ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Применение на практике многопорогового декодирования

Одной из важнейших задач при построении современных систем передачи информации является проблема повышения надежности, помехоустойчивости и скорости передаваемой информации. Кроме того, эти системы должны выполнять поставленные задачи в условиях действия различного вида помех.

Одним из решений данной задачи является использование помехоустойчивого кодирова-ния в системах передачи информации. Целесообразность кодирования информации впервые была показана в работе Шеннона К., где было доказано, что если скорость создания сообще-ний источником не превосходит некоторой величины, называемой пропускной способностью канала, то при правильно выбранных методах кодирования и декодирования можно вести передачу по каналу с шумом со сколь угодно малой вероятностью ошибки. Основные задачи помехоустойчивого кодирования связаны с построением кодов с высокой корректирующей способностью и разработке высоко-эффективных, практически реализуемых алгоритмов их декодирования.

В настоящее время широко используются такие системы кодирования, как коды Рида-Соломона, Витерби, турбокоды и. др. Однако, для реализации данных алгоритмов требуются значительные вычисленные затраты, большое количество операций, что приводит к увеличению времени шифрования и дешифрования. Высокая сложность устройств кодирования и декодирования в этих системах затрудняет реализацию алгоритмов в реальном масштабе времени и существенно ограничивает скорость передачи информации. Кроме того, эти алгоритмы имеют низкую помехоустойчивость.

На этом фоне метод коррекции ошибок, называемый многопороговым декодированием (МПД), имеет ряд существенных преимуществ:

– способность исправлять большое число ошибок за пределами гарантированной корректирующей способности;

– крайне незначительная сложность пороговых процедур декодирования;

– свойство разработанных МПД алгоритмов почти всегда достигать оптимальных решений при весьма высоких уровнях шума в канале связи;

– предельная легкость реализации МПД даже для очень длинных кодов, когда только и возможно достижение максимально допустимых значений эффективности кодирования.

Огромное преимущество МПД имеет перед всеми другими схемами декодирования по числу операций и возможность их полного распараллеливания при аппаратной реализации. В результате производительность декодера ограничивается только скоростью движения данных по его регистрам сдвига,которые относятся к самым быстрым элементам схемотехники ПЛИС.

На сегодняшний день в ИКИ РАН уже разработан один их вариантов реализации МПД на ПЛИС Altera (Рис. 1.5,а). Этот МПД является развитием с 1975 года серии декодеров сверточных кодов на базе МПД и может считаться представителем их пятого поколения.

 

 

 

Рис. 1.5,а

 

 

В данной ПЛИС был реализован кодер, модуль генератор Гауссовского шума и декодер, состоящий из 9-ти итераций (Рис. 1.5,б). Разрядность шины данных 8 бит, частота следова-ния данных 40 МГц (общая скорость 320 Мбит/сек). Длина кодера и декодера 256 бит.

 

 

Гауссовский

шум

Входные Выходные

Кодер
Модуль шума
Декодер (9 итераций)
данные данные

               
       

 

 


Рис. 1.5,б

 

Была написана программа (Рис. 1.5,в), которая имела 2 режима работы:

· оценка скорости работы прибора (демонстрация производительности декодера в спут-никовом канале ДЗЗ на скорости 320 Мбит/сек)

· измерение достоверности декодирования (измерение эффективности декодирования в зависимости от уровня шума канала)

 

 

 

Рис. 1.5,в

 

При первом режиме работы программы демонстрируется скорость работы декодера. На вход кодера подается возрастающий код (от 0 до 255), а на вход имитатора Гауссовского шума подаются данные, находящиеся во внутренней памяти ПЛИС. Этих данных хватает для передачи 128 кБит данных. При передаче большего количества данных шум из внутренней памяти повторяется. В этом режиме работы данные в кодере и декодере передаются на максимальной скорости (8-битный поток с частотой 40 МГц), так как входные данные и данные имитатора шума генерируются непосредственно в ПЛИС.

Для запуска программы нужно задать отношение сигнал/шум, а также количество пере-даваемых бит данных и нажать кнопку «Старт». Через декодер данные пройдут с макси-

мальной скоростью, и программа покажет количество битовых ошибок на входе и выходе декодера, а также вероятность того, что декодер не исправит ошибку при данном соотно-шении сигнал/шум. В данном режиме работы показывается максимальная производи-тельность работы декодера 320 Мбит в секунду.

Во втором режиме работы измеряется эффективность декодирования в зависимости от уровня шума канала. Здесь также задается отношение сигнал/шум и количество передава-емых бит, но в этом режиме данные на вход кодера и данные имитатора Гауссовского шума поступают из компьютера. В этом режиме мы имеем возможность проверить работу декодера на большом количестве данных при постоянно изменяющемся шуме в канна-

ле. Ниже приведена характеристика данного декодера (Рис. 1.5,г).

 

 

 
 


© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти