147304 (730461), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Помехозащищенные коды предполагают, что из множества
различных слов (комбинаций) для использования выбраны только такие, для которых
. Выбор такого подпространства
с нужными свойствами из пространства сигналов
представляет собой задачу выбора кода, оптимального по какому-либо определенному критерию. Чаще всего таким критерием является именно кодовое расстояние d при ограничениях на число разрядов п и т. Широко используются следующие постановки задачи:
выбрать из множества
заданное число М комбинаций с максимально возможным кодовым расстоянием d;
выбрать из множества
максимальное число комбинаций
с заданным кодовым расстоянием d;
найти такой оператор, который однозначно трансформирует m-значные комбинации в п-значные (
) и обеспечивает максимальное кодовое расстояние для данного вида преобразований.
Наиболее широко используются в телемеханических системах коды, получаемые в результате линейных преобразований m -значных комбинаций в п-значные (
), называемые поэтому линейными.
Линейное преобразование в пространстве X обладает следующими свойствами:
т.е.
где:
- произвольные векторы из пространства X;
произвольные скалярные величины.
Множество всех линейных преобразований некоторого линейного пространства само является линейным пространством, в котором определены векторное сложение и умножение на скаляр:
для всех х X.
Операция сложения схемно легко реализуется в виде параллельного соединения, а умножение — последовательным соединением соответствующих блоков, выражающих указанные операторы.
Линейные коды с избыточностью (корректирующие коды) строятся добавлением к каждой m-значной комбинации исходного кода k проверочных символов, выбираемых по определенному правилу (линейной форме).
Комбинации
корректирующих кодов в общем виде записываются следующим образом:
где:
- информационные символы 1-й комбинации исходного кода;
— проверочные символы.
Коэффициенты
могут иметь значения 0 и 1, суммирование проводится по модулю 2.
Корректирующие возможности кода зависят от кодового расстояния, косвенно отражаемого в форме общей записи числом проверочных символов
. В табл 1 приведена система кодовых слов при минимальном для помехозащищенных кодов расстоянии d = 2.
Таблица.1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
|
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
|
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
|
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
Разряд
является проверочным на четность по правилу
.
Из примера видно, что появление ошибки в любом разряде может быть обнаружено, так как возникает комбинация не из набора разрешенных
. Добавляя проверочные разряды, можно поучить множество комбинаций с кодовым расстоянием d > 2, что позволяет не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их (корректировать).
Например, множество кодовых слов с d=3 (табл. 2.2) обладает возможностью обнаруживать и исправлять ошибку в одном разряде или же только обнаруживать ошибки в двух разрядах.
Разряды
;
;
являются проверочными на четность.
Таблица 2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
|
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
|
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
|
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
|
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
|
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
|
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
В общем виде корректирующие возможности кодов с
могут быть охарактеризованы выражением
d = r + s + 1,
где: r — число обнаруживаемых ошибок; s - число исправляемых ошибок.
Например, при d = 4 код может обнаружить две и исправить одну ошибку (r = 2, s = l) или же обнаружить три ошибки ( r = 3, s = 0).
Синтез линейных кодов с заданными свойствами обычно осуществляется кодирующими устройствами (рис. 16, а), которые сравнительно просты, так как содержат только ячейки регистра сдвига (
) и сумматор по модулю 2. К сумматору подключаются выходы тех ячеек регистра, для которых
= 1 в соответствии с выбранными линейными формами кода. От вида кода может изменяться не только число связей
, но и число сумматоров.
Рассмотрим для примера структуру кодирующего устройства для образования линейною кода c d=3 (обычно называемого кодом Хэмминга) при трех информационных и трех контрольных символах (рис. 16, б). В ячейки 1-3 регистра памяти вводятся исходные информационные символы
. Далее проводится сдвиг всех символов на один такт, в результате чего в ячейку 3 записывается сумма по модулю 2 первого и второго информационных символов. После второго сдвига в ячейке 1 будет
, в ячейке 2-
, а в ячейке 3-
. Третий такт сдвига приводит к тому, что в ячейках регистра окажется комбинация проверочных символов к исходной комбинации кода.















