СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ НА ОСНОВЕ КАНАЛЬНОГО КОДА

Савельев Борис Александрович, доктор технических наук, профессор, кафедра информационно-вычислительные системы, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40) , sba@pnzgu.ru
Кручинина Мария Владимировна, аспирант, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40) , sba@pnzgu.ru

681.324

Актуальность и цели. Канальное (линейное) кодирование нашло широкое применение в локальных вычислительных сетях и при записи информации на магнитные и оптические накопители информации. Это связано с простотой построения кодеров и декодеров, которые преобразуют сигналы по уровню и форме, а также обеспечивают возможность самосинхронизации приемного устройства. Платой за это является увеличение скорости передачи или скорости записи сигналов равномерными канальными кодами типа Манчестер, NEW, в которых каждый двоичный бит преобразуется в два полубита разной полярности +1 и –1. Это аналогично помехоустойчивому кодированию с двойной избыточностью, поскольку (n, k) = (2k, k), где n – длина кода, k – длина информационной части кода. Предлагается использовать избыточность кода NEW и для обнаружения искажений принятых сигналов. Целью данной работы является моделирование работы канального кода для исследования ошибкообнаруживающих свойств канального кода NEW.
Материалы и методы. На основе анализа структуры и формы канальных кодов возможно обнаружение ошибок и искажений. Алгебраические методы оценки вероятности обнаружения ошибок канальным кодом NEW весьма затруднительны, поэтому в работе предлагается моделирование системы передачи на основе пакета Simulink, которое позволяет применить статистические методы оценки корректирующих свойств канальных кодов. Ошибкообнаруживающие способности равномерных канальных кодов в сочетании с помехоустойчивыми кодами существенно повышают корректирующие способности систем повышения достоверности передачи информации.
Результаты. Разработана модель системы передачи информации канальным кодом NEW, состоящая из модели кодера и декодера на основе типовых блоков пакета Simulink. Результаты работы декодера контролируются с помощью блоков Scope и Display. На приеме сигналы регистрируются методом стробирования узлом синхронизации. Блоки сигналов Display обеспечивают подсчет ошибочных элементов принятой информации.
Выводы. Разработанная и протестированная модель системы передачи на основе канального кода позволяет оценить ошибкообнаруживающие способности кода NEW, которые можно эффективно использовать в каскадных системах помехоустойчивого кодирования информации. Результаты экспериментальных испытаний можно сравнить с данными, полученными по приведенным математическим выражениям.

Ключевые слова

канальный код, модель, система передачи, кодирование, декодирование, обнаружение ошибок, помехоустойчивый код.

 Скачать статью в формате PDF

1. Форни, Ф. Каскадные коды / Ф. Форни. – М. : Связь, 1974. – 207 с.
2. Forney, G. D. The Veterbi Algoritm / G. D. Forney Proceedings of the IEEE. – 1978. – Vol. 61, № 3. – P. 768–278.
3. Berrou, C. Near optimum Error Correcting Coding and Decoding: Turbo – Codes / C. Berrou, A. Glavieux // IEEE Trans. On Communications. – 1996. – Vol. 44, № 10. – P. 1261–1271.
4. Divsalar, D. Effective Free Distance of Turbo – Codes / D. Divsalar and R. J. McElience // Electronic Leeters. – 1996. – Vol. 23, № 5. – P. 445–456.
5. Chung, S. On the Desing of Low – Denisity Parity – Check Codes within 0.0045 db of the Shannon Limit / S. Chung, D. Forney, T. Richardson, R. Urbanke // IEEE Comm. Letters. Feb. – 2001. – Vol. 5, № 2. – P. 58–60.
6. Ammar, B. Construction of low – density parity – check codes based on balanced incomplete block designs / B. Ammar, Y. Kou, J. Xu and S. Lin // IEEE Transactions on information Theory. – 2004. – Vol. 50, № 6. – P. 1257–1268.
7. Савельев, Б. А. Моделирование приемника канального кода / Б. А. Савельев, М. А. Баканов // Вычислительные системы и технологии обработки информации : межвуз. сб. науч. тр. – Вып. 8 (31). – Пенза : Инф.-изд. центр ПГУ, 2008. – С. 58–68.
8. Hagenauer, J. Iterative Decoding of Binary Block and Convolutional Codes / J. Hagenauer, E. Offer and L. Papke // IEEE Trans. Info. Theory. – 1996. – Vol. 42, № 2. – P. 429–445.
9. Черных, И. В. SIMULINK Среда создания инженерных приложений / И. В. Черных. – М. : ДИАЛОГ-МИФИ, 2004. – 496 с.
10. А. с. 1.591.189 СССР, МКИ4, H03M 5/12, 13/00. Устройство для декодирования сигналов / Савельев Б. А. – 1990, Бюл. № 33.