МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
Дослідження кодоутворення та принципів побудови кодерів та декодерів кодів Хемінга
Лабораторна робота № 1
Мета: вивчити принципи побудови кодів Хемінга та одержати практичні навики розробки функціональних схем кодерів і декодерів.
1)Визначити основні параметри коду Хемінга d = 3 (nk ,n, N, Nд, Nз, R, B), якщо кількість
інформаційних розрядів дорівнює двом останнім цифрам номера залікової книжки (НЗК). Цифри залікової книжки – 079.
Загальна кількість інформаційних символів - nі = 79
Кількість контрольних символів - nк = 7 (з нерівності ≥ ni + nk + 1)
Загальна кількість символів - n = nі + nк=79+7=86
Загальна кількість комбінацій - N = 2n=286
Кількість дозволених комбінацій - Nд = =27=128
Кількість заборонених комбінацій - Nз = 2n - =286-27
Надлишковість коду - R = nк / n=7/86=0,08
Швидкість передачі інформації - B = nі / n=79/86=0,92
2) Побудувати утворюючу матрицю КХ (16, 11) і на її основі закодувати число у двійковому
коді, що відповідає трьом останнім цифрам НЗК.
Код – 1001111
Матриця:
15 14 13 12 11 10 9 7 6 5 3 8 4 2 1 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1
0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
Контрольні символи :
К0=І15+І12+І10+І9+І6+І5+І3=1
K1=I3+I5+I7+I9+I11+I13+I15= 0
K2=I3+I6+I7+I10+I11+I14+I15= 0
K4=I5+I6+I7+I12+I13+I14+I15=1
K8=I9+I10+I11+I12+I13+I14+I15=1
Код Хемінга буде виглядати так :
І15 І14 І13 І12 І11 І10 І9 К8 І7 І6 І5 К4 І3 К2 К1 К0
0000100111111001
3) Побудувати перевірочну матрицю КХ (16, 11). Декодувати одну з КК одержаних в п. 2, для випадку, коли спотворень нема, коли вони є в одному, двох і трьох розрядах. Номери спотворюваних розрядів вибирати довільно.
Побудуємо перевірочну матрицю Н(16,11), яка є транспонованою до утворюючої.
15 14 13 12 11 10 9 7 6 5 3 8 4 2 1 0
1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 S8
1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 S4
1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 S2
1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 S1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 S0
0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
З матриці знаходимо S0=0, S1=0,S2=0,S4=0,S8=0, отже, помилка відсутня і комбінація правильна.
Робимо помилку у елементі І13: 0010100111111001
Знаходимо перевірочні суми: S0=1, S1=1,S2=0,S4=1,S8=1. S0=1, Si ≠0 – помилка одинарна.
Робимо помилку у елементах І7, К2: 0000100101111101
Знаходимо перевірочні суми: S0=0, S1=1,S2=0,S4=1,S8=0. S0=0, Si ≠0 – помилка подвійна.
Робимо помилки в елементах І9, І7, К8: 0000101001111001
Знаходимо перевірочні суми: S0=1, S1=0,S2=1,S4=1,S8=0. S0=1, Si ≠0 – помилка непарної кратності.
4) Ознайомитися з схемою, передати і прийняти кодові комбінації, одержані в п. 2 без спотворень та із спотвореннями. Порівняти синдроми, які відтворюються індикаторами S0, S1, S2, S4, S8 з результатами, одержаними в п. 3.
Без спотворень
Одинарна помилка
Подвійна помилка
Потрійна помилка
5) Скласти схеми кодера і декодера кодів Хемінга при d = 2, d = 3.
При d=2
При d=3
6) Побудувати графіки залежності B=f2(ni) та R=f1(ni) для коду Хемінга з d = 3, якщо кількість інформаційних розрядів змінюється від 1 до 250.
Залежність швидкості передачі інформації від кількості інформаційних символів
Залежність надлишковості коду від кількості інформаційних символів
Висновок: на даній лабораторній роботі я вивчала принципи побудови кодів Хемінга та одержала практичні навики розробки функціональних схем кодерів і декодерів.