دانلود مقاله بررسی کاربرد کدینگ در مخابرات

بررسی کاربرد کدینگ در مخابرات مقاله بررسی کاربرد کدینگ در مخابرات در 12 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	فنی و مهندسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	14 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	12

بررسی کاربرد کدینگ در مخابرات

مقدمه:

می‌دانیم که برای دستیابی به مخابرات امن و  اینکه اطلاعات دیجیتال بدون خطا و همچنین بدون کم و زیاد شدن بیتها انتقال یابند احتیاج به استفاده از یک سری تکنیکهایی می‌باشد. یکی از این تکنیکها  به کار بردن کدهای کنترل خطا که به نام کدینگ کانال  نیز معروف است می باشد.

بطور خیلی مختصر کد کردن به منظور کنترل خطا به کار بردن حساب شده رقمهای افزون می باشد. قالبهای تابعی که عمل کدینگ کنترل خطا را انجام می دهند کد کننده کانال و آشکار ساز کانال می‌باشند. کد کننده کانال به روش سیستماتیک رقمهائی را به رقمهای پیام ارسال اضافه می کند. این رقمهای اضافی، در حالی که خود حامل هیچگونه اطلاعاتی نیستند، تشخیص و تصحیح خطا در رقمهای حاصل اطلاعات را برای آشکار سازی کانال ممکن می سازند، تشخیص و تصحیح خطا، احتمال خطای کل سیستم را پائین می آورد.

در این بحث ابتدا به بررسی  انواع خطاها  و کدینگ‌های مورد استفاده جهت از بین بردن آنها می‌پردازیم که از این بین فقط در مورد  دو نوع از این کدها ) BCH ,کانوولوشن( توضیح بیشتری داده شده است چرا که این دو نوع کدینگ در بحث EP از اهمیت بالایی برخودار می‌باشند.

شکل 1 تقسیم بندی کلی محافظت الکترونیک در شاخه کخابرات و زیر شاخه مربوط به کدینگ را نشان می‌دهد همان طور که مشاهده می شود انواع کدینگ به دو دسته اصلی کدهای بلوکی و کانولوشن تقسیم بندی می شوند.  

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

کدهای قالبی خطی :

در این قسمت به بررسی کدهای قالبی که در آنها قالبهای پیام k بیتی به قالبهای n>k بیتی با افزایش n-k بیت چک به دست آمده از روی k بیت پیام، کد می شوند می پردازیم. در ابتدا بایستی برای دانستن قدرت تصحیح و تشخیص خطا در کدهای قالبی برخی از اصطلاحات اساسی ککه در تعریف آنها به کار  می‌شوند را معرفی نمایم.

1-  اولاً وزن همینگ  یک بردار کد 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 یک کد قالبی کوچکترین فاصله بین هر جفت کلمات کد می باشد.

در اینجا برای فاصله یک کد قالبی قضیه ای آورده شده است.

فاصله حداقل یک کد قالبی خطی برابر است با وزن حداقل کلمات غیر صفر موجود در کد.

 یک کد قالبی خطی با فاصله حداقل  می‌تواند تا   خطا را تصحیح کند و تا

( 1 -) خطا را تشخیص دهد.  بیانگر بزرگترین عدد صحیح کوچکتر یا مساوی  می باشد.

کدهای گردشی باینری:

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

اولاً: کد کردن و محاسبات علامت مشخصه با استفاده از شیفت رجیسترهای ساده همراه با فیدبک به سادگی انجام پذیر است.

ثانیاً: این کدها ساختمان ریاضی نسبتاً ساده ای دارند بطوری که امکان طراحی کد با خواص تصحیح خطای مفید را می دهند می دانیم که کدهای قالبی خطی را می توان با استفاده از نمایش ماتریس بیان نمود. در اینجا نیز میتوان کدهای گردشی را به صورت چند جلمه ای نمایش داد و برای بیان روش کد کردن و محاسبات مربوط به علامت مشخصه به کار برد. کدهای گردشی انواع مختلفی دارند که در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم.

کدهای BCH:

دسته مخصوصی از کدهای گردشی کدهای BCH می‌باشد.  طراحی بهینه کدهای تصحیح مرکب از طرح یک کد با اندازه قالب حدا n ، برای یک اندازه قالب پیام (k) داده شده و برای یک فاصله حداقل  مورد نظر می باشد.

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

ب: کدهای کانولوشن را می توان همانند کدهای قالبی برای تشخیص یا تصحیح خطا طراحی کرد. اما به دلیل اینکه داده‌ها معمولاً به صورت قالبها مجدداً ارسال می‌شوند، کدهای قالبی برای تشخیص خطا مناسبتر بوده و کدهای کانولوشن اساساً برای تصحیح خطا بکار می‌روند کد کردن کانولوشن را می‌توان با استفاده از شیفت رجیسترهای ساده انجام داد. همچنین چند روش علی برای آشکارسازی نیز توسعه یافته‌اند. و همچنین کدهای کانولوشن به خوبی یا بهتر از کدهای قالبی در بسیاری از کاربردهای کنترل خطا عمل می‌کنند.

تجزیه و تحلیل عملکرد کدهای کانولوشن پیچیده است، زیرا عملیات کرد کردن و آشکارسازی قویاً به همدیگر وابسته اند. برخی  نتایج تحلیلی موجودند ولی فاقد جامعیت هستند. در حالت کلی برای ارزیابی عملکرد کانولوشن، ساده‌تر است که عملیات کد کردن، آشکارسازی کانال یک کامپیوتر شبیه سازی کرد.

کد کننده برای کدهای کانولوشن:

یک کد کننده برای کدهای کانولوشن دنباله های رقمهای پیام را گرفته و دنباله های رقمهای کد را تولید می کند که هر یک از 8 رقم واحد زمانی، یک قالب پیام مرکب از k رقم وارد کد کننده شده و کد کننده یک قالب کد مرکب از 8 رقم (<n k) تولید می‌کند. قالب کدn رقمی نه فقط وابسته به قالب پیام k رقمی در همان واحد زمانی است،

---