سایت مرجع دانلود پایان نامه -پشتیبانی 09361998026

دانلود پایان نامه رشته کامپیوتر درباره كدهاي بلوكي و كدهاي كانولوشن

ارسال شده در رشته کامپیوتر(نرم افزار ، سخت افزار و فناوری اطلاعات)

در این پست می توانید متن کامل این پایان نامه را  با فرمت ورد word دانلود نمائید:

 فصل اول : كدهاي بلوكي و كدهاي كانولوشن

1-1- مقدمه :

امروزه دو نوع عمومي از كدها استفاده مي شود : كدهاي بلوكي و كدهاي كانولوشن . انكدينگ يك كد بلوكي را به تر تيبي از اطلاعات در قالب بلوكهاي پيغام از k بيت اطلاعات براي هر كدام تقسيم مي كند . يك بلوك پيغام با k مقدار باينري كه بصورت u=(u1,u2,…,uk) نشان داده مي شود ، يك پيغام ناميده مي شود . در كدينگ بلوكي از سمبل u جهت نشان دادن k بيت پيغام از كل ترتيب اطلاعات استفاده مي گردد .

تعداد كل بيت هاي پيغام متفادت موجود پيغام است . انكدر هر پيغام u را بطور غير وابسته ، بصورت يك n تايي v=(v1,v2,…,vn) كه كلمه كد (codeword) ناميده مي شود ، ارسال مي دارد . در كدينگ بلوكي سمبل v براي مشخص كردن سمبل بلوك از كل ترتيب انكد شده استفاده مي گردد .

از پيغام قابل ساخت ، كلمه كد مختلف در خروجي انكدر قابل ايجاد است . اين مجموعه كلمات كد با طول n يك كد بلوكي (n,k) ناميده مي شود. نسبت R=k/n نرخ كد ناميده مي شود . نرخ كد مي تواند تعداد بيتهاي اطلاعات كه انكد مي شود را در هر سمبل انتقال يافته ،محدود كند . در حالتيكه n سمبل خروجي كلمه كد كه فقط به k بيت ورودي پيغام وابسته باشد ، انكدر را بدون حافظه (memory-less) گويند . انكدر بدون حافظه با تركيبي از مدارات لاجيك قابل ساخت يا اجرا است . در كد باينري هر كلمه كد v باينري است . براي اينكه كد باينري قابل استفاده باشد ، بعبارت ديگر براي داشتن كلمات كد متمايز بايد يا باشد . هنگاميكه k<n باشد ، n-k بيتهاي افزونگي (redundant) مي تواند به بيتهاي يك پيغام اضافه گردد و كلمه كد را شكل دهد . اين بيتهاي اضافه شده توانايي كد را در مبارزه با نويز كانال فراهم مي آورد . با نرخ ثابتي از كد ، بيت هاي افزونگي بيشتري را مي توان با افزايش دادن طول بلوك n از كد ، با پيغام جمع كرد و اين تا هنگامي است كه نسبت k/n ثابت نگه داشته شود .

چگونگي انتخاب بيت هاي افزونگي تا اينكه ارسال قابل اطميناني در يك كانال نويزي داشته باشيم از اصلي ترين مسائل طراحي يك انكدر است .

انكدر يك كد كانولوشن نيز به همان ترتيب ، k بيت بلوكي از ترتيب اطلاعات u را مي پذيرد و ترتيب انكد شده ( كلمه كد ) v با n  سمبل بلوكي را مي سازد . بايد توجه كرد كه در كدينگ كانولوشن سمبل هاي u و v جهت مشخص كردن بلوكهاي بيشتر از يك بلوك استفاده مي گردند . بعبارت ديگر هر بلوك انكد شده اي نه تنها وابسته به بلوك پيغام k بيتي متناظرش است ( در واحد زمان )‌ بلكه همچنين وابسته به m بلوك پيغام قبلي نيز مي باشد . در اين حالت انكدر داراي حافظه (memory ) با مرتبه m است .

محصول انكد شده ترتيبي است از يك انكدر k ورودي ، n خروجي با حافظه مرتبه m كه كد كانولوشن (n,k,m) ناميده مي شود . در اينجا نيز R=k/n نرخ كد خواهد بود و انكدر مذكور با مدارات لاجيك ترتيبي قابل ساخت خواهد بود . در كد باينري كانولوشن ، بيت هاي افزونگي براي تقابل با كانال نويزي مي تواند در حالت k<n يا R<1  به ترتيب اطلاعات اضافه مي گردد .

معمولاً k و n اعداد صحيح كوچكي هستند و افزونگي بيشتر با افزايش مرتبه حافظه از اين كدها بدست مي آيد . و از اين رو k و n و در نتيجه R ثابت نگه داشته مي شود.

اينكه چگونه استفاده كنيم از حافظه تا انتقالي قابل اطمينان در يك كانال نويزي داشته باشيم ، از مسائل مهم طراحي انكدر ها محسوب مي شود .

1-2– ماكزيمم احتمال ديكدينگ Maximum Likelihood Decoding

يك بلوك دياگرام از سيستم كد شده در يك كانال AWGN با كوانتيزاسيون محدود خروجي در شكل 1 نشان داده شده است.

در اين سيستم خروجي منبع u نشاندهنده پيغام k بيتي ، خروجي انكدر ، v نشاندهنده كلمه كد n- سمبلي خروجي ديمدولاتور ، r نشاندهنده آرايه Q دريافت شده n تايي متناظر و خروجي ديكدر نشاندهنده تخميني از پيغام انكد شده k بيتي است . در سيستم كد شده كانولوشن ، u ترتيبي از kl بيت اطلاعات و v يك كلمه كد است كه داراي N=nl+nm=n(l+m) سمبل مي باشد . kl طول ترتيب اطلاعات و N طول كلمه كد است . سرانجام nm سمبل انكد شده بعد از آخرين بلوك از بيتهاي اطلاعات در خروجي ايجاد مي گردد . اين عمل در طول m واحد زماني حافظه انكدر انجام مي پذيرد . خروجي دي مدولاتور ، r يك N تايي دريافت شده Q- آرايه اي است و خروجي يك تخمين از ترتيب اطلاعات مي باشد. در واقع ديكدر مي بايستي يك تخمين از ترتيب اطلاعات u براساس ترتيب دريافت شده r توليد نمايد . پس يك تناظر يك به يك بين ترتيب اطلاعات u و كلمه كد v وجود دارد كه ديكدر بر اين اساس مي تواند يك تخمين از كلمه كد v بدست آورد . روشن است كه در صورتي است ، اگر و فقط اگر .

قانون ديكدينگ (يا برنامه ديكدينگ ) در واقع استراتژي انتخاب يك روش تخمين ، جهت تخمين كلمه كد از هر ترتيب دريافت شده ممكنr است . اگر كلمه كد v فرستاده شده باشد ، يك خطاي ديكدينگ رخ داده است اگر و فقط اگر .

با دريافت r ، احتمال خطاي شرطي ديكدر بصورت زير تعريف مي گردد : (1)

پس احتمال خطا ديكدر : (2) بدست مي آيد .

P(r) وابسته به قانون ديكدينگ نمي باشد . از اين رو يك دستورالعمل ديكدينگ بهينه يعني با حداقل P(E) بايد را براي تمام مقادير R به حداقل برساند .

به حداقل رسانيدن به مفهوم به حداكثر رسانيدن است . توجه گردد كه اگر براي يك r دريافت شده با احتمال ماكزيمم انتخاب كردن ( تخمين ) از كلمه كد v به حداقل مي رسد : (3) كه شبيه ترين كلمه از r دريافت شده است . در صورتيكه تمام ترتيبات اطلاعات و درپي آن تمام كلمات كد مشابه باشند ، ( يعني P( r ) براي تمام v ها يكسان باشد ) حداكثر كردن رابطه 3 معدل حداكثر كردن P(r|v) است . و براي يك DMC(Discrete memoryless channel) داريم :   (4)‌ .

بايد توجه داشت كه براي يك كانال بدون حافظه هر سمبل دريافت شده فقط به سمبل فرستاده شده متناظرش وابسته است . يك ديكدر كه روش تخميني جهت ماكزيمم كردن رابطه 4 انتخاب كند ، ديكدر با حداكثر احتمال ناميده مي شود . MLD(Maximum Likelihood Decoder) – ماكزمم كردن رابطه 4 معادل ماكزمم كردن تابع احتمال لگاريتمي زير است : (5)  بنابراين يك MLD براي يك DMC يك را بعنوان تخميني از كلمه كد v برگزيند كه رابطه 5 ماكزيمم گردد . درصورتيكه كلمات كه معادل نباشد ، MLD لزوماً بهينه نمي گردد.

دراين حالت احتمالات شرطي P(r|v) بايد بوسيله احتمالات كلمات كد P ( r) وزن داده شود تا مشخص گردد كه كدام كلمه كد P(v|r) را ماكزيمم مي كند .

اكنون مشخصه هاي MLD در يك BSC (Binary systematic Channel) مورد بررسي قرار مي گيرد . در اين حالت r  يك ترتيب باينري است كه بغلت نويزي بودن كانال ممكن است از كلمه كد انتقال يافته v در بعضي موقعيت ها متفاوت باشد .

وقتي و بالعكس وقتي در نظر مي گيريم . d(r,v) را فاصله بين rوv ( يعني تعداد موقعيت هاي متفاوت بين rو v ) در نظر مي گيريم . براي يك طول n يك كد بلوكي رابطه 5 بشكل زير در مي آيد : (6)

. توجه گردد كه براي كد كانولوشن n در رابطه 6 با N  بزرگ جايگزين مي گردد .

در صورتيكه را براي P<1/2 و  ثابت براي تمام v ها ، در نظر بگيريم ، قاعده ديكدينگ MLD براي BSC ، را بعنوان كلمه كد v  انتخاب مي كند كه فاصله d(r,v) را بين rوv به حداقل برساند . بعبارت ديگر كلمه كدي را انتخاب مي كند كه در تعداد كمتري از موقعيتها از ترتيب دريافت شده ، متفاوت باشد . براي همين يك MLD براي BSC يك ديكدر با حداقل فاصله ناميده مي شود .

تحقيقات Shannon در رابطه به بررسي توانايي كانال نويزي در ارسال اطلاعت تئوري كدينگ كانال نويزي را حاصل كرد و بيان مي دارد كه هر كانال داراي يك ظرفيت كانال C است و براي هر نرخ R<C ، كدهاي ايجاد شده با نرخ R  با ديكدينگ ماكزيمم احتمال ، داراي كمترين احتمال خطاي ديكدينگ P(E) است . در عمل براي هر R<C براي كدهاي بلوكي با طول n داريم : (7) و براي كدهاي كانولوشن با حافظه m : (8)  مي باشد .

كه طول اجباري كد ناميده مي شود . و توابع مثبتي از R براي R<C هستند . كه با پارامترهاي كانال مشخص مي گردند . مزر رابطه 7 بطور قرار دادي براين مطلب دلالت دارد كه احتمالات خطاي كوچك با كدينگ بلوكي R<C ثابت با افزايش طول n بلوك درحالتيكه نرخ k/n ثابت بماند ، بدست مي آيد . مرز رابطه 8 بيان مي دارد كه احتمالات خطاي كوچك براي هر R<C  ثابت ، با افزايش طول يعني با افزايش مرتبه حافظه m ماداميكه k و n ثابت باشند قابل دست يابي است . تئوري كدينگ كانال نويزي بر پايه يك استدلال ، كدينگ رندم ناميده مي شود .

مرزهاي بنا نهاده شده در واقع بر اساس احتمال خطاي متوسط از مجموعه تمام كدها بدست مي آيد . ماداميكه كدها بهتر از حد متوسط شكل گيرند ، تئوري كدينگ كانال نويزي ، وجود كدها را در مرزبندي روابط 7 و 8 تضمين مي نمايد اما بيان نمي دارد كه اين كدها چگونه ساخته شوند .

براي دست يافتن به احتمالات خطاي خيلي كمتر براي كدهاي بلوكي با نرخ ثابت R<C طول هاي خيلي بزرگ از آن احتياج است و در پي آن بايد كلمات كد خيلي بزرگ باشد . و بعبارت ديگر هنگاميكه براي يك MLD  بايد براي هر كد آن LogP(r|v) محاسبه گردد . سپس كلمه كدي كه ماكزيمم باشد ، انتخاب گردد ، تعداد محاسبات براي شكل دادن يك MLD بسيار زياد خواهد شد . براي كدهاي كانولوشن ، احتمالات خطاي كوچك به يك مرتبه m حافظه بزرگ محتاج است .

يك MLD براي كدهاي كانولوشن به تقريباص محاسبه براي ديكد كردن هر بلوك از k بيت اطلاعات احتياج دادرد و اين محاسبات با افزايش m زياد مي شود . از اين رو با استفاده از ديكدينگ با ماكزيمم احتمال جهت دستيابي به احتمالات خطاي پائين غير عملي به نظر مي رسد . لذا دو مشكل اساسي جهت دستيابي به احتمالات خطاي پائين مورد نياز است :

  • ساخت كدهاي طولاني خوب با استفاده از ديكدينگ ماكزيمم احتمال كه مرزهاي روابط 7 و 8 را ارضا كند .
  • يافتن روشهاي اجرايي ساده جهت انكدينگ و ديكدينگ اين كدها .

 

(ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

از لینک زیر می توانید دانلود کنید :

فایل ها برای اینکه حجم آنها پایینتر شود وراحتتر دانلود شوند با فرمت rar یا zip فشرده شده و پسوردگذاری شده اند. پسورد همه فایل های این سایت یکسان است.

برای دریافت پسورد فایل اینجا کلیک کنید

 دانلود متن کامل پایان نامه کامپیوتر درباره كدهاي بلوكي و كدهاي كانولوشن

 

مطالب مشابه را هم ببینید

141985615752731

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه ، تحقیق ، پروژه و مقالات دانشگاهی در رشته های مختلف است. مطالب مشابه را هم ببینید یا اینکه برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید فروش آرشیو پایان نامه روی دی وی دی

aca@

academicbooks@

دانلود بیش از 200 پایان نامه فناوری اطلاعات
دانلود پایان نامه طراحی صفحات وب با فرونت پیج frontpage
پایان نامه طراحي و پياده سازي وب سايت فروشگاه رسانه هاي صورتي و تصويري
دانلود پایان نامه کارشناسی رشته نرم افزار کامپیوتر درباره طراحي سیستم كتابخانه
پایان نامه:طراحي وب سايت (ASP)