Курсовая работа: Проектирование системы передачи цифровых данных

где левая часть матрицы содержит транспонированную правую часть образующей матрицы. Проверка правильности кода примет вид:

.

Таким образом, код состоит из 20 байт, из которых 9 контрольных и 11 информационных. Код обнаруживает до трёх ошибок, причём не в отдельных двоичных разрядах, а в символах по 10 разрядов.

Матрицы (10) и (11) описывают код (160,88). Нельзя сказать, что код получился оптимальнее, чем код Хемминга или БЧХ (по скорости кодирования), однако его преимущество – более высокая скорость передачи, за счёт усложнения формы сигнала и более полного использования линии связи. Недостаток полученного кода – сравнительно сложная схемная реализация.

Примеры кодирования-декодирования

Для примера рассмотрим кодирование последовательности

92 8E AA 9B A2 A5 9A 55 4B D2 B4.

Эта последовательность в двоично-1024-ричном виде будет выглядеть так:

1001001010.0011101010.1010100110.1110100010.1010010110.0110100101.

0101010010.1111010010.10110100.

Для выравнивания, добавим в конец ещё два нулевых бита.

Информационный вектор K = [1001001010 0011101010 1010100110 1110100010 1010010110 0110100101 0101010010 1111010010 1011010000]

умножаем на образующую матрицу (9):

Получили закодированную последовательность: к информационной части прибавились 7 контрольных символов (70 бит).

Допустим, при прохождении через ЛС, сигнал не исказился. Проведём декодирование:

Нулевой синдром свидетельствует об отсутствии ошибки.

Допустим теперь, что возникли три ошибки (во втором, девятом, тринадцатом символах):

Синдром ненулевой, ошибка обнаружена.

2.2 СХЕМОТЕХНИЧЕСКАЯ И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОДЕРА И ДЕКОДЕРА

Для схемной реализации кодера и декодера потребуются 10-разрядные сумматоры. Схемы кодера и декодера приведены в приложении 1. Кодер позволяет получить контрольные символы по информационным. Схема составлена в полном соответствии с выражениями (9) и матрицей (10). Декодер соответствует матрице (11).

В приложении 2 приведена схема всей системы передачи данных. Исходный код (11 байт) подаётся на регистр REG1. Это можно сделать, например, трёхкратной передачей по 32 разряда (4 байта). Регистр может быть также буфером, необходимым для синхронной передачи, независимой от работы программного обеспечения. Регистр с рабочей частотой выставляет на выходные 10-разрядные шины (9 таких шин) данные. При прохождении их через кодер К, на его выходе появляются контрольные разряды, которые соединяются с информационными разрядами, прошедшими через элемент задержки Т. На выходе элементов Т и К появляются 20 байт помехоустойчивого кода, который по 16 10-разрядным шинам поступает на регистр REG2. Этот регистр преобразует параллельный код в последовательный для передачи по линии. Код, поступивший по 16 шинам, будет отправлен за 16 тактов (передачи). Далее следует модулятор М, преобразующий 10 бит кода, пришедшего с REG2, в сигнал, отправляемый по четырём линиям (один двухуровневый и три трёхуровневых). Сигналы отправляются синхронно.

Передающая часть с помощью демодулятора ДМ преобразует физический сигнал в 10 бит кода. 10-битные слова записываются в регистр REG3 (для преобразования в параллельный код). При накоплении нужного количества разрядов, данные по 16 10-разрядным шинам поступают на декодер ДК. После декодирования синдром ошибки с выхода ДК поступает на ключ Кл (в общем случае это может быть какое-либо решающее и управляющее устройство). При отсутствии ошибки код поступает на регистр REG4 (буфер), откуда снимается последовательно по 32 разряда (4 байта).

Схемотехническая реализация на бинарных элементах – один из способов кодирования-декодирования. Можно программно их реализовать. В приложении 3 помещены листинги программ кодера и декодера (принципиальная реализация кодирования-декодирования).

В данном случае программная реализация позволяет снизить стоимость системы, однако дополнительно загружает центральный процессор.

2.3 ВЫБОР КАНАЛА СВЯЗИ И МОДУЛЯЦИИ

Вид огибающей для кода был описан выше. Для одной пары проводов это манчестерское кодирование, для других трёх – сигнал, составленный из импульсов, изображённых на рис. 2. Будем использовать импульсы, изображённые на рис. 3.

Рис. 3