Специализированное программное обеспечение автоматизированного проектирования канальных кодеков в телекоммуникационных системах

• Автор: Нестратов, Максим Викторович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил

Введение

Глава 1. Анализ существующих и выбор оптимальных кодов и

алгоритмов декодирования.

1.1 Развитие теории помехоустойчивого кодирования

1.2 Помехоустойчивое кодирование в телекоммуникационных системах.

Термины и определения

1.3 Основные классы кодов

1.5 Методы списочного мягкого декодирования блочных кодов

1.6 Постановка задачи

Глава 2. Метод перестановочного мягкого декодирования линейных блочных кодов с использованием конечного множества тестовых

кодовых последовательностей

2.1 Общие принципы, определения, отличительные особенности.
2.2 Алгоритм декодирования.
2.3 Исследование построения тестовых последовательностей.
2.4 Вычислительная сложность алгоритма.
2.5 Методика предварительной оценки производительности кодов.
Глава 3. Система автоматизированной разработки помехоустойчивых кодов и алгоритмов декодирования СОДЕК
3.1 Эффективная разработка помехоустойчивых решений
3.2 Основные возможности среды СОДЕК.
3.3 Объектноориентированное проектирование и анализ.
3.4 Язык командного интерпретатора СОДЕК.
Глава 4. Математическое обеспечение среды СОДЕК.
4.1 Модели каналов
4.2 Модели цифровых модемов.
4.3 Нижняя раница Шеннона для ЛБГШ канала
Глава 5. Исследование алгоритма перестановочного мягкого декодирования линейных блочных кодов с использованием конечного множества т естовых последовательностей в программной среде СОДЕК.
5.1 Вычисление нижней границы Шеннона.
5.2 Анализ предварительных вероятностных характеристик кодов
исследованием набора тестовых конфигураций ошибок.
5.3 Вероятностные характеристики кодов в каналах с независимыми
ошибками
5.4 Влияния метрики канала при использовании различных типов
модуляции.
5.5 Вероятностновременные характеристики блочных кодов в каналах с
пакетами ошибок.
Заключение.
Литература


Основные научные и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «1ІКИМС», на научно-технических совещаниях фирмы КЕЕ, опубликованы в одной статье, а также в трудах пяти всероссийских и международных научно-технических конференциях. Первая глава. В этой главе определяется место и значимость помехоустойчивых кодов в телекоммуникационных системах. Излагаются основные положения теории помехоустойчивого кодирования, вводятся термины, понятия и определения. Прослеживается развитие теории кодирования с момента ее возникновения до настоящего времени, проводится обзор основных классов кодов и анализ алгоритмов декодирования, на основании которого выявляются нерешенные проблемы данной области, определяется направление исследования, формулируется задача разработки алгоритма декодирования. Вторая глава. В данной главе предлагается новый метод мягкого перестановочного декодирования двоичных линейных блочных кодов, основанный на использовании для декодирования заранее приготовленного множества тестовых ошибок. Дается описание алгоритма декодирования и оценка его сложности, раскрываются особенности алгоритма. Предлагается метод предварительной оценки вероятностно-временных характеристик декодирования по заданной сложности, выраженной в объеме множества тестовых ошибок. В третьей главе проводится анализ характеристик программных инструментов для разработки и исследования канальных кодеков и методы автоматизации этих процессов. Также в этой главе предлагается подход к созданию программных инструментов разработки и исследования помехоустойчивых решений. Проведен объектно-ориентированный анализ архитектуры программной среды СОДЕК (сокращение от английского soft decoding), разработанной для автоматизированного исследования канальных кодеков. Дастся обоснование использования командного интерпретатора для обозначенных целей и описание его языка. В данной главе также дастся определение нижней границы вероятности ошибок Шеннона для АБГШ канала и описание способа ее вычисления в среде СОДЕК и применения для оценки производительности различных кодов. Пятая глава. В заключительной главе работы на примере предложенного перестановочного алгоритма декодирования демонстрируются возможности среды СОДЕК проведения исследований корректирующих способностей различных кодов в различных условиях. Описывается практическая методика предварительной оценки характеристик декодирования различных кодов, а также способ получения характеристик декодирования максимального правдоподобия любых двоичных линейных блочных кодов. Предоставлены результаты исследований различных коротких кодов и способы их получения в программой среде. СОДЕК. Рассмотрены возможности СОДЕК проведения исследований способностей алгоритмов исправления независимых ошибок, пакетов стираний, а также коррекции пакетов и независимых ошибок при использовании <ЗР8К и 1 6(? ЛМ модуляции. В заключении подводятся итоги проведенной работы. Диссертация изложена на 6 страницах основного текста, состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из наименований, содержит рисунков и таблиц. Работа сопровождается 3 приложениями. В приложениях предлагаются листинги файлов заданий исследования кодов на языке СОДЕК, вероятностные характеристики некоторых кодов, формат конфигурационного файла среды СОДЕК. Глава 1. Начало истории кодирования можно отнести к году, когда была опубликована знаменитая статья Клода Шеннона, доказавшего принципиальную возможность безошибочной передачи сигналов, если скорость передачи данных меньше пропускной способности канала связи, которая тем больше, чем выше отношение сигнал/шум на входе приемного устройства [1]. Это указывало на то, что энергетика линий связи определяет только их пропускную способность, а сколь угодно высокой помехоустойчивости приема сообщений можно достигнуть путем применения специальным образом построенных кодов. Первые блочные коды, позволявшие корректировать одиночные ошибки, были построены в и годах американскими учеными М. Дж. Голеем и Р. Хэммингом [].