مقاله بررسی كاربرد كدینگ در مخابرات

مقاله بررسی كاربرد كدینگ در مخابرات در 12 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی الکترونیک و مخابرات
فرمت فایل doc
حجم فایل 14 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 12

مقاله بررسی كاربرد كدینگ در مخابرات

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

مقاله بررسی كاربرد كدینگ در مخابرات در 12 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه:

می‌دانیم كه برای دستیابی به مخابرات امن و اینكه اطلاعات دیجیتال بدون خطا و همچنین بدون كم و زیاد شدن بیتها انتقال یابند احتیاج به استفاده از یك سری تكنیكهایی می‌باشد. یكی از این تكنیكها به كار بردن كدهای كنترل خطا كه به نام كدینگ كانال[1] نیز معروف است می باشد.

بطور خیلی مختصر كد كردن به منظور كنترل خطا به كار بردن حساب شده رقمهای افزون می باشد. قالبهای تابعی كه عمل كدینگ كنترل خطا را انجام می دهند كد كننده كانال و آشكار ساز كانال می‌باشند. كد كننده كانال به روش سیستماتیك رقمهائی را به رقمهای پیام ارسال اضافه می كند. این رقمهای اضافی، در حالی كه خود حامل هیچگونه اطلاعاتی نیستند، تشخیص و تصحیح خطا در رقمهای حاصل اطلاعات را برای آشكار سازی كانال ممكن می سازند، تشخیص و تصحیح خطا، احتمال خطای كل سیستم را پائین می آورد.

در این بحث ابتدا به بررسی انواع خطاها و كدینگ‌های مورد استفاده جهت از بین بردن آنها می‌پردازیم كه از این بین فقط در مورد دو نوع از این كدها ) BCH ,كانوولوشن( توضیح بیشتری داده شده است چرا كه این دو نوع كدینگ در بحث EP از اهمیت بالایی برخودار می‌باشند.

شكل 1 تقسیم بندی كلی محافظت الكترونیك در شاخه كخابرات و زیر شاخه مربوط به كدینگ را نشان می‌دهد همان طور كه مشاهده می شود انواع كدینگ به دو دسته اصلی كدهای بلوكی و كانولوشن تقسیم بندی می شوند.

در ادامه به بررسی انواع خطاها و كدینگ‌های مورد استفاده جهت مقابله با آنها به منظور ایجاد محافظت الكترونیكی در شاخه‌ سیستم‌های مخابراتی می‌پردازیم.

كدهای قالبی خطی[2]:

در این قسمت به بررسی كدهای قالبی كه در آنها قالبهای پیام k بیتی به قالبهای n>k بیتی با افزایش n-k بیت چك به دست آمده از روی k بیت پیام، كد می شوند می پردازیم. در ابتدا بایستی برای دانستن قدرت تصحیح و تشخیص خطا در كدهای قالبی برخی از اصطلاحات اساسی ككه در تعریف آنها به كار می‌شوند را معرفی نمایم.

1- اولاً وزن همینگ[3] یك بردار كد C به صورت تعداد مولفه های غیر صفرC تعریف می شود.

2- فاصله همینگ بین دو بردار و به صورت تعداد مولفه های غیر مساوی آنها تعریف می‌شود. بالاخره فاصله حداقل یك كد قالبی كوچكترین فاصله بین هر جفت كلمات كد می باشد.

در اینجا برای فاصله یك كد قالبی قضیه ای آورده شده است.

فاصله حداقل یك كد قالبی خطی برابر است با وزن حداقل كلمات غیر صفر موجود در كد.

یك كد قالبی خطی با فاصله حداقل می‌تواند تا خطا را تصحیح كند و تا

مساوی می باشد.

كدهای گردشی باینری:

كدهای گردشی باینری زیر گروهی از كدهای قالبی خطی بیان شده در بخش قبل را تشكیل می دهند. كدهای گردشی به دو دلیل جالب توجه اند.

اولاً: كد كردن و محاسبات علامت مشخصه با استفاده از شیفت رجیسترهای ساده همراه با فیدبك به سادگی انجام پذیر است.

ثانیاً: این كدها ساختمان ریاضی نسبتاً ساده ای دارند بطوری كه امكان طراحی كد با خواص تصحیح خطای مفید را می دهند می دانیم كه كدهای قالبی خطی را می توان با استفاده از نمایش ماتریس بیان نمود. در اینجا نیز میتوان كدهای گردشی را به صورت چند جلمه ای نمایش داد و برای بیان روش كد كردن و محاسبات مربوط به علامت مشخصه به كار برد. كدهای گردشی انواع مختلفی دارند كه در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم.

كدهای BCH:

دسته مخصوصی از كدهای گردشی كدهای BCH می‌باشد. طراحی بهینه كدهای تصحیح مركب از طرح یك كد با اندازه قالب حدا n ، برای یك اندازه قالب پیام (k) داده شده و برای یك فاصله حداقل مورد نظر می باشد.

الگوریتمهای آشكارسازی برای كدهای BCH با مقادیر قابل قبول تجهیزات، قابل ساختند. تشریح جزئیات ریاضی كدهای BCH نیاز به استفاده جامع از جبر مدرن دارد. و بحث جبر مدرن از محدوده این مقوله خارج است.

كدهای قابل كشف منطقی اكثریت[4]:

این كدها دسته كوچكتری از كدهای گردشی را نسبت به كدهای BCH تشكیل می دهند. همچنین از نظر قدرت تصحیح خطا برای اغلب مقادیر طول كلمات و بهره مورد نظر كمی پائین تر از كدهای BCH هستند. مزیت اصلی كدهای قابل كشف منطقی اكثریت در این است كه عملیات آشكارسازی توسط مدارات ساده قابل انجام است. آشكارساز برای این كدها تشكیل شده از جمع كننده های هنگ 2 و چند لایه از دروازه های اكثریت[5].

كدهای گردشی كوتاه شده:[6]

كدهای گردشی كه در بحثهای پیش گفتیم دارای چند جمله‌ای مولدی هستند كه مقسوم علیه می‌باشند عموماً چند جمله‌ای تعداد نسبتاً كمی مقسوم علیه دارد و در نتیجه تعدادی خیلی محدود كدهای گردشی با طول كلمات داده شده موجودند. برای غلبه بر این مشكل و افزایش تعداد جفتهای (n,k) كه برای آنها كدهای مفید قابل ساخت هستند، كدهای گردشی قالبی به فرم كوتاه شده به كار می روند. در فرم كوتاه شده، i رقم اطلاعات آخر، همیشه برابر صفر فرض می شوند. ( یعنی، آخرین i بیت كلمات كد، با صفر پر می‌شوند.) این بیت‌ها ارسال نمی‌شوند و آشكارساز كد گردشی اصلی می‌تواند كلمات كد كوتاه شده را با پر كردن بردار دریافتی (n-i) تایی با i صفر آشكار سازی می‌نماید.

از این رو، برای یك كد گردشی (n,k) داده شده، همواره امكان ساخت یك كد گردشی كوتاه شده (n-i,k-i) وجود دارد. كد گردشی كوتاه شده مجموعه‌ای از كد گردشی است كه از روی آن ساخته شده و بنابراین فاصله حداقل و قدرت تصحیح خطای آن لااقل به اندازه مقادیر متعلق به كد اصلی خواهد بود.

عمل كدكردن، محاسبه علامت مشخصه و روشهای اصلاح خطا برای كد گردش كوتاه شده مشابه روشهای بیان شده برای كدهای گردشی است. در نتیجه كدهای گردشی كوتاه شده تقریباً تمام مزایای ساختمانی و خیلی از مزایای تركیب ریاضی كدهای گردشی را به ارث می‌برند.

كدهای تصحیح خطای قطاری:

كد كردن برای كانالهایی كه در آنها خطاها در محلهای متفاوت برای یك كلمه بوجود می‌آیند را توضیح دادیم. در اینجا كدهای گردشی كوتاه شده را برای تصحیح قطار خطاهای ناشی از اغتشاش ضربه‌ای در كانال مخابراتی بیان می‌كنیم. اغتشاش ضربه‌ای باعث می‌شود خطاهای انتقال به صورت قطارهائی ظاهر شوند. كدهائی كه برای تصحیح خطاهای تصادفی طراحی شده‌اند در حالت كلی برای تصحیح خطای قطاری مفید نیستند. كه برای تصحیح خطاهای قطاری نیز كدهای مخصوص به خود آنها وجود دارد كه در زیر به معرفی آنها می‌پردازیم.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *