دانلود مقاله بررسی کاربرد کدینگ در مخابرات

مقاله 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

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

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[1] 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.

انواع خطاها:

خطاهای موجود در یک کانال مخابراتی به دو دسته :

الف) اغتشاش گوسی

ب) اغتشاش ضربه ای

تقسیم بندی می‌شوند.

اغتشاش گوسی  در طراحی و ارزیابی مدولاتورها و دمدولاتورها برای انتقال مورد توجه اصلی می‌باشند.

منابع اغتشاشی گوسی شامل اغتشاش حرارتی و ساجمه ای در تجهیزات فرستنده و گیرنده، اغتشاش حرارتی در کانال و تشعشع دریافتی توسط آنتن گیرنده هستند. اغلب چگالی طیف توان اغتشاش گوسی در ورودی گیرنده سفید است. خطاهای انتقال ناشی از اغتشاش سفید گوسی طوری هستند که وقوع خطا در یک فاصله خاص ارسال سیگنال، اثری روی کارآئی سیستم در فواصل ارسال سیگنال بعدی ندارد.

کانال گسسته را در این حالت می توان با یک کانال باینری متقارن مورد بحث قرار داده و مدلسازی کرد. خطاهای انتقال ناشی از اغتشاش سفید گوسی را خطاهای تصادفی می‌نامند.

نوع دوم اغتشاش که غالباً در یک کانال مخابراتی با آن روبرو هستیم اغتشاش ضربه‌ای است که توسط فواصل آرامش طولانی و به دنبال آن قطارهای اغتشاش[2] با دامنه بالا مشخص می شود.

این نوع اغتشاش ناشی از بسیاری از عوامل طبیعی و ساخت بشر مانند آذرخش[3] و حالت گذاری کلیدهای قطع و وصل می باشد. هنگامیکه یک قطار اغتشاش اتفاق می افتد، بر بیش از یک بیت یا سمبول اثر می گذارد و معمولاً در سمبولهای انتقال بعدی نوعی تابعیت خطا وجود خواهد داشت. بنابراین خطاها به صورت قطاری اتفاق می‌افتند شماهای کنترل خطا که با خطاهای تصادفی سر و کار دارند به کدهای تصحیح تصادفی و شماهای کد کردن که برای تصحیح قطار خطاها طراحی می شوند به کدهای تصحیح قطار خطا موسومند.

زیر به معرفی آنها می‌پردازیم.

کدهای تصحیح خطای قطاری و تصادفی:

در غالب سیستمهای عملی، خطاها نه مستقلاً به صورت تصادفی و نه به صورت مشخص قطاری اتفاق می‌افتند.

در نتیجه کدهای تصحیح خطای تصادفی یا کدهای تصحیح خطای قطاری، برای برخورد با تلفیقی از خطاهای تصادفی و قطاری، غیر مؤثر یا ناکافی خواهند بود. برای کانالهائی که در آنها هر دو نوع خطا اتفاق می‌افتد، بهتر است کدهایی را طراحی کنیم که قادر به اصلاح تصادفی و یا خطاهای یک یا چند قطاری باشد.

کدهای کانولوشن و مقایسه آن با کدهای قالبی:

اختلاف اصلی بین کدهای قالبی مورد بحث در قسمتهای قبل و کدهای کانولوشن بازگشتی[4] در این است که :

الف) در حالت قالبی، تولید یک قالب n رقمی توسط کد کننده واحد زمانی خاص فقط وابسته به k رقم پیام ورودی در همان واحد زمانی است. ولی در یک کد کانولوشن، تولید یک قالب n رقمی توسط کد کننده در یک واحد زمانی نه فقط وابسته به k رقم پیام ورودی در همان واحد زمانی است، بلکه وابسته به کمتر از آن قالب رقمهای پیام قبلی نیز می باشد.

---

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،

---

پایان نامه کارشناسی ارشد مخابرات سیستم پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728 بر روی پردازنده TMS320C5402 پایان نامه کارشناسی ارشد مخابرات سیستم پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G728 بر روی پردازنده TMS320C5402 سیستم همکاری در فروش فایلینا fileina

دسته بندی	مهندسی برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	917 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	101

پایان نامه کارشناسی ارشد مخابرات سیستم پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728 بر روی پردازنده TMS320C5402 

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده    

کدک صحبت استاندارد G.728 ، یک کدک کم تاخیر است که صحبت با کیفیت عالی را در نرخ بیت 16 kbps ارائه می دهد و برای شبکه های تلفن ماهواره ای و اینترنت و موبایل که به تاخیر زیاد حساس هستند ، مناسب است. در این رساله به پیاده سازی بلادرنگ اینکدر و دیکدر  G.728 بصورت دوطرفه کامل ( Full Duplex ) بر روی پردازنده TMS320C5402 می پردازیم .

روشی ترکیبی برای برنامه نویسی TMS ارائه می شود که در آن  زمان وپیچیدگی برنامه نویسی نسبت به برنامه نویسی دستی به 30%  کاهش می یابد . در این روش پس از برنامه نویسی و شبیه سازی ممیزثابت الگوریتم کدک به زبان C ، با استفاده از نرم افزار  ( Code Composer Studio ) CCS ، برنامه به زبان اسمبلی ترجمه شده و بهینه سازی دستی در کل کد اسمبلی صورت می گیرد . سپس بعضی از توابع مهم برنامه از نظر MIPS ، بصورت دستی به زبان اسمبلی بازنویسی می شوند تا برنامه بصورت بلادرنگ قابل اجرا گردد . در پایان نتایج این پیاده سازی ارائه می شود .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کلمات کلیدی

کدینگ و فشرده سازی صحبت 

پیاده سازی بلادرنگ 

DSP

 TMS320C5402

برد DSK

 

 

 

 

 

 

 

 

 مقدمه

امروزه در عصر ارتباطات و گسترش روزافزون استفاده از شبکه های تلفن ،موبایل و اینترنت در جهان ومحدودیت پهنای باند در شبکه های مخابراتی ، کدینگ و فشرده سازی صحبت امری اجتناب ناپذیر است . در چند دهه اخیر روشهای کدینگ مختلفی پدیدآمده اند ولی بهترین و پرکاربردترین آنها کدک های آنالیزباسنتز هستند که توسط Atal & Remedeدر سال 1982 معرفی شدند [2] . اخیرا مناسبترین الگوریتم برای کدینگ صحبت با کیفیت خوب در نرخ بیت های پائین و زیر 16 kbps ، روش پیشگویی خطی باتحریک کد (CELP) می باشد که در سال 1985 توسط Schroeder & Atal معرفی شد [8] و تا کنون چندین استاندارد مهم کدینگ صحبت بر اساس CELP تعریف شده اند . 

 

 

 

در سال 1988 CCITT برنامه ای برای استانداردسازی یک کدک 16 kbps با تاخیراندک و کیفیت بالا در برابر خطاهای کانال آغاز نمود و برای آن کاربردهای زیادی همچون شبکه PSTN ،ISDN ،تلفن تصویری و غیره در نظر گرفت . این کدک در سال 1992 توسط Chen et al.    تحت عنوان LD-CELP معرفی شد[6] و بصورت استاندارد G.728 در آمد[9] و در سال 1994 مشخصات ممیز ثابت این کدک توسط ITU ارائه شد[10] . با توجه به کیفیت بالای این کدک که در آن صحبت سنتزشده از صحبت اولیه تقریبا غیرقابل تشخیص است  و کاربردهای آن در شبکه های تلفن و اینترنت و ماهواره ای در این گزارش به پیاده سازی این کدک می پردازیم .

 

 

در فصل اول به معرفی وآنالیز سیگنال صحبت پرداخته می شود و در فصل دوم روش ها و استانداردهای کدینگ بیان می شوند . در فصل سوم کدک LD-CELP را بیشتر بررسی می کنیم و در فصل چهارم شبیه سازی ممیز ثابت الگوریتم به زبان C را بیان می نمائیم. و در پایان در فصل 5 به نحوه پیاده سازی بلادرنگ کدکG.728 بر روی پردازنده TMS320C5402 می پردازیم.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست

- مقدمه 4

فصل 1 : بررسی و مدل سازی سیگنال صحبت

1-1- معرفی سیگنال صحبت 6

1-2- مدل سازی پیشگویی خطی 10

1-2-1- پنجره کردن سیگنال صحبت 11

1-2-2- پیش تاکید سیگنال صحبت 13

1-2-3- تخمین پارامترهای LPC 14

 

فصل 2 : روش ها و استانداردهای کدینگ صحبت

2-1- مقدمه 15

2-2- روش های کدینگ 19

2-2-1- کدرهای شکل موج 21

2-2-2- کدرهای صوتی 22

2-2-3- کدرهای مختلط 24

الف- کدرهای مختلط حوزه فرکانس 27

ب- کدرهای مختلط حوزه زمان 29

 

فصل 3 : کدر کم تاخیر LD-CELP

3-1- مقدمه 34

3-2- بررسی کدرکم تاخیر LD-CELP 36

3-2-1- LPC معکوس مرتبه بالا 39

3-2-2- فیلتر وزنی شنیداری 42

3-2-3- ساختار کتاب کد 42

3-2-3-1- جستجوی کتاب کد 43

3-2-4- شبه دیکدر 45

3-2-5- پست فیلتر 46

فصل 4 : شبیه سازی ممیزثابت الگوریتم به زبان C

4-1- مقدمه 49

4-2- ویژگی های برنامه نویسی ممیزثابت 50

4-3- ساده سازی محاسبات الگوریتم 53

4-3-1- تطبیق دهنده بهره 54

4-3-2- محاسبه لگاریتم معکوس 58

4-4- روندنمای برنامه 59

4-4-1- اینکدر 63

4-4-2- دیکدر 69

فصل 5 : پیاده سازی الگوریتم برروی DSP

5-1- مقدمه 74

5-2- مروری بر پیاده سازی بلادرنگ 75

5-3- چیپ های DSP 76

5-3-1- DSP های ممیزثابت 77

5-3-2- مروری بر DSP های خانواده TMS320 78

5-3-2-1- معرفی سری TMS320C54x 79

5-4- توسعه برنامه بلادرنگ 81

5-5- اجرای برنامه روی برد توسعه گر C5402 DSK 82

5-5-1- بکارگیری ابزارهای توسعه نرم افزار 84

5-5-2- استفاده از نرم افزارCCS 86

5-5-3- نتایج پیاده سازی 94

5-6- نتیجه گیری و پیشنهاد 97

- ضمائم 

   - ضمیمه (الف) : دیسکت برنامه های شبیه سازی ممیز ثابت به زبان C و 

                          پیاده سازی کدک به زبان اسمبلی                                              

               - ضمیمه (ب) : مقایسه برنامه نویسی C و اسمبلی 98

- مراجع 103

 

پاورپوینت کدینگ و اینکدینگ اطلاعات در شبکه‌های کامپیوتری

اسلاید یک چکیده

در این کتاب سعی شده است که تمامی مطالب بصورت آسان برای درک بهتر مفاهیم ارائه گردد. در جمع آوری این پایان نامه از کتاب نقل وانتقال اطلاعات (استالینگ) استفاده شده است که تلاش بر این شده مطالبی مفید درباره‌ی کدینگ و اینکدینگ اطلاعات در شبکه‌های کامپیوتری ارائه شود. با امید آنکه با مطاله‌ی این پایان نامه به تمامی اهداف آموزشی از پیش تعیین شده خود برسید.