Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Kommunikációs Rendszerek A kommunikáció Átviteli hiba XYZ-421XKZ-4_2.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Kommunikációs Rendszerek A kommunikáció Átviteli hiba XYZ-421XKZ-4_2."— Előadás másolata:

1 Kommunikációs Rendszerek A kommunikáció Átviteli hiba XYZ-421XKZ-4_2

2 Kommunikációs Rendszerek Átviteli hibák kezelése Stratégiák –Elfogadhatóság mértéke – hiba detektálás + átvitel ismétlés (Automatic Repeat Request) (ARQ) –Javitó kód alakalmazása (Forward Error Correction) (FEC) Fokozatok –Hiba megelőzés –Hibajelzés (paritás, CRC, kontroll összeg) –Hibajavitás (Hamming, Reed-Solomon) n,kkn - kn Közös elem : redundancia (n,k): k adat bit, n - k redundáns bit, n kód bit

3 Kommunikációs Rendszerek Hiba típusok Különálló (egyes) hibaTöbbes hiba Hibacsomó (burst)

4 Kommunikációs Rendszerek Paritás elemes kód

5 Kommunikációs Rendszerek Paritás elemes kód Egy un. „parit á s bit “ -et adunk az adat bitekhez A paritás bit értékével az adó oldalon az „1”-ek számát párossá (vagy páratlanná) tesszük. Vevő oldalon egy bit hiba detektálható pld. (páros paritás, 7 adat bit) küldött bitek vett bitek (nem páros, hiba) csak p á ratlan sz á m ú hiba jelz é s é re alkalmas

6 Kommunikációs Rendszerek Paritás két dimenzióban Longitudinal Redundancy Checking (LRC) Block Check Character (BCC) Az információ blokkokba szervezve Az üzenet végén egy kiegészítő byte Jelez: –Minden egyes hibát –Minden kettős hibát –Minden háromszoros hibát –Majdnem minden négyszeres hibát –Minden x-szeres hibát, páratlan x esetén

7 Kommunikációs Rendszerek Hamming kód adat bitek: Hamming kód: vett bitek: ctrl bit 1: ctrl bit 2: _._ ctrl bit 3:._._._.0000 ctrl bit 4: páratlan  páros  a hiba helye: = 5. bit

8 Kommunikációs Rendszerek Hamming kód Az ellenőrző bitek a 2 i –ik pozicióban (1,2,4,8,16, … ) Az adat bitek a többi pozicióban [3,5,6,7,9, ….) A Hamming kód előállítása –Az ellenőrző bit a bitek egy csoportjának (önmagát is beleértve) a paritását állítja be. –Az adat bitek mindig több paritásképzésben vesznek részt. Pl. 5 = 1+4 Egy hibás bit javítása –Képezzünk minden ellenőző bitet –Összegezzük a hibás paritású pozíció számokat. –Az összeg mutatja a hibás bit pozicióját (0 -> nincs hiba)

9 Kommunikációs Rendszerek Polinomiális hibavizsgálat Az üzenet végére valamilyen matematikai algoritmuson alapuló karaktert, vagy bit sorozatot helyezünk el. adat csoport (blokk) esetében –Ellenőrző összeg –Ciklikus kód (CRC)

10 Kommunikációs Rendszerek Ciklikus kódolás (CRC) moduló 2 bináris aritmetika rG(x) egy közös „r” fokú G(x) generátor polinom az adó és vevő oldalon használatosak: –CRC-8 x 8 +x 2 +x+1 –CRC-10 x 10 +x 9 +x 5 +x 4 +x+x –CRC-12: x 12 +x 11 +x 3 +x 2 +x 1 +1 –CRC-16: x 16 +x 15 +x 2 +1 –CRC-CCITT x 16 +x 12 +x 5 +1 polinom osztó

11 Kommunikációs Rendszerek Ciklikus kódolás (CRC) M r Az eredeti M üzenetet egészítsük ki r 0 bittel. Ez biztosítja, hogy a kiegészített üzenet legalább r fokú lesz. M’ R A kiegészített M’ üzenetet osszuk el (mod 2) a generátorral, a maradékot (R) jegyezzük meg. R Az eredeti üzenethez füzzük hozzá az így nyert (R) maradék tagot. Hajtsuk végre az átvitelt. A vett üzenetet osszuk el (mod 2) a generátorral Ha az így nyert maradék nem 0, akkor hibás volt az átvitel

12 Kommunikációs Rendszerek Ciklikus kódolás (CRC)

13 Kommunikációs Rendszerek CRC Hardware megvalósítás Az elterjedtség fő oka az egyszerű hardware r Az osztó áramkör XOR kapuk és r bites shift regiszter. G(x) Visszacsatoló XOR kapuk, ahol G(x) = 1

14 Kommunikációs Rendszerek Ciklikus kódolás (CRC) A CRC kód jelez minden páratlan súlyú hibát. Ha G(x) tartalmazza X+1 A CRC kód jelez minden kettős hibát ha G(x) tartalmazza 1 r A kód jelez minden hibacsomót amelynek hossza < r Ez egy nagyon fontos tulajdonság, mert a fizikai valóság az, hogy a hibák hajlamosabbak csomókban előfordulni, mint szétszórtan és függetlenül ^-r A kód hosszabb hibacsomókat is jelez 1 - 2^-r valószínűséggel

15 Kommunikációs Rendszerek Reed-Solomon példa: az RS(255,223) jelű kódot gyakran hasznáják 8-bites jelekre. Minden kódszó 255 byte-ból áll, amiből 223 byte adat és 32 byte paritás. Ennek a kódnak a jellemzői: n = 255, k = 223, s = 8 2t = 32, t = 16 A dekóder 16 hibás jelet tud kijavítani, azaz a kódszó bármely helyén fellépő, maximum 16 byte hibát automatikusan javít.

16 Kommunikációs Rendszerek Reed-Solomon A Reed -Solomon kódolás matematikai alapja az un. Galois mezők. A Reed-Solomon kódszavakat speciális generátor polinomokon alapuló aritmetika állitja elő. Egy Reed-Solomon kódszó 2t szindrómát tartalmaz, melyek értéke csak a hibáktól függ. A szindrómák értéke a generator polinom 2t gyökének helyettesítésével nyerhető. Ez egy t ismeretlenes egyenletrendszer megoldását jelentő feladat. Speciális gyors algoritmusok, hardver realizációk léteznek.

17 Kommunikációs Rendszerek Hibajavító kódok osztályai Blokk kódolás –A kódoló a k-bit hosszúságú üzenet blokkból egy n-bit hosszú kódszavat generál. –A blokkok közöt nincs adatkapcsolat. –Általában nagyobb n és k érték esetén, főleg adatátvitelre Konvolúciós kódolás –A kódoló folyamatos működésű, a beérkező üzenet jelfolyamot sorosan kezeli. –Alacsonyabb bemenő és kimenő bit számú rendszerek (tipikusan k=1-3, n=2-6) –Kisebb késleltetésű rendszerekben.

18 Kommunikációs Rendszerek Hibajavító kódok osztályai Blokk kódok –Paritás –Keresztparitás –Hamming –CRC –Reed-Solomon –Stb Konvolúciós kód –viterbi

19 Kommunikációs Rendszerek Konvolúciós kódok Feladat: a rendszer állapotának optimális becslése zajos környezetben Megfigyelés becslés

20 Kommunikációs Rendszerek Konvolúciós kódoló Áramkör modell: –két sorba kapcsolt tároló elem ( D-Flip- Flop) –Két exclusiv OR kapu X=C+B+A Y=C+A. Minden C-re érkező bit két bitet (XY) generál. (kódolási arány ½)

21 Kommunikációs Rendszerek Példa A kódoló bemenete: – A kódoló kimenete: –

22 Kommunikációs Rendszerek Konvolúciós kódoló C B A = X Y = = = = = = = = 1 0 A három bemenő változó nyolc lehetséges állapotára az áramkör igazságtáblája:

23 Kommunikációs Rendszerek Konvolúciós kódoló Jelenlegi > Következő állapot BA -C--> CBA=(XY) új BA > 000=(00) ===> > 100=(11) ===> > 001=(11) ===> > 101=(00) ===> > 010=(10) ===> > 110=(01) ===> > 011=(01) ===> > 111=(10) ===> A lehetséges állapotátmenetek:

24 Kommunikációs Rendszerek Állapotgráf A működés ábrázolható állapotgráf segítségével. Nem szemlélhető a folyamat

25 Kommunikációs Rendszerek Trellis Diagram A folyamat időben egymást követő állapotai Trellis Diagram segítségével ábrázolhatóak.

26 Kommunikációs Rendszerek Trellis Diagram b c d a Bemenő jel

27 Kommunikációs Rendszerek Trellis Diagram Note: it is assumed that you start in state 00

28 Kommunikációs Rendszerek Viterbi Dekódolás A Viterbi algoritmus: –Adva van a vett jelek sorozata (melyet konvolucios kódoló állitott elő és egy zajos csatornán át érkezett.) –meg kell állapitani, hogy mi volt a konvolucios kódoló bemenetén. ez a trellis diagramon keresztülvivő legvalószínűbb nyomvonal meghatározásával történik.

29 Kommunikációs Rendszerek Viterbi Algoritmus Soft Decision Decoding

30 Kommunikációs Rendszerek Decoder, Traceback

31 Kommunikációs Rendszerek So What’s Convolution? Add –Shift – Add –Shift – Add

32 Kommunikációs Rendszerek

33

34 Kommunikációs Rendszerek


Letölteni ppt "Kommunikációs Rendszerek A kommunikáció Átviteli hiba XYZ-421XKZ-4_2."

Hasonló előadás


Google Hirdetések