Разработка и исследование адаптивного помехоустойчивого кодера-декодера для локальных систем телеметрии

• Автор: Сидоренко, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ СИСТЕМ ТЕЛЕМЕТРИИ

1.1. Задачи систем телеметрии

1.1.1. Объекты и задачи телеметрии

1.1.2. Эффект от внедрения систем телеметрии 12.

1.2. Проблема повышения достоверности передачи данных

1.2.1. Структурная схема передачи данных от контролируемого объекта на диспетчерский центр

1.2.2. Причины ухудшения качества передачи сигнала

1.3. Построение локальных систем телеметрии
1.3.1. Топологические структуры локальных систем телеметрии
1.3.2. Варианты организации множественного доступа
1.3.3. Варианты информационного обмена
1.3.4. Выбор варианта структурной схемы контролируемого объекта и диспетчерского центра для проведения проверки эффективности работы разрабатываемого кодера-декодера
Выводы по главе 1

Глава 2 РАССМОТРЕНИЕ И ВЫБОР ВАРИАНТОВ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ
2.1. Варианты повышения помехозащищенности ЛСТ
2.1.1. Борьба с частотно-селективными замираниями
2.1.2. Борьба с быстрыми замираниями

2.1.3. Чередование
2.1.4. Кодирование с исправлением ошибок
2.2. Свойства различных методов помехоустойчивого кодирования
2.2.1. Блочные коды
2.2.2. Сверточные коды
2.2.3. Каскадные коды, турбокоды, многопороговые коды
2.3. Обзор часто применяемых на практике кодов
2.3.1. Коды Хемминга !
2.3.2. Код Голея
2.3.3. Коды Боуза-Чоудхури-Хоквингема
2.3.4. Коды Рида-Соломона
2.4. Выбор метода кодирования
2.4.1. Теоретические исследования эффективности кодов
2.4.2. Выбор метода кодирования
2.4.3. Оценка эффективности каскадного кодирования ,
Выводы по главе 2

Глава 3 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЯ
3.1. Разработка программ кодирования и декодирования кода Хемминга
3.2. Разработка программы кодирования кодом БХЧ
3.2.1. Введение в поля Галуа
3.2.2. Построение поля СЕ(2Н)
3.2.3. Кодирование в систематической форме
3.2.4. Вычисления остатка от деления

3.2.5. Программная реализация кодера
3.3. Разработка программы декодирования кодов БХЧ
3.3.1. Реализационные основы декодера
3.3.2. Алгоритм Берлекэмпа-Месси
3.3.3. Нахождение местоположения ошибок
3.3.4. Нахождение значений ошибок
3.4. Коды Голея
3.5. Описание программы каскадного кодирования и декодирования
Выводы по главе 3

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОДЕРА-ДЕКОДЕРА
4.1. Исследование кодера-декодера программными методами
4.1.1. Разработка инструментария для исследования работы программных кодеров-декодеров при наличии независимых ошибок в принятом сообщении
4.1.2. Исследования помехоустойчивости разработанного каскадного кодера-декодера при наличии в канале независимых ошибок
4.1.3. Разработка инструментария для исследования работы программного кодера-декодера при наличии пакетов ошибок
4.1.4. Исследования помехоустойчивости разработанного каскадного кодера-декодера при наличии в канале пакетов ошибок
4.2. Построение универсального программноаппаратного комплекса для ЛСТ на базе

1) в проверочной части один «ошибочный» бит, в информационной - один;
2) в проверочной части нет «ошибочных» бит, в информационной - два.
Р= Р3(1)Р4(1)+Р3(0)Р4(2) = СзР(1 - Р)3-1' Ср[1 - р)4_1+ С3°[
р)3-° ■ С42р2(1 - рГ~2 = ^р( 1 - р)2 • ~;Р( 1 - Р)3 + ^(1 - р)3 ■ ^ур2(1 -р)2 = “ р)5 + шр2^ “ р)5 = 12Р2^1 “ Р)5 + 6Р2СХ - Р)5 =
18р2(1-р)5 (2.6.)
Где р - вероятность появления ошибочного бита в канале передачи данных. Тогда получаем следующие результаты:
При р= 10 2: Рх= 1,7-103 и Рхнюо= 4,3-10 '.
При р=10 3: Рх = 1,8-105 и Рхыоо = 4,5-103.
При р=10“4: Рх = 1,8-10’7 и Рхюоо = 4,5-10"5.
При р=10"5: Рх = 1,8-10-9 и Рхюоо = 4,5-10 7.
Для проведения сравнения эффективности кодов найдена вероятность ошибки декодирования информационного сообщения длинной 1000 бит закодированного кодом Хэмминга (Рхюоо)-
Проведем исследование эффективности кода Голея.
Ошибка в декодировании кодового слова Рг возникает в случае наличия в
слове 4 ошибочных бит, при условии, что хотя бы один из них находится в
информационной части слова.
Вероятность данного события равна сумме вероятностей четырех событий:
1) в проверочной части два «ошибочных» бита, в информационной - два;
2) в проверочной части три «ошибочный» бит, в информационной - один;
3) в проверочной части один «ошибочный» бит, в информационной - три;
4) в проверочной части нет «ошибочных» бит, в информационной -четыре.
Р = Р11(2)Р12(2) + Р11(3)Р12(1) + Рц(1)Р12(3) + Рц(0)Р12(4) = С21Р2(1- р)11-2-С22р2(1- р)12~2+ С31р3(1 - р)11_3 • С^2 РС1 - р)12 1 + СЬрС!- р)11-1 ■ С&Р3С1 - Р)12"3+ С1°1Р°(1- р)11-°-С142р4(1- р)12-4 =