Сверточное кодирование
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Введение
Подавляющее число современных систем связи работает при передаче самого широкого спектра сообщений (от телеграфа до телевидения) в цифровом виде. Из-за наличия помех в каналах связи сбой при приеме любого элемента вызывает искажение цифровых данных, что может привести, особенно в космических системах связи, к катастрофическим последствиям. В настоящее время по каналам связи передаются цифровые данные со столь высокими требованиями к достоверности передаваемой информации, что удовлетворить эти требования традиционным совершенствованием антенно-фидерных трактов радиолиний, увеличением излучаемой мощности, снижением собственного шума приемника оказывается экономически невыгодным или просто невозможным.
Высокоэффективным средством борьбы с помехами в цифровых системах связи является применение помехоустойчивого кодирования, основанного на введении искусственной избыточности в передаваемое сообщение, что приводит к расширению используемой полосы частот и уменьшению информационной скорости передачи.
В связи с прогрессом в теории и технике кодирования в современных системах связи используются в той или иной степени помехоустойчивые коды. Так, в системах персонального радиовызова (пейджинговые системы) используются блочные циклические коды, в сотовых системах связи применяются как блочные, так и сверточные коды, в подавляющем большинстве спутниковых систем связи, в основном, используются непрерывные сверточные коды.
Разработка программного эмулятора системы передачи данных на основе сверточного кодирования, явиляется целью данного дипломного проекта. Программа дает возможность поэтапно отследить процесс сверточного кодирования и декодирования, а также имитацию передачи данных по каналу связи.
В первом разделе данной пояснительной записки определены задачи которые необходимо решить для достижения цели данной работы. Также описаны требования к разработанному программному эмулятору.
Во втором разделе раскрыта актуальность использования сверточных кодов. Кратко раскрыт принцип передачи данных по каналам связи. Рассмотрены возможные виды помехоустойчивых кодов и произведена классификация сверточных кодов в общей системе помехоустойчивого кодирования. Описаны алгоритмы сверточного кодирования и декодирования Витерби, рассмотрены примеры.
В третьем разделе охарактеризована структура программы. Описан алгоритм программы, осуществляющей сверточное кодирование, декодирование и имитацию канала связи. Обоснован выбор языка программирования и среда разработки для создания программных модулей. Также произведено тестирование работы модулей программы и общее тестирование всего программного эмулятора осуществляющего передачу данных методом сверточного кодирования. Сделаны соответствующие выводы.
В четвертом разделе была проведена экономическая оценка внедрения и разработки программного продукта. Рассчитаны затраты на создание данного ПО и определена его цена.
В пятом разделе рассмотрены вопросы, касающиеся охраны труда и окружающей среды, проведен анализ условий труда в помещении, в котором разработано данное ПО.
В шестом разделе коротко рассмотрены вопросы касающиеся гражданской обороны.
Программный эмулятор предназначен для использования в учебном процессе. Использование данной программы позволяет существенно ускорить и упростить процесс расчета.
сверточный кодирование программный
1. Постановка задачи
Результатом данной работы должен стать программный модуль, производящий сверточное кодирование/декодирование и имитацию физического канала связи.
Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи:
-Исследовать возможные виды помехоустойчивых кодов.
-Классифицировать сверточный код в общей системе помехоустойчивого кодирования
Ознакомиться с методом сверточного кодирования
Ознакомиться с методом сверточного декодирования
Разработать алгоритм программы, осуществляющей сверточное кодирование/декодирование и имитацию канала связи.
В соответствии со спроектированным алгоритмом, предварительно выбрав язык программирования и среду разработки, создать программный модуль.
Входными данными в данной работе являются:
-Вид помехоустойчивого кодирования: сверточный код
-Эффективная скорость передачи кода R=1/2
Алгоритм декодирования Витерби
Графическое отображение решетчатой диаграммы при декодировании
Локальная версия программы, которая устанавливается на конкретный компьютер, авторизуется и работает только на нем
Программа предназначена для работы в среде ОС Windows. К аппаратным средствам выдвигаются те же требования, которые необходимы операционной системе для стабильной работы: 1Гб оперативной памяти и более, процессор с частотой 1 ГГц, порядка 5 Мб дискового пространства, видеокарта с памятью 32 Мб и более.
2. Предметная область
.1 Актуальность использования сверточных кодов
Сверточные коды нашли широкое применение в сотовых и в спутниковых системах связи [1].
Системы сотовой подвижной связи (ССПС) впервые стали эксплуатироваться в конце 70-х - начале 80-х годов. Сотовый принцип топологии сети с повторным использованием частот в сотах во многом решил проблему дефицита частотного ресурса и в настоящее время является основным в создаваемых системах подвижной связи общего пользования. Стандартизация в област