1 лаба по ПДИУС

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра автоматики и телемеханики

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1

по дисциплине: Передача данных в информационно – управляющих системах Тема: Исследование группового систематического кода Вариант № 1
	Выполнили студенты гр. _________________________________ (дата, подпись) _________________________________ (дата, подпись) Проверил старший преподаватель кафедры АТ Кулагина М. М. _________________________________ (оценка) _________________________________ (дата, подпись)

Пермь 2018 г.

Цель работы: познакомиться с возможностями Matlab для выполнения задач передачи данных; изучить параллельную и последовательную реализацию группового систематического кода; исследовать влияние однократной, двукратной и трехкратной ошибок; закрепить навыки составления синдромных соотношений и синдромной таблицы.

Ход выполнения работы:

1. Подготовка к работе в среде Matlab Simulink

Практическая часть лабораторной работы выполнена в среде Matlab Simulink. Наш код (8, 4, 3). После получения варианта у преподавателя мы можем составить проверочную матрицу для ГСК:

Составим кодирующие соотношения для нашего варианта:

Информационный вектор: U=0101, следовательно:

Перейдем к коду (8, 4, 4), увеличив d_min до 4:

Таким образом вектор V(n,m,d)-кода будет иметь вид:

V=01011100

Составим синдромы группового кода для построения декодера. Синдром считается как сумма искаженных векторов информационных и избыточных символов, будет считаться как сумма всех искаженных векторов информационных и избыточных символов:

Составим таблицу с возможными синдромами на основе системы указанной выше, где – это синдромы, а – ошибка в символе кода, стоит отметить, что когда ошибок нет – все синдромы равны нулю:

Таблица 1 – Таблица синдромов

S1	S2	S3	S4
0	0	0	0	e0
1	1	1	1	e1 (a1)
1	0	1	1	e2 (a2)
1	1	0	1	e3 (a3)
0	1	1	1	e4 (a4)
1	0	0	1	e5 (c1)
0	1	0	1	e6 (c2)
0	0	1	1	e7 (c3)
0	0	0	1	e8 (c4)

2. Параллельная реализация построения кодеров и декодеров ГСК

На рисунке 1 представлена модель параллельного ГСК. Схема состоит из кодера (Encoder), канала связи (Channel), декодера (Decoder). На вход кодера подается входная последовательность из m информационных символов ai, Тактовый генератор Clock и разрешающий сигнал RESET. В процессе кодирования определяются избыточные символы , после чего вектор длиной n поступает в линию (канал) связи. Также на вход канала связи поступает вручную задающаяся помеха, определяющая место возникновения ошибки. С выхода КС сигнал с помехой подается на вход декодера, где вычисляется синдром группового кода.

Рис. 1 – Модель с параллельной реализацией ГСК

2.1. Параллельная реализация кодера ГСК

Зайдя в блок Encoder мы увидим модель параллельного кодера ГСК, схема которого представлена на рисунке 2. На параллельные входы первого буферного регистра RG1 поступают информационные символы, тактовый и разрешающие сигналы.

Рис. 2 – Параллельный кодер ГСК

В блоке Combinator (рисунок 3) будут реализованы операторы кодирования, для этого нужно произвести коммутацию сигналов ,чтобы получить соответственные полученные ранее при расчетах сигналы . После коммутации операторы кодирования . поступают на вход второго буферного регистра RG2. Выход RG2 является выходом кодера.

Рис. 3 – Блок Combinator кодера

2.2. Параллельная реализация кодера ГСК

В блоке Decoder представлена модель параллельной реализации декодера ГСК (рисунок 4).

Рис. 4 – Модель параллельной реализации декодера ГСК

На вход буферного регистра RG1 параллельно подаются разряды вектора . Выходные сигналы поступают на устройство вычисления синдрома Syndrome Calculations. Откроем блок Syndrome Calculations и скоммутируем разряды вектора для определения разрядов синдрома , как представлено на рисунке 5.

Рис. 5 – Блок Syndrome Calculations

Блок декомбинации синдрома Syndrome Decombinator (рисунок 6) определяется составленной ранее таблицей значений синдрома. Коммутация разрядов синдрома здесь осуществляется с помощью логического элемента «И» и «НЕ».

В блоке исправления ошибки Error Correction разряды вектора суммируются по модулю два с разрядами ошибки. Таким образом, в соответствии с таблицей истинности элемента m2 (XOR), ошибочный разряд будет инвертирован. При этом, если на выходе декомбинатора синдрома последний разряд e₈ был равен единице, что будет означать двукратную ошибку, значение этого разряда будет инвертировано в ноль и подано на вход RESET выходного буферного регистра RG2 и следовательно сообщение будет стерто. Выдача информации на выходе каждого функционального блока происходит путем объединения выходных разрядов в вектор с помощью Mux (Simulink |Commonly Used Blocks). Количество входов задается в свойствах мультиплексора. Значение вектора поступает на цифровой дисплей Display (Simulink | Sinks).

Рис. 6 – Блок SyndromeDC

3. Проверка при различных ошибках

3.1. Без ошибок в сообщении

Будем проверять для V=01011100

Рис. 7 – При однократной ошибке в a1

Рис. 8 – При двукратной ошибке в a1 и a2

Рис. 9 – При однократной ошибке в с1

Рис. 10 – При трехкратной ошибке в a1, a2, a4

Вывод: ГСК-код (8, 4, 4), исправляет одну ошибку и обнаруживает две ошибки. Если все разряды синдрома равны 0, значит ошибок нет и сообщение принято верно. Декодер исправляет однократную ошибку (нечетной кратности) - хотя бы одна координата вектора синдрома ненулевая, а также, если ошибка в символе c4 – все координаты вектора синдрома равны 0. Общая проверка на четность (S4) в данном случае равна 1 (иначе стирает сообщение).