پروژه بررسي كاربرد كدينگ در مخابرات

مقاله بررسي كاربرد كدينگ در مخابرات در 12 صفحه ورد قابل ويرايش 

مقدمه:

مي‌دانيم كه براي دستيابي به مخابرات امن و  اينكه اطلاعات ديجيتال بدون خطا و همچنين بدون كم و زياد شدن بيتها انتقال يابند احتياج به استفاده از يك سري تكنيكهايي مي‌باشد. يكي از اين تكنيكها  به كار بردن كدهاي كنترل خطا كه به نام كدينگ كانال[1] نيز معروف است مي باشد.

بطور خيلي مختصر كد كردن به منظور كنترل خطا به كار بردن حساب شده رقمهاي افزون مي باشد. قالبهاي تابعي كه عمل كدينگ كنترل خطا را انجام مي دهند كد كننده كانال و آشكار ساز كانال مي‌باشند. كد كننده كانال به روش سيستماتيك رقمهائي را به رقمهاي پيام ارسال اضافه مي كند. اين رقمهاي اضافي، در حالي كه خود حامل هيچگونه اطلاعاتي نيستند، تشخيص و تصحيح خطا در رقمهاي حاصل اطلاعات را براي آشكار سازي كانال ممكن مي سازند، تشخيص و تصحيح خطا، احتمال خطاي كل سيستم را پائين مي آورد.

در اين بحث ابتدا به بررسي  انواع خطاها  و كدينگ‌هاي مورد استفاده جهت از بين بردن آنها مي‌پردازيم كه از اين بين فقط در مورد  دو نوع از اين كدها ) BCH ,كانوولوشن( توضيح بيشتري داده شده است چرا كه اين دو نوع كدينگ در بحث EP از اهميت بالايي برخودار مي‌باشند.

شكل 1 تقسيم بندي كلي محافظت الكترونيك در شاخه كخابرات و زير شاخه مربوط به كدينگ را نشان مي‌دهد همان طور كه مشاهده مي شود انواع كدينگ به دو دسته اصلي كدهاي بلوكي و كانولوشن تقسيم بندي مي شوند.  

در ادامه  به بررسي انواع خطاها و كدينگ‌هاي مورد استفاده جهت مقابله با آنها به منظور ايجاد محافظت الكترونيكي در شاخه‌ سيستم‌هاي مخابراتي مي‌پردازيم.

انواع خطاها:

خطاهاي موجود در يك كانال مخابراتي به دو دسته :

الف) اغتشاش گوسي

ب) اغتشاش ضربه اي

تقسيم بندي مي‌شوند.

اغتشاش گوسي  در طراحي و ارزيابي مدولاتورها و دمدولاتورها براي انتقال مورد توجه اصلي مي‌باشند.

منابع اغتشاشي گوسي شامل اغتشاش حرارتي و ساجمه اي در تجهيزات فرستنده و گيرنده، اغتشاش حرارتي در كانال و تشعشع دريافتي توسط آنتن گيرنده هستند. اغلب چگالي طيف توان اغتشاش گوسي در ورودي گيرنده سفيد است. خطاهاي انتقال ناشي از اغتشاش سفيد گوسي طوري هستند كه وقوع خطا در يك فاصله خاص ارسال سيگنال، اثري روي كارآئي سيستم در فواصل ارسال سيگنال بعدي ندارد.

كانال گسسته را در اين حالت مي توان با يك كانال باينري متقارن مورد بحث قرار داده و مدلسازي كرد. خطاهاي انتقال ناشي از اغتشاش سفيد گوسي را خطاهاي تصادفي مي‌نامند.

نوع دوم اغتشاش كه غالباً در يك كانال مخابراتي با آن روبرو هستيم اغتشاش ضربه‌اي است كه توسط فواصل آرامش طولاني و به دنبال آن قطارهاي اغتشاش[2] با دامنه بالا مشخص مي شود.

اين نوع اغتشاش ناشي از بسياري از عوامل طبيعي و ساخت بشر مانند آذرخش[3] و حالت گذاري كليدهاي قطع و وصل مي باشد. هنگاميكه يك قطار اغتشاش اتفاق مي افتد، بر بيش از يك بيت يا سمبول اثر مي گذارد و معمولاً در سمبولهاي انتقال بعدي نوعي تابعيت خطا وجود خواهد داشت. بنابراين خطاها به صورت قطاري اتفاق مي‌افتند شماهاي كنترل خطا كه با خطاهاي تصادفي سر و كار دارند به كدهاي تصحيح تصادفي و شماهاي كد كردن كه براي تصحيح قطار خطاها طراحي مي شوند به كدهاي تصحيح قطار خطا موسومند.

زير به معرفي آنها مي‌پردازيم.

كدهاي تصحيح خطاي قطاري و تصادفي:

در غالب سيستمهاي عملي، خطاها نه مستقلاً به صورت تصادفي و نه به صورت مشخص قطاري اتفاق مي‌افتند.

در نتيجه كدهاي تصحيح خطاي تصادفي يا كدهاي تصحيح خطاي قطاري، براي برخورد با تلفيقي از خطاهاي تصادفي و قطاري، غير مؤثر يا ناكافي خواهند بود. براي كانالهائي كه در آنها هر دو نوع خطا اتفاق مي‌افتد، بهتر است كدهايي را طراحي كنيم كه قادر به اصلاح تصادفي و يا خطاهاي يك يا چند قطاري باشد.

كدهاي كانولوشن و مقايسه آن با كدهاي قالبي:

اختلاف اصلي بين كدهاي قالبي مورد بحث در قسمتهاي قبل و كدهاي كانولوشن بازگشتي[4] در اين است كه :

الف) در حالت قالبي، توليد يك قالب n رقمي توسط كد كننده واحد زماني خاص فقط وابسته به k رقم پيام ورودي در همان واحد زماني است. ولي در يك كد كانولوشن، توليد يك قالب n رقمي توسط كد كننده در يك واحد زماني نه فقط وابسته به k رقم پيام ورودي در همان واحد زماني است، بلكه وابسته به كمتر از آن قالب رقمهاي پيام قبلي نيز مي باشد.