ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ
Цель работы: исследовать кодер систематического линейного блочного кода (СЛБК); исследовать кодер циклического СЛБК.
Подготовка к выполнению работы
1 Изучить по [1], [2], [3] принципы эффективного и помехоустойчивого кодирования сигналов.
2 Составить схему электрическую функциональную кодера Хэмминга для канонической порождающей матрицы кода G4,7 , проверочные символы которой приведены в таблице 10.1. Номер варианта соответствует последней цифре записи фамилии студента в учебном журнале.
Таблица 10.1 – Исходные данные
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
| Проверочные символы порождающей матрицы | 111 101 011 110 | 101 011 110 111 | 101 111 110 011 | 111 011 101 110 | 111 110 101 011 | 011 101 111 110 | 110 011 101 111 | 011 111 101 110 | 110 101 111 011 | 101 011 110 111 |
3 Закодировать разделимым циклическим кодом (7,4) номер записи студента по журналу (для номеров больше 16 отбросить старший разряд), если порождающий полином g(x) = x3 + x2 +1.
4 Подготовить бланк отчета.
5 Зарисовать в отчет схему кодера циклического СЛБК (рис.10.6).
6 Подготовить ответы на вопросы для самопроверки.
Вопросы для самопроверки
1 Дайте определение термина — «код».
2 С какой целью применяют помехоустойчивое кодирование сигналов и в чем оно заключается?
3 Какой код является корректирующим?
4 От какого параметра кода зависит его корректирующая способность?
5 Какие коды называют блочными, групповыми?
|
|
|
6 Как формируются проверочные символы в кодах с проверкой на четность? Как передать сигнал с этим кодом без ошибок?
7 Какие способы формирования разрешенных кодовых комбинаций линейных блочных кодов Вам известны?
8 Какие полиномы можно использовать в качестве порождающих для формирования линейных циклических кодов?
9 Как формируются разрешенные кодовые комбинации разделимых и неразделимых циклических кодов?
10 Какие существуют методы декодирования помехоустойчивых кодов?
11 Поясните принцип синдромного декодирования помехоустойчивых кодов.
12 В чем заключается эффективное кодирование сигналов и в каких случаях можно его применять?
Аппаратное и программное обеспечение
1 Рабочая станция локальной сети (персональный компьютер).
2 Графический манипулятор мышь.
3 Программа Electronics Workbench5.12.
Порядок выполнения работы
1 Ответить на вопросы программированного допуска.
2 Получить инструктаж по технике безопасности.
ВНИМАНИЕ! Аккуратно обращайтесь с персональным компьютером и его периферийными устройствами. Соблюдайте требования эргономики. Проверьте наличие заземления устройств
3 Включить персональный компьютер. Наблюдать выход компьютера в операционную среду Windows.
|
|
|
4 Открыть программу Electronics Workbench 5.12, согласно каталогу D:\Work\EWB512\WEWB32.exe. Получить изображение стандартного окна программы.
5 Исследовать кодер систематического линейного блочного кода Хэмминга, для этого составим схему кодера СЛБК согласно пункта 2 раздела «Подготовка к выполнению работы» (домашнее задание), для этого:
5.1 В качестве источника информационных кодовых комбинаций будем использовать генератор кодовых слов Word Generator библиотеки Instruments (рисунок 10.1).
Поместить генератор кодовых слов Word Generator на рабочее поле компьютера.
Рисунок 10.1 − Генератор кодовых слов
5.2 В качестве сумматора по модулю 2 будем использовать логическое устройство 2-input XOR Gate из библиотеки Logic Gates. (рисунок 10.2).
Рисунок 10.2 − Сумматор по модулю два
Количество входов сумматора выбрать равным 3. Для этого выделить сумматор двойным щелчком манипулятора мышь и в закладке Number of inputs установить 3.
Поместить на рабочее поле компьютера 4 (четыре) сумматора.
5.3 Для отображения формируемых кодовых комбинаций будем использовать индикаторы состояния Red Probe из библиотеки Indicators (рисунок 10.3).
Рисунок 10.3 − Индикатор состояния
|
|
|
Поместить на рабочее поле компьютера 7 (семь) индикаторов.
5.4 Двойным щелчком манипулятора мышь открыть изображение генератора кодовых слов Word Generator. Установить с помощью клавиатуры в окне слов начальное значение счёта Initial 0000, а конечное Final 000F.
Щёлкнуть манипулятором мышь на надписи Pattem… и установить Up counter (счёт вверх). Нажать на Acceptв окне Presaved patterns. В результате генератор будет формировать кодовые комбинации, соответствующие числам от 0 до 16 в порядке возрастания.
5.5 Подключить выходы генератора кодовых слов Word Generator к индикаторам состояния Red Probe согласно схеме, составленной в п. 2 раздела «Подготовка к выполнению работы» (домашнее задание). Согласно условию, разрядность информационных комбинаций равна 4, поэтому будем использовать 4 первых выхода генератора, счёт выходов справа налево. С указанных выходов генератора снимаются входные кодовые комбинации кодера помехоустойчивого кода (4 разряда: а1, а2, а3, а4) (рисунок 10.4).
Для соединения выхода генератора и индикатора необходимо нажать левую клавишу манипулятора мышь в точке соединения в момент появления стрелки. Удерживая клавишу, перемещать манипулятор мышь по коврику. Отпускать клавишу необходимо в момент появления другой точки в нужном месте соединения. Появляющаяся линия – подтверждение правильности соединения.
|
|
|
|
|
| а) | б) |
Рисунок 10.4 – Нумерация выходов генератора кодовых слов для а) открытого окна генератора и б) для условного обозначения генератора
5.6 Подключить выходы генератора кодовых слов Word Generator к сумматорам согласно схеме, составленной в п. 2 раздела «Подготовка к выполнению работы» (домашнее задание). Сумматоры необходимы для формирования проверочных кодовых символов (а5, а6, а7).
5.7 Подключить выходы сумматоров к оставшимся индикаторам.
С индикаторов снимаются выходные кодовые комбинации кодера помехоустойчивого кода (7 разрядов: а1, а2, а3, а4, а5, а6, а7). Включенное состояние индикатора соответствует состоянию логической единицы «1» (красный цвет индикатора), выключенное – логического нуля «0» (белый цвет).
Пример составления схемы см. на рисунке 10.5.
Рисунок 10.5 – Пример схемы кодера СЛБК
5.8 Нажать в раскрытом окне генератора кодовых слов Word Generator на надпись Step (шаг). Записать значения разрядов кодовых комбинаций в таблицу 10.2. Проделать 16 шагов для всех разрешённых входных кодовых слов.
Таблица 10.2 − Разрешённые кодовые слова
| Шаг | Входная кодовая комбинация (4 разряда) | Выходная кодовая комбинация (7 разрядов) |
| 1 | ||
| … | ||
| 16 |
5.9 Закрыть файл не сохраняя.
6 Исследовать кодер циклического СЛБК, для этого:
6.1 Собрать схему циклического СЛБК согласно рисунка 10.6. Переключатель Spase (ключи) установить в верхнее положение, нажав клавишу пробела на клавиатуре.
6.2 Двойным щелчком на генератор слов Word Generator открыть его лицевую панель.
Установить с помощью мыши и клавиатуры в поле слов кодовые комбинации, последние разряды которых формируют кодовую комбинацию, соответствующую номеру записи студента по журналу. Для примера на рисунке 10.7 показано, что на выходе генератора слов установлено кодовое слово 1011 (соответствует номеру 11) и 16 шагов (Final 000F). Пробелов в поле слов быть не должно.
Рисунок 10.7 − Генератор слов
6.3 Нажать манипулятором мышь изображение Step.
В колонку Разряд входного слова записывать по одному разряды входного слова с выхода генератора слов.
В колонку Остаток (3 разряда) записывать значения, снимаемые с индикаторов 1-3 в порядке справа налево.
В колонку Выходная кодовая комбинация (7 разрядов) записывать значения, снимаемые с индикаторов а1 − а7 в порядке справа налево. Данные занести в таблицу 10.3.
Таблица 10.3 − Результаты исследований
| Шаг | Разряд входного слова | Остаток (3 разряда) | Выходная кодовая комбинация (7 разрядов) | |
| 1 |
| |||
| 2 |
| |||
| … |
| |||
| 8 |
| |||
| Рисунок 10.6 − Схема циклического СЛБК | |||
6.4 Проделать п.6.3 для четырёх информационных разрядов плюс один шаг, чтобы закончить деление (итого 5 шагов). Данные записать в таблицу 10.3.
6.5 Нажать клавишу Пробел на клавиатуре (перевести переключатель Space в нижнее положение на схеме).
6.6 Проделать п.6.3 для оставшихся проверочных разрядов кода (ещё 3 шага). Всего должно быть выполнено 8 шагов. Данные записать в таблицу 10.3. Закрыть файл, не сохраняя .
7 Показать результаты выполнения работы преподавателю.
8 Сделать выводы.
9 Выключить оборудование.
10 Составить отчёт по работе.
Содержание отчета
1 Наименование и цели работы.
2 Наименование аппаратного и программного обеспечения.
3 Схемы исследуемых кодеров.
4 Результаты измерений, вычислений и наблюдений п. п. 5 − 6.
5 Выводы по работе.
6 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).
Контрольные вопросы
1 Поясните по составленной Вами схеме, как работает кодер СЛБК?
2 Как работает кодер циклического СЛБК? Поясните по схеме рисунка 10.6.
3 Является ли порождающим полином g(x) = х 3 + х 2 +1 для кодера циклического СЛБК (см. рисунок 10.6)?
4 Помехоустойчивость какого из исследуемых в лабораторной работе кодеров будет выше и почему?
5 Ошибки какой кратности позволяет корректировать код на выходе кодеров: Хэмминга (для Вашего варианта), циклического СЛБК (рисунок 10.6)?
6 Какие выходы генератора слов Word Generator используются при выполнении работы?
7 Какой прибор может использоваться для оценки параметров кода?
8 Чему равно минимальное кодовое расстояние в кодах лабораторной работы: циклическом и Хэмминга?
9 На сколько разрядов увеличиваются коды на выходе кодеров исследуемых в лабораторной работе?
10 Какова избыточность полученных кодов?
Содержание зачета
Учащиеся должны знать ответы на контрольные вопросы. Должны уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу и анализировать полученные результаты.
Литература
1 Панфилов И. П. Дырда В. Е. Теория электрической связи − М.: Радио и связь, 1991. – 344с.
2 Зюко А. Г. Кловский Д. Д. Назаров М. В. Финк Л. М. Теория передачи сигналов − М.: Радио и связь, 1986. – 288с.
3 Клюев Л.Л. Теория электрической связи − Мн.: Дизайн ПРО, 1998. – 335с.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 583; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!