBox7->Items->Add(s);}

}

ListBox7->Items->Add("");

ListBox7->Items->Add("Минимальная разность");

sprintf(B,"%.12f",*min_element(H.begin(),H.end()));

ListBox7->Items->Add("Рдоп-Рлс");

ListBox7->Items->Add(B);

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender)

{ComboBox1->ItemIndex=1;

Series4->AddXY(0,log10(Pdop),"lg Pдоп",clBlack);

Series4->AddXY(31.3,log10(Pdop),"lg Pдоп",clBlack);

}

//---------------------------------------------------------------------------

График найденных значений lg Pлс

Задание 2

Построить функциональные схемы кодера и декодера для найденного (n,k)-кода и заданного для него порождающего многочлена g3(X). При изображении схем кодера и декодера использовать условные изображения элементов:

элемент умножения

элемент памяти

элемент сложения по модулю 2

Исходные данные:

g3(x)=x5+x3+x2+x+1;

r=5.

Функциональная схема кодера для (18,13)-кода

Описание работы схемы:

Кодер 1 с последовательным вводом информационных символов (a12, a11, …, a1, a0) состоит из регистра проверочных символов (РПС), регистра задержки (РЗ) с 5 элементами памяти и трех ключей. В исходном состоянии в элементах памяти регистров - нули, ключи Кл1 и Кл2 разомкнуты, Кл3 замкнут.

При подаче первых 5 импульсов сдвига (ИС) 5 информационных символов, начиная со старшего, вводятся в оба регистра. С окончанием 5-го ИС ключи Кл1 и Кл2 замыкаются, а Кл3 размыкается.

В течение последующих k ИС информационные символы выводятся из РЗ, а в РПС образуются 5 проверочных символов. После этого ключи Кл1 и Кл2 размыкаются, а Кл3 замыкается.

За последующие 5 импульсов сдвига проверочные символы выдаются на выход кодера, после чего схема возвращается в исходное состояние. Таким образом, первый символ комбинации УЦК появляется на выходе кодера с задержкой на 5 ИС.

Функциональная схема декодера для (18,13)-кода

Список использованной литературы

1. Хохлов Г.И., Пособие к выполнению лабораторной работы №3 по дисциплине «Системы и сети связи». - М.: 2005. - 18 с.

2. Хохлов Г.И., Пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Системы и сети связи». - М.: 2005. - 15 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Структурная схема системы передачи данных. Принципиальная схема кодера и декодера Хэмминга 7,4 и Манчестер-2, осциллограммы работы данных устройств. Преобразование последовательного кода в параллельный. Функциональная схема системы передачи данных.

    курсовая работа [710,0 K], добавлен 19.03.2012

  • Сущность кода Хэмминга. Схемы кодирующего устройства на четыре информационных разряда и декодера. Определение числа проверочных разрядов. Построение корректирующего кода Хэмминга с исправлением одиночной ошибки при десяти информационных разрядах.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.01.2013

  • Системы радио и проводной связи, цифровые устройства. Схема формирования входного двоичного кода, преобразования кодов и управления. Индикация выходного двоичного кода, состоящая из светодиодов. Схема индикации десятичного эквивалента преобразуемого кода.

    курсовая работа [857,0 K], добавлен 10.02.2012

  • Представление информационной части кодовой комбинации виде полинома. Разрешенные кодовые комбинации циклического кода. Обнаружение ошибок при циклическом кодировании. Основные функциональные узлы кодирующих устройств. Выполнение операций декодирования.

    лабораторная работа [511,6 K], добавлен 15.12.2013

  • Основные способы реализации преобразователей кодов. Структурная схема преобразователя двоичного кода, описание работы ее составных элементов: DIP-переключателей, семисегментного индикатора с дешифратором. Основы моделирования схемы в среде Quartus II.

    контрольная работа [414,9 K], добавлен 31.07.2010

  • Понятие о циклических кодах, их делимость без остатка на некоторый выбранный полином. Структурные схемы кодера и декодера циклического кода по заданному производящему полиному. Определение состояния ячеек памяти, обнаружение ошибки в кодовой комбинации.

    лабораторная работа [69,1 K], добавлен 13.04.2013

  • Кодирование сигнала и структурированные последовательности. Определение линейного группового кода с повторением; длина кодового слова, количество информационных символов. Определение минимального расстояния Хэмминга кода, порождаемого матрицей Адамара.

    контрольная работа [407,0 K], добавлен 12.11.2012

  • Способы задания линейных кодов. Проверочная матрица в систематическом виде. Основные свойства линейных кодов. Стандартное расположение группового кода. Коды Хэмминга. Корректирующая способность кода Хэмминга. Процедура исправления одиночных ошибок.

    реферат [87,9 K], добавлен 11.02.2009

  • Длина циклического кода. Свойство кодовых слов циклического кода - это их делимость без остатка на некоторый многочлен g(x), называемый порождающим. Декодирование циклических кодов. Синдромный многочлен, используемый при декодировании циклического кода.

    реферат [195,1 K], добавлен 11.02.2009

  • Разработка преобразователя двоичного кода на базе элементов 2И и его расчет с простым инвертором по максимальным значениям входного и выходного тока для уровня логического нуля. Построение двоичного счётчика со схемой гашения на базе синхронного триггера.

    курсовая работа [753,2 K], добавлен 26.02.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.