Elektrod-serv.ru

Передача данных по радиоканалу

Классификация кодов

Всё множество известных в настоящее время кодов условно делят на два направления: непомехозащищённые и помехозащищённые.

К первому направлению относятся следующие коды:

Двоичный код на все сочетания – кодовые комбинации этого кода соответствуют записи натурального ряда чисел в двоичной системе счисления. Общее число комбинаций этого кода равно

N = 2n ,

где N – общее число комбинаций кода; n – длина кода.

Единично‑десятичный код. Каждому разряду десятичного числа соответствует определённое количество единиц. Разряды отделяются интервалами. Этот код неравномерный, но может быть преобразован в равномерный, если слева в каждом разряде дописать недостающие единицы нулями до 10 знаков.

Двоично‑десятичный код. Каждый разряд десятичного числа записывается в виде комбинации кодов. Существует несколько видов двоично‑десятичных кодов: код с весовыми коэффициентами 8.4.2.1, код с весовыми кэффициентами 2.4.2.1 (код Айкена)

Число‑импульсный код – единичный (унитарный), кодовые комбинации различаются числом единиц.

Код Морзе – относится к неравномерным кодам. Кодовые комбинации имеют разную длительность: точка – 1, тире – 111, интервал между точкой и тире – 0, интервал между комбинациями (буквами) – 000.

Код Бордо – равномерный пятиэлементный телеграфный код. Максимальное число комбинаций N = 25 = 32.

Код Грея (рефлексивный, отражённый). Две соседние комбинации отличаются только в соседних разрядах: Для преобразования обычного двоичного кода в код Грея необходимо сложить данную комбинацию с самой по mod 2, но сдвинутой вправо на один разряд.

Помехозащищённые (помехоустойчивые или корректирующие) коды предназначены для обнаружения и исправления ошибок. В теореме К. Шеннона утверждается, что вероятность ошибок для дискретного канала с помехами может быть сведена к минимуму с помощью выбора соответствующего способа кодирования. В двоичных кодах каждый разряд может принимать значения 0 или 1. Количество единиц в кодовой комбинации называют весом кодовой комбинации и обозначают w. Например, кодовая комбинация 100101100 имеет длину (значность) 9 и вес w = 4. Степень отличия двух кодовых комбинаций называется кодовым расстоянием или расстоянием Хемминга, оно обозначается как d. Кодовое расстояние – это минимальное расстояние между кодовыми комбинациями, определяемое количеством (числом) отличающихся позиций или символов в кодовых комбинациях. Для вычисления кодовых расстояний используется сложение по mod 2.

При воздействии помех в кодовой комбинации в одном или нескольких разрядах возможна трансформация 0 в 1 и 1 в 0 и получается наложенная комбинация. Ошибки, полученные в разряде кодовой комбинации, называют однократными. При 2‑х, 3‑х и т.д. разрядах – двукратными, трёхкратными и т.д.

Для определения мест ошибок в кодовой комбинации вводится понятие вектора ошибок. Вектор ошибок n‑разрядного кода – это n‑разрядная комбинация, единицы в которой указывают положение искажённых символов кодовой комбинации.

Вес вектора ошибки we характеризует кратность ошибки. Сумма по модулю 2 для искажённой кодовой комбинации и вектора ошибки равна исходной неискажённой комбинации.

Помехоустойчивость кодирования обеспечивается за счёт введения избыточности в кодовые комбинации. Это значит, что не все n символов кодовой комбинации используются для кодирования информации, а только какая их часть k<n. Следовательно, из всех возможных комбинаций N0 = 2n для кодирования используется Nk = 2k комбинаций, т.е. всё множество возможных кодовых комбинаций делится на две группы:

Группа Nk = 2k – разрешённых комбинаций.

Группа (N0 – Nk) = 2n – 2k – запрещённых комбинаций.

Если на приёмной стороне получена разрешённая комбинация, то считается, что искажений нет, иначе принятая комбинация искажена.

В общем случае каждая из Nk разрешённых комбинаций может трансформироваться в любую из N0 возможных комбинаций, т.е. всех возможных комбинаций может быть Nk*N0, Nk(Nk–1) переходы одних разрешённых комбинаций в другие разрешённые и Nk(N0–Nk) переходов в запрещённые комбинации.

Таким образом, не все искажения могут быть обнаружены, а только те, для которых определяются следующим уравнением:

.(3)

Для построения кода, обеспечивающего не только обнаружения ошибок, но и исправление ошибок. Множество запрещённых кодовых комбинаций разбивается на Nk непересекающихся подмножеств Nk, каждому из которых ставится в соответствие одна из разрешённых комбинаций. В этом случае, если принятая запрещённая комбинация принадлежит подмножеству Mi, то считается, что передана комбинация Аi и ошибка будет исправлена. Т.о. ошибка исправляется в (N0-Nk) случаях, равных количеству запрещённых комбинаций от общего числа обнаруженных ошибочных комбинаций определяется уравнением: Перейти на страницу: 1 2

Советуем почитать:

Разработка эквивалентных и принципиальных схем электрического фильтра и усилителя напряжения В электротехнических, радиотехнических и телемеханических установках и устройствах связи часто ставится задача: из многих сигналов, занимающих широкую полосу частот, выделить один или н ...

Технология изготовления ваттметра Производственный процесс представляет совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта РЭА. Технологический проц ...

Методы и средства передачи информации в новых устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики Классификация линий передачи по назначению – Локальные шины контроллеров (ISA, PCI, VME), – Цифровые промышленные сети (RS-485, RS-422, CAN, PROFIBAS, IL-BAS, Fo ...