МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра “Телекомунікації”
ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТЕЙ УНІВЕРСАЛЬНОГО КОМП’ЮТЕРНОГО ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТУ
ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ
Методичні вказівки до лабораторної роботи № 1
з курсу «Методи кодування інформації»
для студентів базового напрямку «Телекомунікації»
Львів 2001
“Дослідження можливостей універсального комп’ютерного лабораторного макету телекомунікаційної системи”. Методичні вказівки до лабораторної роботи № 1 з курсу “Методи кодування інформації” для студентів базового напрямку 0924 - “Телекомунікації”. - Львів 2001. – 11 с.
Автори: доцент Коваль Б.В.
ст. викладач Чайковський І.Б.
Рецензенти: професор, д.т.н. Оганесян А.Г.
доцент, к.т.н. Волочій Б.Ю.
У лабораторній роботі розглянуто принципи побудови, досліджуються можливості універсальної комп’ютерної програми - лабораторного макету телекомунікаційної системи, а також вивчається інтерфейс користувача даної програми.
Методичні вказівки затверджено на засіданні кафедри “Телекомунікації” Національного університету “Львівська політехніка” 04.04.2001 р., протокол № 8.
Мета роботи
Користуючись описом макету та вказівками викладача, дослідити можливості універсального комп’ютерного лабораторного макету телекомунікаційної системи, освоїти інтерфейс користувача даної програми.
Загальний опис макету
Даний лабораторний макет представляє собою зручну для коритувача універсальну програмну оболонку, яка дозволяє в діалоговому режимі моделювати і досліджувати алгоритми роботи, характеристики та властивості надлишкових завадостійких кодів, вивчати методи боротьби з різними типами помилок (некорельовані та пакетні), що виникають при передачі інформації через телекомунікаційні канали звязку.
Інформаційні повідомлення (дані що передаються через телекомунікаційний канал), результати кодування та декодування, помилки, що генеруються в даному лабораторному макеті, зберігаються в бінарному вигляді у файлах.
Дана програмна оболонка обєднує в собі можливості та здатність виконувати такі задачі:
Створювати вхідні тестові файли в текстовому чи бінарному режимі для подальшого їх використанні при роботі.
Проглядати файли на різних етапах процесу роботи в текстовому, бінарному, побітовому вигляді та при необхідності в BMP - форматі.
Вивід всіх інструментів роботи в робоче вікно, а також запуск їх з меню головного вікна.
Проводити перемішування та відновлення для каналів з пакетними помилками.
Моделювати і досліджувати вплив помилок різних типів в реальних каналах.
Реалізований універсальний кодер/декодер для виправлення помилок різної кратності на основі циклічних БЧХ - кодів. (Є можливість параметри задавати користувачем або вибирати по замовчуванню, візуальне відображення полінома та інших значень, наприклад, кіькості перевірочних розрядів, яка необхідна для виправлення помилок заданої кратності, довжини кодової комбінації та кіькості інформаційних символів).
Реалізований ітеративний кодер/декодер, який дозволяє виявляти пакети помилок.
Програма, яка дозволяє порівнювати файли по стрічках, а також в текстовому або бінарному режимі на різних етапах процесу дослідження. (символи, які відрізняються один від одого відмічаються іншим кольором).
Можливість запуску програм кодерів/декодерів та інших виконавчих програм користувача, які можуть бути написані на будь-якій мові програмування, з безпосередньо з оболонки.
Зручна система допомоги.
Порядок виконання роботи.
Перед початком роботи потрібно створити свій каталог, запустити інсталятор Y:\MZK_LAB\L_INSTAL.EXE . Вказати для нього назву свого робочого каталогу.
З меню вікна, яке зявиться після запуску Luchaha.exe вибрати пункт “Режим відображення”. Зявиться вікно моделі телекомунікаційної системи.
Натиснувши кнопку “Кодери” зявиться вікно такого типу
Рис.1. Вибір програми
Натиснувши кнопку “Вибір кодера користувача” зявиться вікно
Рис. 2. Запуск виконавчих файлів користувача.
Натиснувши кнопку “Пошук” зявиться вікно
Рис. 3. Вибір файлу.
В цьому вікні в “Drives” слід вибрати назву диску, на якому знаходиться ваш файл, в “Folders” вибрати каталог. В “List file of type” вказати розширення і в вікні “File name” натиснути на потрібний файл.
Натиснувши “OK” (рис. 2) запуститься на виконання ваша виконавча програма.
Вибравши “Згорткове кодування” запуститься вікно для згорткового кодування. Його зображено на рис. 4.
Рис. 4. Згорткове кодування.
Спочатку вибирають вхідний файл, потім задають назву вихідного файлу.
Вибирають метод кодування\декодування. Вказують дію, яку необхідну виконати (Закодувати чи розкодувати) і натискають “ОК”.
Вибравши “Ітеративний кодер” запуститься вікно для ітеративного кодування\декодування.
Рис. 5. Ітеративний кодер\декодер.
Всі дії проводяться аналогічно до попередніх.
9.Запустивши програму для БЧХ- кодів, викличемо вікно
Рис. 6. БЧХ - коде/декодер
Задаємо необхідні параметри m і Твипр. , натискаємо “Порахувати параметри”, і в вікнах відображаються обчислені результати та породжубчий поліном. Коли встановлений перемикач “Задання полінома вручну”, то є можливість задавати поліном в стрічці редагування самому. Всі інші операції проводяться аналогічно до попередніх.
При натисканні кнопки “Кодер користувача” є можливість автоматично запускати програму користувача, яка міститься в робочому каталозі і має назву “wektor.exe”.
Дані кодеки дозволяють закодовувати інормаційну послідовність, використовуючи описані вище логічні операції, вносячи при цьому певну кількість надлишкової інормації, яка дає змогу при декодуванні виявляти та, при можливості, виправляти помилки певної кратності.
Для студентів, які вивчають курс “Методи кодування інформації” є змога, використовуючи стандартні заготовки, створити власну програму кодера/декодера для дослідження властивостей вибраного коду.
10. Пристрій перемішування дає змогу переставити біти у вхідній послідовності за допомогою періодичного або псевдовипадкового алгоритму. За допомогою цього пакетний розподіл помилок перетворюється на розподіл одиночних помилок.
Рис. 7.Пристрої перемішування і відновлення інформації.
Це дає змогу використовувати не дуже складні алгоритми кодування і декодування та не вносити великої надлишковості, що суттево збільшує швидкість передачі інформації через канал зв‘язку та більшою достовіорністю виправити помилки.
В програмній оболонці при виборі з меню команди “Прогляд/бітовий” запускається програма для побітового прогляду файлів. Вибераємо файл для прогляду
Рис. 8. Вибір файлу.
За допомогою кольорових пікселів представляються біти вибраного файлу користувача на екрані (зелений - 1, червоний - 0). Є можливість погрупувати біти по розрядах (2-32).
EMBED Word.Picture.6
Рис. 9. Програма прогляду файлів.
12. При виборі команди “Порівняння файлів” можна вибрати два файли, задати режим (Binary або text). Файли з‘являються в двох вікнах редагування і, натиснівши кнопку “Compare” порівнюємо ці файли.
Рис. 10. Програми порівняння файлів.
Байти чи символи, які є невідповідними, відмічаються чорним кольором.
При натисканні кнопки “Канал” появляється вікно
Рис. 11. Імітаційна модель телекомунікаційного каналу звязку.
Задаємо тип каналу та тип помилок. При одиночних помилках задаємо параметри
Рис. 12. Вікно для одиночних (незалежних) помилок.
При пакетних помилках задаємо параметри
Рис. 13. Вікно для пакетних (корельованих) помилок.
Натискаємо кнопку “Передати”. Створюється вихідний файл, в якому внесені помилки заданого типу.
14. Зручна система допомоги.
Рис. 14. Допомога.
При виклику потрібних розділів зявляється інформація для допомоги користування прграмою, деякі теоретичні віломості, та поради при написанні власних програм кодерів/декодерів.
Література
Цымбал В.П. Теория информации и кодирование. - 1992.
Кузьмин И.В., Кедрус В.А. Основы теории информации и кодирования: Учебник для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. -1986.
Кларк Д., Кейн Д. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи. - 1987.
Кодирование информации (двоичные коды). Справочник/ Березюк Н.Т., Андрущенко А.Г., Мощицкий С.С. и др. - 1978.
Коваль Б.В. Конспект лекцій з курсу „Методи кодування інформації” для студентів базового напрямку „Телекомунікації”. – Львів, 2001.
Підписано до друку 14.05.2001. Папір офсетний. Друк офсетний.
Умов.-друк. арк. 0,69. Формат 60х84 1/16. Наклад 100 прим. Зам. 1021.
Віддруковано в НВМ Поліграфічного технікуму УАД
79008, м. Львів, пл. Митна, 1