АЛМАТЫ  ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

 

 

Автоматты электрбайланыс кафедрасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АҚПАРАТ ТЕОРИЯСЫ

 

Курстық жұмысты орындауға арналған  әдістемелік нұсқаулар

(050704 - Есептік техника және бағдарламалық қамтамасыздандыру

мамандығының күндізгі бөлімінде оқитын студенттер үшін)

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2006

 

 

 

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Ә. Ж. Жанқозы, Қ. С. Чежимбаева. Ақпарат теориясы. Курстық жұмысты орындауға арналған  әдістемелік нұсқаулар (050704 - Есептік техника және бағдарламалық қамтамасыздандыру мамандығының күндізгі бөлімінде оқитын студенттер үшін).- Алматы: АЭжБИ, 2006.- 21б.

 

Әдістемелік нұсқаулар 100-ден аса нұсқалы бастапқы мәліметті тапсырмасы бар курстық жұмысты орындауға арналған және де курстық жұмыстың мазмұны мен хаттауына қойылған талаптардан тұрады. Тағы да, ұсынылған әдебиеттер тізімі берілген.

050704 – Есептік техника және бағдарламалық қамтамасыздандыру мамандығының студенттеріне арналған әдістемелік нұсқаулар.

 

Кесте 6, библиограф.- 2 атау.

 

 

Пікір жазушы: ТКЖ кафедрасының техн. ғыл. канд.,

доцент Г.С. Казиева

 

 

 

 

 

 

Алматы энергетика және байланыс институты 2006 ж. қосымша жоспары бойынша басылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ãАлматы энергетика және байланыс институты, 2006 ж.

 

 

 

 

Алғысөз

«Ақпарат тоериясы» пәні жүйені талдау және синтездеу және әртүрлі жұмысқа арнаулы байланыс құрылғылары қазіргі әдістерін білетін инженерлерді дайындауғы арналған іргелі тәртіптердің тізіміне жатады.

Қазіргі заманның инженері, байланыс жүйесін жобалап, нақты техникалық талаптарды қанағаттандыратын, байланыс жүйесіндегі жобалайтын таңдалынған таралу тәсілінде модуляцияда, кодалауда потенциалды мүмкіндіктерді жасауы және олардың потенциалдыға жақындауына арналған байланыс жүйесінің сипаттамаларының жақсару жолдарын анықтайды.

Курстың мақсаты негізгі заңдылықтарды және байланыс арнасы бойынша ақпарат тарату әдісі, қабылдау және таратудың ықтималдылығының жоғарлату әдісін зерттеу. «Ақпарат теориясы» курсында хабарды тарату кезіндегі қолданатын сигналдардың сипаттамасы, хабарды, сигналды және бөгеуілді математикалық түрде көрсету тәсілі, сигналдардың қалыптасу әдістері және олардың электрлік тізбекте түрленуі, бөгеуілге тұрақты талдау және электробайланыс жүйесіндегі өткізу қабілеттілігінің сұрақтарын, бөгеуілге тұрақты кодалау, хабарды тиімді қабылдау әдістері, көпарналы тарату принципі, байланыс жүйесіндегі үйлесімді сұрақтар қарастырылады. «Ақпарат теориясы» курсы келесі инженерлік пәндерде оқылатын байланыс техникасының теориялық негізін құрастырды.

«Ақпарат теориясы» пәнін екінші курста төртінші семестрде оқиды. Осы пәнді оқу нәтижесінде студенттер байланыс жүйесін орнату, осы жүйенің тиімділігін талдау, байланыс жүйесіндегі сигналды тарату және қабылдау әдістерін таңдау және де оларды қабылдаудағы бөгеуілге тұрақтылықты жоғарлату.

Төртінші семестрде студенттер осы пәннен кешенді түрдегі емтихан тапсырады. Алдымен, 30 сұрағы бар тест өткізіледі, оны өту үшін 16 және одан көп сұраққа жауап беру керек. Тесті тапсырған студенттер қанағат деген бағаны ала алады, жоғары баға алу үшін олар осы пәннен жазбаша емтихан тапсырады. Емтихан билетіне 1 есеп және 2 теориялық сұрақ кіреді. Жақсы деген бағаны алу үшін есепті дұрыс шығару керек және оның шығарылуын түсіндіру керек. Өте жақсы деген бағаны алу үшін 2 теориялық сұраққа жазбаша жауап беріп және оның мағынасын ауысша түсіндіруге дайын болу керек, оны емтихан қабылдаған мұғалім талап етсе.

«Ақпарат теориясы» пәнінен курстық жұмыс орындалады. Оқу процесінде орындалатын курстық жұмыс, студенттерге «Ақпарат теориясы» курсының бөлімдерінің негізін түсініп, инженерлік практика кезінде кездестірілетін есептерді шығару дағдысын көмектеседі.

Курстық жұмыс 2 тапсырмадан тұрады: бірінші тапсырмаға циклдік коданың кодерлер және декодер сұлбасын зерттеу, 2-сі – тиімді байланыс жүйесінің сұлбасын зерттеу және оның параметрлерін есептеу. Олардың бірлесіп шығарылуы тапсырманың негізгі мақсатын ашады – ол телекоммуникациялық жүйені үлгілеу. Және де телекоммуникациялық жүйені үлгілеу үшін арналған, циклдік кодтың кодалаушы және декодалаушы құрылғысын модуляция және демодуляция арқылы «System View» дестесіе қолданып өз нұсқасы бойынша сұлбаны қарастыру. «Ақпарат теориясы» -нан тапсырманы орындаудың алдында, курстық жұмысты безендіру мен орындау талаптарымен және нұсқа таңдау ретімен танысу керек.

 

 

 

 

1 Курстық жұмыстарды безендіруге және орындауға қойылатын талаптар

 

1.1 Нұсқауды таңдау

 

Нұсқа номері сынақ кітапшасының нөмерінің соңғы 2 санына сәйкес келеді (соңғы және соңғысының алдыңғысы). Мысалы, егер сынақ кітапшасының нөмері 200002 болса, онда нұсқау нөмері 02 болады.

 

1.2 Курстық жұмыстарды орындауға қойылатын талаптар

 

Әрбір тапсырманы орындау, ең алдымен тапсырма тақырыбына қатысты теориялық материалды оқып үйренуден басталуы керек. Бұған әдістемелік нұсқаудың әдебиеттер тізімінде келтірілген оқулық әдебиеттер көмектеседі. Тапсырманы ойлана орындау, шешу жолын нақты көрсету және алынған нәтижені негіздей білуі керек.

Тексерілген жұмыс қорғалынуы керек. Қорғауға жіберілгеннен кейін студент оны мұғаліммен тағайындалған уақытта қорғайды. Нәтижелі қорғау үшін: мұғалімнің ескертуі бойынша түзетулер жүргізу, тапсырманың орындалу жолын толығымен түсіндіре білу, есептеу формулаларының дұрыс қолданылғандығын және де оған кіретін таңбалардың мағынасын білуі керек.

Курстық жұмысты қорғау кезінде әрбір студент орындалған тапсырма бойынша түсіндірме беруге дайын болуы қажет.

Есте сақтау керек, курстық жұмыс тиянақсыз, толық емес немесе өзінің нұсқасы емес бойынша орындалған болса, ол жұмыс қабылданбайды және жаңадан безендіріледі.

 

1.3 Курстық жұмысты безендендіруге қойылатын талаптар

 

Курстық жұмыстың түсініктемелік хаты оқу жұмысының фирмалық стандартына келісті құрастырылып және безендіріледі [11].

 

1.3.1 Курстық жұмыс - А4 форматының ақ қағазында орындалады. Ол қағаздың бір жағында ғана тиянақты безендіріліп, анық немесе компьютермен теріліп жазылуы керек. Екінші жағы студенттің қателерін түзеу мен қосымша жұмыстар жүргізулерге арналады.

1.3.2 Әрбір тапсырманың алдында өз нұсқасына сәйкес берілген мәндер мен тапсырманың шарттары келтіріледі.

1.3.3 Мәтін беттері, кесте, сурет, формулалар номерленеді.Тексергенге оңайырақ болуы үшін барлық есептеулер толық ашылып жазылуы қажет.

1.3.4 Есептеу формулалары жалпы түрде әріптік белгілері ашып жазылады және мөлшері көрсетіледі. Барлық сандық мәндерін, тек ғана негізгі бірліктерге қою керек.

Жұмыс мәтінінде орындалған тапсырмаларға қысқаша түсініктеме жазып және де формулалар мен сызбанұсқалардағы әдебиеттер тізіміне нұсқау жасау қажет.

Курстық жұмыс, аталған талаптарға сай келмесе, толықтыруға жіберіледі.

 

2 Курстық жұмыстың тапсырмалары және оларға арналған әдістемелік нұсқаулар

 

2.1 №1 тапсырма

 

Біреселі қатені түзейтін, циклдық кодтың кодер мен декодердің құрылымдық сұлбаларын жетілдіру. Ол үшін керекті:

а) коданың (n, k) параметрлерін анықтау; d0 минималды кодалық арақашықтықты, r коданың минималды керекті тексеру элементтерінің санын, берілген n кодалық арақашықтық және k-ақпаратты элементтердің саны кезінде n кодалық комбинациясының ортақ ұзындығын қамтамасыз етеді (1-кесте);

ә) берілген қарапайым коданың  Q(0,I) (1-кесте) кодалық комбинациясының циклдік коданың F(0,l) кодалық комбинациясын құрастыру;

б) берілген коданың құрастырушы (тудырушы) және тексеруші матрицасын құрастыру және де біреселі қате  кезіндегі әртүрлі разрядтағы синдромның матрицасын  құру  керек;

в) декодалау үшін синдромды (қалдықты) есептеу әдісімен i-ші дәрежедегі (1-кесте) қабылдауындағы біреселі қатені түзету режим жұмысы кезінде түзеле ме және i-ші және j-ші дәрежелеріндегі (1-кесте) қателердің екіеселі қателік қатені табу режим жұмысында табылады ма, соны тексеру;

г) берілген коданың кодер сұлбасын құрастыру және берілген қарапайым кодтың кодалық комбинациясын кодалау кезіндегі кодер сұлбасындағы ұяшық қалпының кестесін құру;

д) біреселі қатені түзету режим жұмысындағы декодер үшін синдромды (қалдықты) есептеу әдісімен берілген коданың декодер сұлбасын тұрғызу және декодалау кезіндегі , циклдік коданың кодалық комбинациясын қатесіз құрастыру және кодалық комбинациясының берілген дәрежесіндегі біреселі қате кезіндегі декодер сұлбасындағы ұяшық қалпының кестесін құрау;

е) біреселі қатені түзету режим кезіндегі мажоритарлы декодалау (дауыс беру әдісі) үшін берілген коданың декодалау сұлбасын құрастыру;

ж) мажоритарлы декодалау кезіндегі, қабылдауындағы i-ші дәрежеде біреселі қате түзеледі ме, соны тексеру;

з) берілген нұсқа бойынша, модуляциясы және демодуляциясы бар циклдық коданың кодалау және декодалау құрылғысының сұлбасын құру және де «System View» дестесін қолданып сұлбаны құрастыру.

 

 

 

1 - кесте Бастапқы деректер

Нұсқаның соңғы саны

 

0

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

Кодалық комбинацияның бірінші жартысы

 

10

 

110

 

0010

 

00011

 

01

 

011

 

1000

 

11011

 

101

 

10010

Қателі дәрежелер      i

      

               

                        j

 

1

 

2

 

3

 

5

 

4

 

2

 

4

 

6

 

5

 

7

 

 

3

 

5

 

6

 

7

 

1

 

3

 

2

 

4

 

3

 

6

 

Модуляция түрі

Квадратуралық

 модуляция

АМ

 

ЖМ

ФМ

Нұсқаның соңғы санының алдыңғысы

 

0

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

Кодалық комбинацияның екінші жартысы

 

10

 

011

 

1001

 

00110

 

11

 

101

 

1010

 

01010

 

1111

 

00000

 

 

2.2 №1 тапсырманы орындауға арналған әдістемелік нұсқау

 

Тапсырманы орындау үшін түзетуші кодалардың құрастыру негізі, табу принципі және кодалық комбинациядағы қатені түзетуі бойынша керекті деректерді қарастыру керек, түзетуші коданың параметрлерінің негізгі мағынасын түсіну қажет [7, бет.307-313, 315-318; 8, бет.99-104, 110-124; 127-129; 9, бет.263-273; 16, бет.48-56, 68-77, 82-91, 93-97; 17, бет.209-225], негізгі көңілдеріңізді мына мысалға аудару керек 18.1, 18.2, 18.5, 18.6 [7], ал ең негізгісі мынау 6.3 -6.9 [8]:

а) кодалық арақашықтық, минималды кодалық арақашықтық түсініктерін түсіндіру керек және оның қатені түзету есесімен байланысын көрсету керек. Кодалық комбинациядағы ақпараттық және тексеруші элементтердің қатынасының коданың талап етілетін минималды кодалық арақашықтығының тәуелділігін қарастыру, коданың құрастырушы полиномын таңдау ережелерімен және циклдық коданың кодалық комбинациясының алгоритмін құрастыру керек [8, бет. 104, 114, 6.2 - кесте, 112-113].

ә) пунктін келесі тізбекте орындау қажет: d0-ды анықтау керек, сосын r мен n-ді, (n, к.) кодының параметрлерін жазу керек.

Коданың d0 минималды кодалық арақашықтығын анықтаған кезіндегі қатені tтүз түзей алады, (18.4) [7] немесе (6.6) [8] өрнектерін қолданыңдар.

Минималды кодалық арақашықтық мына формуламен анықталады

                                                                    do=2*tтүз.+1,                                         (1)

мұндағы tтүз..- түзелетін қателердің еселігі;

d0=3 болғанда, тек осы  код үшін r тексеру элементтерінің мөлшерін анықтағанда ғана нақты қатынасы белгілі: (6.9) [8], мұндағы n = k+r. Мұнда k - қарапайым коданың кодалық комбинациясының ұзындығы (ақпараттық элементтің мөлшері): n- түзетуші коданың кодалық комбинациясының ортақ ұзындығы. Осы қатынасты тағы мына түрде көрсетуге болады

 

2r>k + r+l, немесе  r>log2(k + r+1).                 (2)

 

Осы қатынасты қолдана отырып, r кіші мәнінен бастап, келтіру жолымен оның минималды мәнін табуға болады, осы қатынасты қанағаттандыруы қажет. Сонымен қатар циклдық коданың кодалық комбинациясының ортақ ұзындығы n= k + r құрайды;

б) құрастырушы полиномды таңдау керек және циклдық коданың кодалық комбинациясын құрастыру керек. Циклдық коданың кодалық комбинациясын алгебралық және цифрлық түрде құрастыру керек.

Циклдық кодпен кодалау 18.5 [7], 6.3 [8] мысалдарында көрсетілген.

Коданың құрастырушы полиномын 18.1 [7, 316 бет] кестесінен немесе 6.2 [8, 114 бет] кестесінен, 7.2 [9, 268 бет] кестесінен таңдап алуға болады. [8,9]-да құрастырушы полиномдар цифрлық және алгебралық түрде келтірілген. Кодтың құрастырушы полиномның дәрежесі r кодының тексеруші элементтерінің мөлшеріне тең болуы керектігін ескеру керек. Құрастырушы полиномды ұқыптылап таңдау керек, өйткені кейбір әдебиеттерде полином кестелері қате болып келеді ([9, 7.2 - кесте], r = 4 үшін алгебралық және цифрлық түрлеріндегі полиномдарының сәйкессіздігі).

Екілік сандардың цифрлық және алгебралық түрде көрсетілуі, және де қосу және бөлу операцияларын өткізуі [7, 315 бет; 8, 110-111 бет] көрсетілген.  Құрастырушы полиномды цифрлық және алгебралық түрдегі кодалық комбинацияға бөлудің мысалдары [8, 113, 315, .117, 118 беттер] көрсетілген. Циклдық коданың кодалық комбинациясын құрастырғандағы оны цифрлық және алгебралық түрде көрсетілу мысалы [8,113-114 бет, 6.3-мысал] көрсетілген.

F(0,l) циклдық коданың кодалық комбинациясын құрастырғаннан кейін, оның дұрыстығын тексер. Циклдық коданың кодалық комбинациясының дұрыстығын тексеруі оны Р (0,1) құрастырушы полиномға бөлу жолымен көрсетіледі. Нөлдік қалдық алу (қалдықсыз бөлу), кодалық комбинацияны дұрыс құрастырғанды көрсетеді, яғни циклдық коданың рұқсат етілген кодалық комбинациясы екенін көрсетеді. Нөлдік емес қалдық алу (қалдықтың бар болуы) кодалық комбинациясының дұрыс еместігін көрсетеді, яғни циклдық коданың рұқсат етілмеген кодалық комбинациясы болып келеді;

в) систематикалық кодалардың матрицалық түрі [8, 118-124 бет. , 6.7, 6.8, 6.9 мысалдары] келтірілген. G - коданың құрастырушы матрицасы W=1 салмақты қарапайым коданың кодалық комбинациясының негізінде циклдық коданың кодалық комбинациясының құрастыру жолымен құрастырылған. Коданың тексеруші матрицасымен құрастырушы матрицасының өрнектерінің өзарабайланысының негізінде құрастыруға болады

 

                                        Hr.n=RT  k,r * Er,r,                                        (3)

 

мұндағы Hr,n-   r жолды және k бағанды өлшемді тексеруші матрицасы ;

      Rтk,r - құрастырушы матрицаның транспонирленген тексеруші астынғы матрицасы ( k  жолды және r бағаналы өлшемді);                                                                              

        Е r, r - r жолды және r бағана өлшемді екілік квадратты астынғы                                                                                                       

                матрица.

Коданың тексеруші матрицасын құрастырғаннан кейін кодалау алгоритмі көмегімен берілген қарапайым коданың кодалық комбинациясының кодалау операциясын өткізу керек, ол осы матрицамен беріледі, және оны циклдық коданың кодалық комбинациясымен салыстыру керек, ол құрастырушы полиномға бөлу және бөлімінен қалдықты табу жолымен табылған. Олар сәкес келу керек.

Әртүрлі дәрежедегі біреселі қате кезіндегі синдромды тапқанда [7, 317-318 бет; 8, 116-117 бет] материалдарын қолданамыз. 18.2 [7] кестесінде құрастырушы полиномды Р(х)= х3+x+1 және P(x)=x3+x2+1 (7,4) кода үшін синдромдар түрі көрсетілген , ал [9, 271 бет.] - құрастырушы полиномды Р(х)=х4+х+1 (9,5) кода үшін. Әртүрлі дәрежелі қате кезіндегі синдром матрицасын (бөлудің қалдықтан құрастырушы полиномға) құрастыруға болады, оны құрастырылған кодалық комбинацияның әртүрлі дәрежесіне қатені тізбектей енгізе және құрастырылған полином нәтижесінде алынған комбинацияны бөлеміз. Осы кезіндегі алынған қалдықтар, осы дәрежедегі синдром қателіктері болып келеді.

С синдромдар матрицасын Е (ОД) біреселі қателіктердің әртүрлі векторды Р(ОД) құрастырушы полиномды бөлу жолымен құрастыруға болады. Осыны есепке ала отырып, әртүрлі разрядтағы синдром қателіктерін құрастырушы матрицадан алуға болады (кодалық комбинацияның тексеруші бөлімі). Еске сақтау керек: берілген кодалық комбинацияға тәуелсіз бір дәрежедегі қате, сол бір синдромды береді;

г) декодалау кезіндегі синдромды (қалдық) есептеу әдісімен кодалық комбинацияның i-ші дәрежесіндегі біреселі қатені түзету мүмкіндігін циклдық коданың кодалық комбинациясының осы дәрежесіне қатені енгізу және  шыққан комбинацияны құрастырушы полиномға бөлу жолымен тексеруге  болады. Осы дәрежедегі (синдром матрицасындағы) синдромды қателіктің қалдықпен (синдромдағы) бірге шыққан сәйкестігі, оны түзетуге болатындығын айтады.

Екіеселі қатені табу мүмкіндігін тексеру үшін (i-ші және j-ші кодалық комбинацияның дәрежесіндегі) циклдық коданың кодалық комбинациясының дәрежесіне қатені енгізу керек және шыққан комбинацияны құрастырушы полиномға бөліп, осы дәрежедегі қателік кезіндегі синдромды табу керек. Осыдан шыққан кодалық комбинацияның (синдром матрицасы бойынша) бір кез-келген дәрежесіндегі синдромды қалдықтың (синдромның) біреселі қатесі кезінде шыққанын салыстыру немесе синдром матрицасындағы берілген синдромның болмауы, екіеселі қатенің табылуын айтады (синдром нөлдік емес), бірақ ол түзелмейді (синдром басқа дәрежедегі қате кезіндегі синдроммен сәйкес келеді немесе болмайды). Кодалық комбинациядағы екіеселі қате кезіндегі синдром түрлерін анықтауға болады. Екіеселі қатенің әртүрлі нұсқа кезіндегі синдромдардың сәйкес келуі, оны түзету мүмкін еместігін, оны тек ғана табу мүмкіндігін айтады;

д) кодер сұлбасын 6.9 - суретіндегі [8, 129 бет], 7.9 - суретіндегі [9, 285

бет ], 21, 22, 23 - суреттеріндегі [16, 89-92 бет.], 5.4, 5.5 - суреттеріндегі [17, 221-222 бет.] сұлбалары бойынша орындауға болады. Ығысу регистрінің және кідірту регистірінің ұяшығының санын құрастырушы полиномның дәрежесіне тең етіп аламыз, ал қосқыштар санын – құрастырушы полиномның салмағынан 1-ге кіші етіп аламыз. Екінші модульді қосқыштар ұяшығының алдынан қосылады, олар құрастырушы полиномның бір позициясында тұрады, оның үлкен разрядқа қатысы жоқ. Мысалы: егер Р(х)=х32+1 құрастырушы полином, Р(0,1) = 1101-ге сәйкес келсе, онда ығыстыру регистрында 3 ұяшық болу керек (3-ші дәрежелі құрастырушы полином), оған екі қосқыш қосылады (құрастырушы полиномның салмағы W=3 болғандықтан), қосқыштар 1-ші және 3-ші ұяшықтардың алдында қосылады. Берілгең қарапайым коданың кодалық комбинациясындағы әрбір кодалаудың тактісіндегі кодердің ұяшық күйінің кестесін құрастыру керек;

е) декодер сұлбасындағы декодалау синдромды (қалдықты) есептеу әдісі үшін, кідірту және бөлу регистрінен басқа, синдромның дешифратор сұлбасын және біреселі қатені түзету сұлбасын құрастыру керек. Циклдық коданың кодалық комбинациясы қабылдайтын декодалаудың әр тактісіне қатысты декодердің барлық ұяшықтарының күйлерінің кестесін екі жағдайға құрастыру керек: қатесіз кодалық комбинацияны қабылдағанда және берілген i-ші дәрежелі біреселі қателі кодалық комбинацияны қабылдағанда.

Бірінші жағдайда нөлдік синдром шығу керек, ал екіншісінде – синдром, кодалық комбинациядағы осы (i-ші) дәрежедегі синдром қателігіне сәйкес болу керек. Біреселі қателіктің қалай түзелетінін көрсету керек;

ж) мажоритарлы декодалау бойынша материалды [10, 23-28 бет.;12, 16, 93-97 бет.] табуға болады. Мажоритарлы декодалау үшін декодер сұлбасын тексеру жүйесінің негізінде құрастырады. Сұлбада есептеуді таңдаудағы мажоритарлы элемент қолданылады. Мажоритарлы әдіспен декодалау кезінде есептеу нұсқасының көп болғаны есептеуді қабылдау принципі қолданылады (мажоритарлы принципі). Кодалық комбинациясының барлық элементтері үшін коданың тексеруші матрицасы бойынша жеке тексеру жүйесін құрастыру керек. g - тексеру саны жүйеде тақ болуы керек. Әр тексерудің оң жағында (ni) 1-ші элементіне ni-ден басқа элементтер кіреді, және де осы элементтердің барлығы бірдей тексеру санына кіреді. Жүйеде тексеру саны тексеру мөлшеріндегі қосақталған шамадан үлкен болуы керек, оған әрбір элемент кіреді. Егер t<g/2 қатынасы орындалса, мұндағы t-түзетілген қатенің еселігі, g- тексеру саны (тақ), онда t еселі барлық қателер түзеледі. Егер де (g жұп болғандағы ) t=g/2, шешуді қабылдаудың екі нұсқасы үшін дауыстардың теңдігі болуы мүмкін. Қате табылады, бірақ ол түзетілмейді.

Қабылданған кодалық комбинациясының әрбір элементі үшін коданың тексеруші матрицасы бойынша тексеру жүйесін құрастыру керек. ni элементі үшін тексеру жүйесі  тексеру матрицасы бойынша құрастырылады (оның жолы бойынша, жолының 2-нің 3-тің және т.б. қосындысы). Басқа элементтердің кодалық комбинациясы үшін циклдық коданың қасиеттері қолданылады: коданың рұқсат етілген кодалық комбинациясының циклдық ығысуы жаңа рұқсат етілген кодалық комбинацияны береді. Осыдан басқа элементтер үшін тексеру жүйе элементтерінің циклдық ығысу жолымен ni элементі үшін тексеруге болады. Осы қасиеттің негізінде кодалық комбинацияның қалған элементтеріне тексеру жүйесі құрастырылады және декодер сұлбасы құрастырылады.

Декодер сұлбасы ығысу регисторынан, екі модулі бойынша қосқыштардан және есептеуді таңдаудың мажоритарлы элементінен тұрады. Қосқышқа регистр ұяшығының шығыстары қосылады және осы берілген тексеруге кіретін кодалық элементтер. Декодер шығысынан регистрдің кірісіне кері байланысты тізбек болу керек, ол кодалық комбинацияның барлық элементтерінің декодерлеуін жүргізеді;

ж) тексеру жүйесі бойынша циклдық коданың кодалық комбинациясының элементтері үшін қателі берілген i-ші дәрежедегі (1 - кесте) құрастырылған кодалық комбинацияның тексеруін жүргізу керек және кодалық комбинацияның әрбір элементі үшін алынатын мәнін анықтау керек. Кодалық комбинацияның барлық дұрыс қабылданған элементтері регистрленетінін , ал қателі элемент түзелетінін ескеру керек.

 

2.3 №2 тапсырма

 

Байланыс жүйесінің ықтималдық қатесінің минимум критериі бойынша квазитиімділікті қарастыру және оның негізгі параметрлерін есептеу:

а) берілген модуляцияның түрі және қабылдау тәсілі үшін байланыс жүйесінің құрылымдық сұлбасын қарастыру (2 - кесте);

ә) берілетін ақпаратты сигнал AF спектрдің кеңдігімен (3 - кесте ) төменгі жиілікті аналықты сигнал екенін ескере отырып, оның түрлендіруін сипаттау керек, ол АЦТ-те цифрлық ИКМ сигналына өткенде осыған ұшырайды. Кванттау бірқалыпты, М - кванттау деңгейінің саны, Д - кванттау қадамы (4 - кесте), код екілік симметриалы;

б) Ттакг тактілі аралықты (кодалық комбинацияның бірлік элементінің ұзақтығы) және  цифрлы ИКМ сигналының N- арналы (4 - кесте) цифрлық тарату жүйесіндегі R ақпараттың таралу жылдамдығын анықтау;

в) байланыс жүйесіндегі модулятор мен демодулятордың құрылымдық сұлбасын  қарастыру керек  және оның жұмысының алгоритмін жазу керек;

г) детектордың кірісіндегі сигналдың амплитудасын анықтау керек, сол кезде    берілген Рқ   қателік ықтималдығы (4 - кесте) алынады, оған  W0  қуаттың спектрлік тығыздығы бар гаусстық  шудың арнаға әсер етеді (4 - кесте);

д) байланыс жүйесінің өткізу қабілеттілігін анықтау керек.

 

2 - кесте

Нұсқаның соңғы саны

 

Модуляция түрі және қабылдау тәсілі

0

1

2

3

4

5

6

7

 

8

 

9

ДАМ, тиімді когерентті  қабылдау

ДАМ, тиімді когерентті емес қабылдау

ДАМ, тиімсіз қабылдау

ДЖМ, тиімді когерентті қабылдау

ДЖМ, тиімді когерентті емес қабылдау

ДЖМ, тиімсіз қабылдау

ДФМ, тиімді когерентті қабылдау

ДСФМ, тиімді когерентті  қабылдау ( полярлықты салыстыру)

ДСФМ, тиімді когерентті емес қабылдау (фазаны салыстыру)

ДСФМ, ФС кезіндегі тиімді когерентті қабылдау

 

 

3 - кесте

Нұсқаның соңғы саны

 

0

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

DF, кГц

3,4

 

5

 

20

 

600

 

20

 

10

 

1,5

 

3

 

15

 

100

М

   64

128

256

512

64

128

256

512

64

128

Нұсқаның соңғы санының алдыңғысы

 

0

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

Кванттау қадамы D, у.е.

 

2,6

 

2,7

 

2,8

 

2,9

 

3,1

 

3,2

 

3,3

 

3,4

 

3,5

 

3,6

 

 

 

 

 

 

4 - кесте

Нұсқаның соңғы саны

 

0

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

N

2

3

6

8

10

20

18

15

17

12

Pқат

10-3

10-4

8*10-3

2*10-7

5*10-4

2*10-6

3*10-5

7*10-4

10-5

3*10-3

Нұсқаның соңғы санының алдыңғысы

 

0

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

W0. В2/ Гц  

10-6

 

10-5

 

2*10-4

 

5*10-6

4*10-5

8*10-7

3*10-4

7*10-5

 

8*10-6

5*10-7

 

 

2.4 №2 тапсырмаға арналған әдістемелік нұсқаулар:

 

а) осындағы [7, 8-16 бет.; 13, 13-27бет.; 14, 106-115, 126-131, 274-277 бет.; 17, 8-15, 106-107 бет.] берілген материалдармен танысу керек.

Байланыс жүйесінің құрылымдық сұлбасы таралу жағында үзіліссіз хабардың көзін, хабарды аналықты сигналға түрлендіргішті, аналықты сигналды цифрлық ИКМ сигналға түрлендіру құрылғысын, берілген модуляция түріне сәйкесті (2 - кесте ) модуляторды, жолақты сүзгіні кіргізу керек. Жүйенің қабылдау жағында жолақтысүзгіден, берілген модуляцияның түріне сәйкесті демодулятордан және қабылдау тәсілінен (2 - кесте), цифрлық ИКМ сигналын аналықты сигналға түрлендіру құрылғысынан, сигналды хабарға түрлендіргіштен, хабарды қабылдағыштан тұрады.

Байланыс жүйесінің құрылымдық сұлбасындағы құрылғының аббревиатуралық аттарын ашып жазып және оның аттарына қысқаша түсініктеме жазу керек;

ә) [7, 279- 284 бет.; 13, 335-338 бет.] берілген материалдармен танысу керек. Аналықты сигналдың цифрлық АЦТ-ға түрлендіруін берілген екі есепті мәнді сигналдарды нақты мысалмен көрсету керек, нұсқа нөміріне тең оң таңбамен және нұсқа нөмірінің жартысына теріс таңбамен шартты бірлікте көрсету керек (ш.б.). Мысалы, № 45 нұсқа үшін: Uд1 = 45 ш.б., Uд2= - 22,5 ш. б, Нұсқа нөмірі, 15-тен кіші болса, оған 15-ті қосу керек. Мысалы, № 14 нұсқа үшін дискретті есептеу мәні мына нұсқаға берілгендей береді  (14+15)=29, яғни  Uд1 = 29 ш.б.., Uд2 = -14,5 ш.б.

Берілген сигналдардың дискретті есептеу мәнін Uд1  және  Uд2 , UKB барлық мүмкін кванттық мәндерді анықтау керек, UKB1 және UKB2 есептеудің кванттық мәнін, кванттаудың барлық деңгейінің нөмірін және деңгей нөмірін, N1 және N2 есептеуінің квантталған мәніне сәйкес келетін, k кодалық комбинацияның ұзындығын анықтау керек. М кванттау деңгейінің санынан шығатын екілік симметриялы код үшін кодалық комбинацияның ұзындығын анықтаймыз

 

k = 1 + log2M,                                               (4)

 

мұндағы бір – қосымша элемент (бірінші) деңгейдің нөмірінің белгісін кодалауға арналған (кодаланған есептеудің полярлығы), көбінесе «0»-теріс мәндер үшін арналған және «1»-оң мәндері үшін берілген. Нөлге тең есептеу мәніне, көбінесе «1» деген белгілік элемент қосылады.

Берілген есептеулердің кодалық комбинациясын құрастыру (кванттау деңгейінің нөмірі) және цифрлық ИКМ сигналының шығысындағы АЦТ-лы уақыт осының масштабын көрсете отырып уақыттық диаграммасын салу керек.

Есептеу тізбегі келесідей болады:

-       k кодалық комбинациядағы дәреже саны анықталады;

-       кванттау қадамы арқылы келесі нөлден оң және теріс жақтарына жүретін, саналымның кванттық (рұқсат етілген) мәндері есептеледі. Оң жағындағы М кванттау деңгейінің санына кванттау мәнінің саны сәйкес келу керек, теріс жағына да солай;

-       кванттаудың барлық деңгейіне нөмерлену қойылады, нөлден бастап оң және теріс жақтарына (0,   ±1,   ±2,   ±3…), және де оларға сәйкес келетін кодалық комбинациялар құралады;

-       берілген есептеулер квантталады, яғни олардың мәндері жақын кванттық (рұқсат етілген) мәндеріне сәйкестіріледі;

-       кванттық есептеулерге сәйкес келетін, деңгейінің нөмерлері кодаланады, k разрядының есептелген мәнінің мөлшеріне кодалық есептеулердің ұзындығы сәйкес келуі керек.

k=4  үшін симметриялы екілік кодпен кодалану мысалы 5 - кестеде берілген. Кодалық комбинациядағы бірінші (жоғарғы) разряд – белгілі.

 

5 - кесте

Кванттау деңгейлерінің нөмерлері

0

Кодалық

комбинация

1000

1001

0001

1010

0010

1011

0011

1100

0100

1101

0101

1110

0110

1111

0111

 

Симметриялық екілік кодтың ондық санымен кодалау мысалы (деңгейдің  нөмірі) «-19» үшін m =6, 6 - кестеде берілген.

             

6 - кесте

Кодалық комбинацияның

дәрежелері

х

х

х

х

х

х

Разряд салмақтары

Белгілік разряд

24=16

23=8

22=4

21=2

20=1

19 саны екілік кодтың разряд салмағының қосындысы түрінде көрсетілген: 19=16+2+1. Онда қосындыда болған (х) разрядының орнына «1» элементі қойылады, ал қосындыда болмаған разрядтардың  орындарына «0» элементі болады. Теріс санға бірінші (белгілік) элемент - «0». Кодалық комбинацияның 010011 түрде болады;

б) Тд сигналдың дискретизация аралығы Котельников теоремасына сүйене отырып, дискретті (АИМ) сигналдың (д>2*) спектріндегі  кажетті қорғанысты жиіліктік интервалдың және 8 кГц еселі дискретизация жиілігіне есеп жүргізу арқылы анықталады. Мұндағы -дискретизация жиілігі.

N-арналы байланыс жүйесіндегі ИКМ сигналының Ттакт (бірлік элементінің ұзақтығы) тактілік интервалдың ұзақтығын анықтаған кезінде, дискретизация интервалының ұзақтығын (таралу циклының ұзақтығы), арналы аралықтың ұзақтығын, тактілі аралығын тізбектей есептеу керек.

Арналы аралықтың ұзақтығын анықтаған кезінде, таралу циклы N арнада сигналды тарату үшін N арналы аралықтан туру керек және циклды синхросигналды тарату үшін бір қосымша арналық аралық болуы қажет.

Тактілік аралықтың ұзақтығын анықтаған кезде, арналық аралықта k-элементті кодалық комбинацияның есептелуі таралады.

Цифрлық сигналдың ақпаратты тарату жылдамдығы, бірлік уақытта таралатын (секундтта), бірлік элементтердің мөлшеріне тең, тасушы ақпаратта берілетін синхросигналдың элементтерін ескермей. N k – элементті кодалық комбинациядағы арна сигналының есебімен дискеризация интервалында беріледі;

в) берілген [7, 70-72, 128-130,260-264, 274-277 бет.; 13, 22, 173-206 бет.; 14, 106-126,138-151,159-178 бет.] материалдармен танысу қажет.

Берілген модуляция түрінің модулятор мен демодулятордың құрылымдық сұлбаларын сызу кажет және олардың қабылдау тәсілдерін, жұмыс алгоритмдерін жазу қажет. Модулятор мен демодулятордың сұлбалары өте қарапайым болуы керек және дискретті модуляцияның модуляцияланған сигналдың түрлену құрылғысынан және біріншілік сигналға кері түрлендіргіштен тұрады. Модулятор сұлбасы s0(t) және s1(t) сигнал генераторынан, сигналды көбейткіштен, инвертордан, сигналды қосқыштан тұруы қажет.

Модулятор сұлбасында ДСФМ үшін фазалық модуляторды және «салыстырмалы енгізу» құрылғысын (сигналды салыстырмалы кодалау блогы) қолдануы керек, ал  қабылдағышта – фазалық демодулятор және «салыстырмалы түсіру» құрылғысын (сигналды кері кодалау блогы) қолдану керек. Сигналды салыстырмалы және кері кодалау блогы екі модуль бойынша сумматордан және бірлік элементтің ұзақтығына кідірту блогынан тұрады. Оның сұлбасын [14] табуға болады.

Модулятордың жұмыс алгоритмін құрастыруы, модулятордың шығысындағы біріншілік сигнал үшін математикалық теңдеулерді жазудан және «1» және  «0» символдарын таратқандағы модулятор кірісіндегі модуляцияланған сигналдың оған сәйкестігінен тұрады. Демодуляторға да осылай келеді.

Модулятор мен демодулятордың кірісі мен шығысындағы уақыттық және спектрлік диаграммаларын салу керек. Модулятор мен демодулятордың сұлбасындағы басқа нүктелеріндегі және сигналдың уақыттық диаграммаларын салу қажет.

Модулятордың кірісінде ақпаратты сигнал түрінде АЦТ шығысында қалыптасқан цифрлық ИКМ сигналды алу қажет (Б пункті).

Сигналдың спектрлік диаграммаларын жиілік осі бойынша масштабын көрсетіп салу қажет. Спектрлік диаграммаларда спектр сигналдарының енін көрсету қажет. Модуляцияның әр түрлері үшін модулятор шығысындағы модуляцияланған сигналдың спектр енін анықтау үшін қарапайым теңдеулерді қолдануға болады

                         (5)

 

мұндағы Ттакт – тактілік интервалының ұзақтығы (кодалық комбинацияның бірлік элементінің ұзақтығы ),с;

Fтакт - цифрлық сигналдың тактілік жиілігі, Гц;

г) берілген [7, 264-267 бет.;13, 189-203 бет.] материалдармен танысу қажет.

Сигналдың амплитудасын анықтаған кезде, берілген модуляция түрі кезіндегі қателіктің ықтималдығы үшін және қабылдау тәсілінде мына теңдеулерді [7, 265 бет., 15.2 - кесте ] қолдана отырып, 5 - кестедегі Рқат. қателік ықтималдығы берілген, детектор шығысындағы h2 параметрінің шамасын (шу қуатының спектрлік тығыздығының сигнал энергиясына қатынасын) анықтаймыз.

Сосын төменде көрсетілген (6), (7), (8) қатынастары арқылы алынған мән алынатын, сигналдың амплитудасы анықталады (ықтималдық қателіктің Рқат берілген мәні )

                                                  Pc=U2 m/2 ,                                                                             (6)

мұндағы Pc- сигнал қуаты, Вт;

                         Umгармоникалық сигналдың амплитудасы, В,

                                                 Ec=Pc*Tтакт=Pc/Fтакт,                                                          (7)

мұндағы Ec-сигнал энергиясы, Вт*с,

 

                                         H2= Ec/Wo ,                                                                                                                   (8)

 

мұндағы H2 – шу қуатының спектрлік тығыздығының сигнал энергиясына қатынасы;

 

                           Wo- шу қуатының спектрлік тығыздығы (бөгеуілдер),Вт/Гц.

 

Есептеу кезінде тиімді когерентті қабылдауда Фо(z) ықтималдық интегралдарының мәндері арқылы оның z аргументтерін анықтау керек. Ықтималдықтар интегралының есептеулері әдістемелік нұсқаудың қосымшаларында берілген.

Когерентті емес тиімді қабылдаудадан тиімді емес қабылдаудың өтуі В=э*Тс талға тең энергетикалық жоғалту эквивалентті, мұндағы В- сигнал базасы, э- қабылдағыш шығысындағы сүзгінің тиімді өткізу жолағы, Тс- сигнал ұзақтығы. Егер, модулятор шығысындағы сигналдың спектр кеңдігі арнаның жиілік жолағына тең болса, онда э=дам(джм илидсфм), ал Тс= Ттакт.  Онда ДАМ және ДСФМ В=2, ДЖМ үшін В=4. Тиімді емес қабылдау кезінде қателік ықтималдығын мына өрнекпен есептеуге болады

                                                 ,                                                (10)

мұндағы, =4 ( ДАМ үшін), =2 (ДЖМ үшін), В=2 ( ДАМ үшін), В=4

(ДЖМ үшін);

д) берілген [7, 300-304 бет.; 13, 250-251 бет.; 17, 193-194 бет.] материалдармен танысу қажет.

Аддитивті Гаустық (тұрақты параметрлі арна) ақ шулы үзіліссіз (жадысыз) байланыс арнасы үшін байланыс жүйесінің (С) өткізу қабілеттілігінің арнасының есептеулерін Шеннон формулалары арқылы шығаруға болады (7, 302 бет.; 13, 250 бет.)

 

                                        С=к*(1+Рсш),                                                            (11)

мұндағы  к арнаның жиіліктік жолағы (өткізу жолағының ені), Гц;

                  Рсш арнаның жиіліктік жолағындағы сигналдың және шудың (бөгеуілдер) орта қуаты, Вт.

Модулятор шығысындағы сигналдың спектр ені, байланыс арнасының

жиілік жолағына к тең екенін ескерейік (дам,джм,дсфм).  

Сигнал/шу қатынасын (сигнал және шу қуаттарына ) Рсш  (7), (8) және  (12) өрнектері арқылы табуға болады

                                      Рш= Wo*.                                                                       (12)

 

 

 

 

А қосымшасы

 

А.1 Санның логарифм мәндерін есептеу

N санының логарифмінің мәнін 2 негізінде санның ондық логарифмі арқылы инженерлік калькулятормен есептеуге болады

 

.

 

А.2 Ықтималдық интегралдардың мәнін есептеу

Ықтималдық интегралдардың бірнеше түрлерін қолдануға болады.

 ,    ,

 ( Крамп функциясы ).

Әтрүрлі ықтималдықтардың интегралдар арасындағы өзарабайланыс

 

.

Ықтималдылық интегралдардыңсипатамалық нүктелеріндегі мәндері

;

;;

;

;

; ;

;  

;

;;

.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ықтималдықтар интегралдарының мәндерінің толығырақ кестесін [16]-да табуға болады.

3-5% жақындатылған қателікті жақындатылған рекурентті формула арқылы ықтималдықтар интегралының мәнін есептеуге болады

.

 

 


Әдебиеттер тізімі

 

1.        Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: 2-е изд. /Пер. с англ.- М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - 1104 с.

2.                 Прокис Дж. Цифровая связь. Радио и связь, 2000.-797с.

3.                 В.К. Душин. Теоретические основы информационных процессов и систем: Учебник. - М.: Издательско – торговая корпорация « Данников и К», 2003.

4.                 А.Б. Сергиенко. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов. - М.:-2002.

5.                 В. Дьяконов. VisSim+Mathad+Matlab - визуальное математическое моделирование.-М.: « Солон- Пресс», 2004.

6.                 В.И. Карлащук. Электронная лаборатория на IBM PC.-М.,2005.-470с.

7.                 Панфилов И.П., Дырда В.Е.Теория электрической связи. - М.: Радио и связь, 1991.

8.                 Емельянов Г.А., Шварцман В.О. Передача дискретной информации.- М.: Радио и связь, 1982.

9.                 Передача дискретных сообщений/ В.П.Шувалов и др. Под ред. В.П.Шувалова. – М.: Радио и связь, 1990.

10.            Бектыбаев Т.К. Передача дискретных сообщений. Рабочая программа, контрольные задания и методические указания к выполнению контрольных заданий. – Алматы : АИЭС, 1990.

11.            Фирменный стандарт. Работы учебные. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию. ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002. – Алматы: АИЭС, 2002.

12.            Колесник В.Д., Мирончиков Е.Т.. Декодирование циклических кодов.- М.: Связь, 1968.

13.            Теория электрической связи/ Зюко А.Г. и др. Под ред.

Д.Д. Кловского.-М.: Радио и связь, 1998.

14.            Пенин П.И.. Системы передачи цифровой информации. – М.: Советское радио, 1976.

15.            Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами/ под.ред. М. Абромовица  и  И.Стеган. – М.: Наука, 1979.

16.            Аршинов М.Н., Садовкий Л.Е.. Коды и математика. – М.: Наука,1983.

17.            Кловский Д.Д.. Теория передачи сигналов. – М.: Связь, 1973.

 

 

 

 

 

 

Мазмұны

 

Алғысөз…………………………………………………………………..........

3

1 Курстық жұмыстарды безендіруге және орындауға қойылатын талаптар...........................................................................................................

 

5

1.1 Нұсқауды таңдау. …………....………………………………………

5

1.2 Курстық жұмыстарды орындауға қойылатын талаптар.…………...

5

1.3 Курстық жұмысты безендендіруге қойылатын талаптар ………......

5

2 Курстық жұмыстың тапсырмалары және оларға арналған әдістемелік  нұсқаулар...........................................................................................................

 

6

2.1 №1 тапсырма ………………………………….....…………………...

6

2.2 №1 тапсырманы орындауға арналған әдістемелік нұсқау..............

7

2.3 №2 тапсырма…………………....…………………………………....

11

2.4 №2 тапсырмаға арналған әдістемелік нұсқаулар………………....

13

А қосымшасы.….…………………………...…………………………………

18

Әдебиеттер тізімі....……………………………………………………………

19

 

 

 

 

 

2006 ж. қосымша жоспары, реті 29

 

 

Әділжан Жақыпбекұлы Жанқозы

Қатипа Сламбайқызы Чежимбаева

 

 

 

АҚПАРАТ ТЕОРИЯСЫ

Курстық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар

(050704 - Есептік техника және бағдарламалық қамтамасыздандыру

мамандығының күндізгі бөлімінде оқитын студенттер үшін)

 

 

 

 

 

 

Редакторы Ж.А. Байбураева

 

 

 

 

Басуға қол қойылады                            Қалпы 60*84

         Таралымы  70 дана                                Баспаханалық қағаз №1

Көлемі  1,3 оқу есепті табақ                Тапсырыс          бағасы   74 тг

 

 

 

 

 

 

 

Алматы энергетика және байланыс институтының

көшірмелі – көбейткіш бюросы

050013 Алматы, Байтұрсынұлы көшесі 126 үй