68

Федеральное агенство по образованию

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет прикладной математики и телекоммуникаций

Кафедра радиоэлектронных средств

Е. В. МЕДВЕДЕВА

А. В. ЧАСТИКОВ

В. Н. ШАКИН

Помехоустойчивые коды в радиотехнике и связи

Утверждено пленумом Совета УМО

по образованию в области телекоммуникации

в качестве учебного пособия

Киров 2004

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Вятского государственного университета

УДК 621.391

М 42

Рецензенты: заместитель технического директора

ОАО “Волга Телеком” А. Б. Герасимчук;

заведующий кафедрой «Радиоэлектронные средства»

доктор технических наук, профессор Е. П. Петров

Медведева Е. В. Помехоустойчивые коды в радиотехнике и связи: Учебное пособие / Е. В. Медведева, А. В. Частиков, В.Н. Шакин. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2004. - 68с.

В пособии рассматриваются основы теории кодирования. Основное внимание уделяется помехоустойчивым кодам, позволяющим исправлять и обнаруживать ошибки, частотно-компактным кодам, предназначенным для сосредоточения энергии сигнала в возможно более узкой полосе частот и кодам, применяемым в широкополосных системах передачи информации.

Приводятся описания визуальной инструментальной системы «Ecclabs» для построения помехоустойчивых кодов, проведения кодирования и декодирования и визуальной инструментальной системы «Code» для построения частотно-компактных кодов и расчета их характеристик.

Пособие содержит примеры построения кодов, контрольные вопросы и методические задания к лабораторным работам по дисциплинам «Теория информации и кодирования» и может быть полезно для студентов специальностей: 201800 «Защищенные системы связи», 200900 «Сети связи и системы коммутации», 201500 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура».

Редактор Е. Г. Козвонина

Подписано в печать Бумага офсетная Зак.№ 394

Печать копир Aficio 1022 Усл.печ.л. 4,25 Тир. 52 Бесплатно

Текст напечатан с оригинала-макета, предоставленного авторами

610000, г. Киров, ул. Московская, 36.

Оформление обложки, изготовление – ПРИП ВятГУ.

 Е. В. Медведева, 2004

 А. В. Частиков, 2004

 В. Н. Шакин, 2004

 Вятский государственный университет, 2004

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 1. Помехоустойчивые коды . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Основные характеристики помехоустойчивых кодов . . . . . . 1.2. Коды, обнаруживающие ошибки . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1. Двоичный безызбыточный код . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2. Код с защитой по паритету (четности, нечетности) . . . . . . 1.2.3. Код с простым повторением . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.4. Код с повторением и инверсией . . . . . . . . . . . . . . 1.2.5. Код на одно сочетание . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Коды, исправляющие ошибки . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1. Общие правила построения блочных кодов . . . . . . . . . . 1.3.2. Правила построения кода Хэмминга . . . . . . . . . . . . . 1.3.3. Правила построения кода Рида-Маллера . . . . . . . . . . . 1.3.4. Основные понятия о свойствах многочленов и полях Галуа . . . 1.3.5. Правила построения примитивных кодов БЧХ . . . . . . . . 1.3.6. Правила построения кода Голея . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.7. Правила построения кода Рида-Соломона . . . . . . . . . . 1.3.8. Правила построения кода Вайнера-Эша . . . . . . . . . . . 1.3.9. Правила построения кода Ивадаре . . . . . . . . . . . . . 1.4. Кодирование и декодирование кодов . . . . . . . . . . . . 1.4.1. Схемы кодирования и декодирования циклических кодов . . . . 1.4.2. Схемы кодирования и декодирования линейных кодов . . . . . 1.4.3. Схемы кодирования и декодирования свёрточных кодов . . . . 1.5. Описание инструментальной системы для построения помехоустойчивых кодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.1. Установка инструментальной среды на ПЭВМ . . . . . . . . 1.5.2. Интерфейс инструментальной среды . . . . . . . . . . . . . 1.6. Методика построения кодов в инструментальной среде "Помехоустойчивые коды" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.1. Код Хэмминга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.2. Код Рида-Маллера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.3. Код БЧХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.4. Код Голея . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.5. Код Рида-Соломона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.6. Код Вайнера-Эша . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.7. Код Ивадаре . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7. Вычисление характеристик кодов . . . . . . . . . . . . . . 1.7.1. Вычисление энергетической эффективности кода . . . . . . . 1.7.2. Вычисление корреляционных функций кода . . . . . . . . . 1.8. Построение кодирующих и декодирующих схем . . . . . . . . . . 1.9. Задание к лабораторной работе «Построение и расчет параметров помехоустойчивых кодов» . . . . . . . . . . . . . . . 1.10. Контрольные вопросы к главе 1 . . . . . . . . . . . . . . Глава 2. Коды для линий связи . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Особенности линейных кодов . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Параметры и характеристики линейных кодов . . . . . . . . . 2.3. Правила построения линейных неалфавитных кодов . . . . . . 2.3.1. Код без возвращения к нулю (NRZ, БВН) . . . . . . . . . . 2.3.2. Код с возвращением к нулю (RZ) . . . . . . . . . . . . . . 2.3.3. Код с чередованием полярности импульсов (AMI) . . . . . . . 2.3.4. Код с высокой плотностью единиц (HDB-3, КВП-3) . . . . . . 2.3.5. Биполярный код с замещением трех нулей (В3ZS) . . . . . . . 2.3.6. Парноизбирательный троичный код (ПИТ, PST) . . . . . . . 2.3.7. Код с инверсией токовых посылок (CMI) . . . . . . . . . . 2.3.8. Код с поразрядно чередующейся инверсией (ADI) . . . . . . . 2.3.9. Абсолютный биимпульсный код (АБС) . . . . . . . . . . . 2.3.10. Относительный биимпульсный код (ОБС) . . . . . . . . . . 2.3.11. Код Миллера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.12. Код DMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.13. Код H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.14. Код ISDN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.15. Квазитроичный разностный код (PRKK) . . . . . . . . . . 2.4.Правила построения линейных алфавитных кодов . . . . . . . . 2.4.1. Код 4B3T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2. Код FOMOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3. Код MS43 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Правила построения многоуровневых кодов (МУР) . . . . . . . 2.6. Описание программы Code . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7. Задание к лабораторной работе «Построение и расчет параметров кодов для линий связи» . . . . . . . . . . . . . . . 2.8. Контрольные вопросы к главе 2 . . . . . . . . . . . . . . . Глава 3. Псевдослучайные последовательности . . . . . . . . . . 3.1. М-последовательности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. Задание к лабораторной работе «Построение и расчет характеристик псевдослучайных сигналов» . . . . . . . . . . . . 3.3. Контрольные вопросы к главе 3 . . . . . . . . . . . . . . . Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 7 - 10 - - 11 12 - 13 - 16 17 19 22 24 25 - 26 27 - 31 - 34 - 35 36 - 37 - 38 - 39 - 40 - - - - 42 43 - - 46 - - - 47 - - 48 - 49 - - 50 51 - - 52 - 53 - 54 55 58 59 60 62 64 65 65