Разработка алгоритмов помехоустойчивого канального кодирования данных в сетях связи информационно-управляющих систем

• Автор: Пирогов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СИСТЕМ И СРЕДСТВ КОДИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ В СЕТЯХ СВЯЗИ АБОНЕТСКОГО ДОСТУПА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Общие характеристики сетей связи абонентского доступа. Структура и состав оборудования промышленных сетей связи
1.2 Анализ существующих методов и средства кодирования сигналов
1.3 Методы повышения помехоустойчивости промышленных сетей связи абонентского доступа
1.4 Метод аппаратной реализации кодека сети абонентского доступа
1.5 Цель и задачи исследования
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ В СЕТЯХ СВЯЗИ АБОНЕТСКОГО ДОСТУПА
2.1 Математические модели каналов связи
2.2 Математическое описание существующих помехоустойчивых кодов
2.3 Двоичные сверточные коды
2.4 Недвоичные коды Рида-Соломона
2.5 Основные выводы второй главы
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РАБОТЫ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КАНАЛЬНОГО КОДЕКА В СЕТЯХ СВЯЗИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА
3.1 Алгоритм каскадной схемы кодирования
3.2 Алгоритм работы помехоустойчивого канального кодека сети абонентского доступа
3.2.1 Алгоритм кодирования сверточным кодом
3.2.2 Алгоритм декодирования сверточного кода
3.2.3 Алгоритм кодирования кода Рида-Соломона
3.2.4 Алгоритм декодирования кода Рида-Соломона
3.3 Алгоритмы кодирования и декодирования перфорированного сверточного кода
3.4 Метод помехоустойчивого канального кодирования в сетях связи абонентского доступа
3.7 Основные выводы третьей главы
4 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КАНАЛЬНОГО КОДЕКА, СЕТЕЙ СВЯЗИ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВИЯЮЩИХ СИСТЕМ
4.1 Используемые технические средства
4.2 Построение модели кодека сети сотовой связи на логическом RTL уровне.
4.2.1 Общая структура кодека сети сотовой связи
4.2.2 Модель каскадного кодера сети связи абонентского доступа
4.2.3 Модель многопорогового декодера сети связи абонентского доступа
4.3 Результаты моделирования разработанного кодека сети абонентского доступа
4.4 Основные выводы четвертой главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время во всех сферах деятельности человека актуальна задача создания недорогих распределенных информационно-управляющих систем. Подобные системы предназначены для сбора и обработки информации от различных объектов. Данные системы обычно состоят из контролируемых объектов, оборудования, формирующего или обрабатывающего информацию, и оборудования, объединяющего объекты в единую систему линиями связи. Однако для многих объектов создание таких систем часто оказывается невыгодным в связи с высокой стоимостью организации и обслуживания линий связи.
Наиболее оптимальным путем решения подобных вопросов является создание беспроводной сети на базе сотовых терминалов через существующие сети связи абонентского доступа. Обычные мобильные абонентские телефоны имеют невысокую надежность и не предназначены для эксплуатации в промышленных условиях. Для решения задачи создания информационно-управляющих систем, в которых данные передаются через систему сотовой радиосвязи, существуют промышленные модемы, которые отличаются от мобильных телефонов конструктивным исполнением, а также наличием дополнительных возможностей. Подобные модемы имеют расширенный набор АТ команд, что позволяет их программировать с использованием соответствующего программного обеспечения. Использование сетей связи абонентского доступа существенно упрощает и удешевляет создание промышленных информационно-управляющих систем.
Надежность сотовой связи и ее качество зависит от местности, погодных и электромагнитных условий. Для информационно-управляющих систем показатель надежности и помехоустойчивости канала связи является наиболее важным, так как при реализации задач, стоящих перед такими системами, основным фактором является минимальная потеря данных информационной последовательности от управляемого объекта. Основной
синтеза. В отдельных случаях, когда размерность списка цепей невелика, можно выполнять моделирование на вентильном уровне.
5. Целью физического проектирования является разработка топологии кристалла интегральной микросхемы при выполнении проектных норм и требований спецификации.
6. Основная цель функциональной верификации - комплексная отладка функциональной модели совместно с программным обеспечением. На выходе маршрута должны быть представлены: список цепей (Verilog или VHDL), производственные тесты или топология.
Результатом данного исследования будет, является модель системы кодер-декодер представленная RTL кодом и набором соответствующих библиотек данных, необходимых для ее работы. Данная модель является наиболее оптимальным результатом для дальнейшего проектирования устройства.
Полученный в результате работы RTL код предназначен для дальнейшего программирования ПЛИС радиомудулей специализированных модемов GSM сетей. Применение ПЛИС в качестве радиомудулей модемов позволяет сократить временной цикл разработки устройств, исключает необходимость изготовления инженерных образцов, тем самым снижая затраты на проектирование. Изменение и перепроектирование структуры ПЛИС, также несет в себе меньшие затраты, нежели чем моделей СБИС.
Языки высокого уровня являются универсальными, так как не связаны с аппаратными платформами. Среди них наиболее распространены языки VHDL и Verilog. Эти языки, как и другие алгоритмические языки высокого уровня, в принципе позволяют описать любой алгоритм в последовательной форме, т. е. через последовательность операторов присвоения и принятия решений. Основное их отличие в способности отражать также и параллельно исполняемые в аппаратуре действия, представляемые отдельными параллельно выполняемыми процессами с общим инициализирующим воздействием.