Курсовая Методы помехоустойчивого кодирования

В настоящее время цивилизация не может существовать без Интернета. Большинство современных информационных технологий используют так или иначе Интерент. Таким образом, проблема передачи и хранения данных становится одной из центральных проблем современной техники. Долгое время считалось, что безошибочная передача данных невозможна. Причина – шум, возникающий в канале связи. Однако в конце 40-х готов прошлого века Клод Элвуд Шеннон доказал, что это возможно. Речь идет о знаменитой теореме Шеннона, которая доказывает, что, если скорость передачи сообщения не превышает пропускной способности канала, возможна безошибочная передача кода. Однако эта теорема не объясняет, как это можно сделать. Первая технология – это технология блоковых кодов, которая позволяла исправлять только одну ошибку. Понятно, что это малоэффективно.

Успеха удалось добиться только в 70-х годах, когда были найдены коды с эффективными методами кодирования, такие как сверточные коды.

Актуальность данной курсовой работы заключается в том, что изучение систем помехоустойчивого кодирования является базовым знанием для освоения современных информационных технологий. Это означает, что при практическом использование той или иной информационной технологии придется столкнуться с алгоритмами помехоустойчивого кодирования. Тем самым понимание базовых принципов передачи информации обязательно для профессиональной работы.

Цель курсовой работы – теоретически и практически освоить методы помехоустойчивого кодирования. Необходимо сформировать целостное представление о принципах и конкретных способах кодирования и передачи информации.

Для достижения этой цели надо решить следующие задачи:

- изучить основы теории передачи данных по каналам;

- изучить принципы помехоустойчивого кодирования ;

- изучить основные коды помехоустойчивого кодирования;

- получить представление о современных подходах к помехоустойчивому кодированию

- получить практические навыки работы с помехоустойчивыми кодами.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В разделе рассмотрены теоретические основы помехоустойчивого кодирования. Сначала рассматривается общая модель передачи данных. Затем излагается общая идея помехоустойчивого кодирования. В заключение раздела дается более строгое изложение основ помехоустойчивого кодирования и приводится обзор современных подходов к данному вопросу.

С источника информации сигнал поступает на блок кодирования, где преобразуется в цепочку u. Данная цепочка обрабатывается в блоке помехоустойчивого кодирования и на выходе получается цепочка c. Затем цепочка битов поступает в модулятор, где превращается в физический сигнал, который и передается по каналам связи.

В демодуляторе сигнал опять преобразуется в цепочку r, которая подается на блок помехоустойчивого декодирования. На выходе получаем цепочку u'. Эта цепочка декодируется и поступает в приемник информации.

Причин возникновения ошибок множество, однако как показали исследования основных две:

• неполадки в передатчике или приемнике;

• наличие помех в канале, либо из-за поломок канала, либо из-за внешнего воздействия.

В теории кодирования рассматривают обычно так называемый ДСК. ДСК – это двоичный симметричный канал без памяти. В таких каналах все передаваемые биты искажаются с одинаковой вероятностью p0 (p0<0,5).

При передаче данных по каналу связи может произойти ошибка. Как оказывается можно так закодировать сигнал, что потеря информации может быть минимальной.

1. Шульгин, В. И., Основы теории передачи информации, Ч.1. Экономное ко- дирование / В. И. Шульгин – Учеб. пособие – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2003. – 102 с.

2. Шульгин, В. И., Основы теории передачи информации, Ч.2. Помехоустой- чивое кодирование / В. И. Шульгин – Учеб. пособие – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2003. – 87 с.

3. https://habr.com/post/111336/

4. https://habr.com/post/140611/

5. Морелос-Сарагоса, Р. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение / Р. Морелос-Сарагоса – М. : Техносфера,

6. Вернер, М. Основы кодирования / М. Вернер – М. : Техносфера, 2004. – 288 с.

7. Золоторев, В. В. Помехоустойчивое кодирование. Методы и алгоритмы : Справочник / В. В. Золоторев, Г. В. Овечкин, Ю. В. Зубарев – М.: Горячая линия – Телеком, 2004. – 126 с.

8. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов : учеб. пособие для студ. ву- зов, обуч. по напр. подгот. дипломир спец. "Информатика и выч. техника" : доп. Минобразования России / А.Б. Сергиенко — 2-е изд. — СПб. : Питер, 2006. — 750 с.

9. Галкин В.А., Григорьев Ю.А. Телекоммуникации и сети: Учеб. пособие для вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 608 с.

10. Золотухин, В.В. Методические указания к практическому занятию №12 «Моделирование работы помехоустойчивого кодера в программной среде MATLAB» по дисциплине «Теория информации и помехоустойчивого кодирования» / В.В. Золотухин. – Красноярск, 2014. – 16 с.

11. Дьяконов В.П. MATLAB 6.5 SP1/1 + Simulink 5/6. Основы применения. Серия «Библиотека профессионала». – М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 800 с.