ВВЕДЕНИЕ 1
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОДИРОВАНИИ И ДЕКОДИРОВАНИИ ИНФОРМАЦИИ 4
1.1. Особенности кодирования источника при передаче сообщений 4
1.2. Особенности помехоустойчивого кодирования в телекоммуникационных
системах 31
2. ОСОБЕННОСТИ ДЕКОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПО АЛГОРИТМУ
ВИТЕРБИ 45
2.1 . Пример сверточного декодирования Витерби 45
2.2. Реализация декодера 52
2.2.1. Процедура сложения, сравнения и выбора 52
2.2.2. Вид процедуры сложения, сравнения и выбора на решетке 53
2.2.3. Память путей и синхронизация 55
2.3. Модели каналов: мягкое или жесткое принятие решений 56
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ДЕКОДИРОВАНИЯ
ТЕКСТОВОГО СООБЩЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЯГКОГО И ЖЕСТКОГО АЛГОРИТМА ВИТЕРБИ 63
3.1. Программная модель для декодирования текстового сообщения 63
3.2. Разработка алгоритма программы для разработки модели декодирования 65
Заключение 70
Список литературы 71
Приложение А 74
Целью данной работы является разработка программной модели для декодирования текстового сообщения с использованием мягкого и жесткого алгоритма Витерби.
Актуальность работы обусловлена тем, что в настоящее время развитие систем передачи информации по радиоканалам имеет тенденцию, заключающуюся в непрерывном росте количества радиоизлучающих средств за счет развития современных систем передачи информации. Увеличивается разнообразие источников радиоизлучения, в том числе от промышленного оборудования и транспорта. Одновременно при этом должны сохраняться требования на качественные характеристики, что определяет важную научную и практическую проблему, заключающуюся в разработке новых методов и алгоритмов сверточной обработки сигналов для повышения помехоустойчивости систем передачи информации в условиях ухудшающейся помеховой обстановки. Эта проблема может быть разрешена за счет повышения характеристик путем модификации имеющихся алгоритмов сверточной обработки сигналов [1].
Оптимальными декодерами сверточных кодов, которые основаны на их решетчатом представлении являются алгоритмы Витерби и BCJR (Bahl-Cocke- Jelinek-Raviv - первые буквы фамилий ученых, предложивших алгоритм). Декодер Витерби может работать как с жесткими, так и с мягкими входами, в то время как BCJR является декодером с мягким входом [2]. Декодер Витерби является алгоритмом, который минимизирует вероятность ошибки на слово и выбирает декодированное слово u так, чтобы максимизировать условную вероятность поступления на приемник переданного сигнала P(r|u), т.е. является декодером по максимуму правдоподобия (МП). BCJR решает другую задачу и минимизирует вероятность ошибки на бит. В данной работе рассматривается алгоритм декодирования Витерби.
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 данной работе была произведена разработка программной модели для декодирования текстового сообщения с использованием мягкого и жесткого алгоритма Витерби.По сравнению с ранее предложенными программными моделями систем, реализующими жесткое и мягкое декодирование по алгоритму Витерби, разработанная программа в пакете Матлаб предназначена для исходных данных, представленных в виде текстового сообщения, и позволяет ознакомиться с программным кодом, реализующим все преобразования сообщения от текстового вида до сигнала в фазовой или квадратурной фазовой манипуляции. Можно также получить представление о формировании алгоритма кода Грея, когда двоичные символы отличаются только одной битовой позицией.
