Лекция 3. Синдромы

Содержание

Слайд 2

Изначально синдромное декодирование предназначено для обнаружения ошибок, т.е. для установления факта наличия

Изначально синдромное декодирование предназначено для обнаружения ошибок, т.е. для установления факта наличия
ошибок в принимаемых кодовых комбинациях или в кодовых блоках.
Однако, в каналах с высоким отношением SNR т.е. с точной вероятностью обнаружения ошибок (Bit Error Rate), синдромное декодирование может быть расширено и для задач автоматического исправления ошибок. Это возможно, если количество синдромов не ниже числа векторов ошибок с предельным весом, определяемым кратностью исправления ошибок:

 

Синдром вычисляется в результате скалярного произведения в двоичном пространстве принятого блока и транспонированной проверочной матрицы:

 

Произведение можно детализировать:

 

 

Слайд 3

Этот процесс достаточно просто и весьма информативно отображается схемой преобразований.

Для корректного

Этот процесс достаточно просто и весьма информативно отображается схемой преобразований. Для корректного
декодирования необходимо, чтобы порождающая и проверочная матрицы однозначно соответствовали друг другу. Такое соответствие определяется условием:

 

В итоге структура синдрома зависит от структуры вектора ошибок:

 

Слайд 4

Таким образом, можно сделать вывод что синдром – это прямая реакция на

Таким образом, можно сделать вывод что синдром – это прямая реакция на
вектор ошибок.
При этом надо иметь ввиду, что один и тот же синдром может соответствовать нескольким различным векторам ошибок, что не влияет на результат обнаружения, но затрудняет автоматическое исправление ошибок.

В общем случае между матрицами G и H действует конструктивное подобие. В двух частных случаях канонических форм порождающих матриц, конструктивное подобие имеет следующий вид.

1)

 

 

 

2)

 

Слайд 5

Проверочная транспонированная матрица.

При использовании порождающей матрицы с явно выраженными подматрицами E и

Проверочная транспонированная матрица. При использовании порождающей матрицы с явно выраженными подматрицами E
P проверочная матрица должна иметь соответствующую структуру с двумя аналогичными подматрицами, в данном случае

При этом должно выполняться условие:

означающее получение нулевого синдрома при отсутствии ошибок в канале передачи.
Если в векторе синдрома s имеется хотя бы одна 1, это является признаком обнаружения ошибки.

Слайд 6

Формирование проверочной транспонированной матрицы.

 

Код (7,3), N=7, K=3

 

На основании системы уравнений порождающих полиномов

Формирование проверочной транспонированной матрицы. Код (7,3), N=7, K=3 На основании системы уравнений
сформируем эквивалентную систему уравнений, состоящую из
N-K = 4 выражений, определяющих проверку на чётность:

 

 

 

 

 

 

Слайд 7

Пример:

 

 

 

 

Синдромный декодер, как видно из базовой функции и структуры проверочной матрицы, можно

Пример: Синдромный декодер, как видно из базовой функции и структуры проверочной матрицы,
реализовать и программно, и аппаратно.

 

Слайд 8

Аппаратная реализация синдромного декодера:

Как видно из приведённой схемы, в сравнении со схемой

Аппаратная реализация синдромного декодера: Как видно из приведённой схемы, в сравнении со
соответствующего блокового кода, и кодер, и декодер имеют одинаковую основу.
Декодер отличается наличием дополнительных элементов проверок и выходного решающего элемента, с помощью которого формируется общий сигнал ошибок.

Слайд 9

Мажоритарное декодирование систематических линейных блоковых кодов

 

Всей совокупности перечисленных условий соответствует только ограниченное

Мажоритарное декодирование систематических линейных блоковых кодов Всей совокупности перечисленных условий соответствует только
количество классов кодов. Из них наиболее оптимальными являются коды на основе М-последовательности (Предельными способностями к обнаружению и исправлению ошибок при одной и той же длине кодовых слов обладают последовательности максимальной длины, или М-последовательности.).

 

Слайд 10

 

процедуры формирования частных кодовых символов xn, n=1..7, на основе информационных символов ak,

процедуры формирования частных кодовых символов xn, n=1..7, на основе информационных символов ak,
k=1..3, образуют систему выражений:

 

Легко показать, что наборы оценок для каждого из трех информационных символов описываются системами выражений:

 

Слайд 11

Как видно из приведенных систем оценок, при оптимальном построении кода (точнее, его

Как видно из приведенных систем оценок, при оптимальном построении кода (точнее, его
порождающей матрицы) количество частных оценок совпадает с весами Хэмминга строк порождающей матрицы, и каждый из кодовых символов одинаковое число раз участвует в формировании частных оценок. Данные свойства характерны для всех двоичных ЛБК класса (2K–1, K), а также для некоторых классов специально конструируемых двоичных кодов. Близкие, но несколько худшие, свойства также проявляются у укороченных классов ЛБК.