Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение

Автор: Р. Морелос-Сарагоса
Год издания: 2006
Серия: Мир связи
Издательство: Техносфера
Язык: русский
Размер: 17,10 Мб
Страниц: 320
Формат: PDF
ISBN: 5-94836-035-0
Новейшее пособие по теории и практике цифровой связи, не имеющее аналогов в литературе на русском языке. Наиболее активно идеи помехоустойчивого кодирования внедряются в системах мобильной связи и в магистральных высокоскоростных линиях. Быстрое распространение Интернета и средств Мультимедиа стимулирует применение кодов, исправляющих ошибки, для защиты банков данных огромной емкости от случайных или преднамеренных искажений. Помимо классических алгоритмов декодирования блоковых и сверточных кодов детально рассмотрены современные идеи декодирования с «мягким решением» и итеративного декодирования.
Идеальное учебное пособие для студентов программистских и связных специальностей, инженеров-разработчиков и практиков.
Содержание:
Предисловие автора
Предисловие
Глава 1. Введение
1.1. Кодирование для исправления ошибок: Основные положения
1.1.1. Блоковые и сверточные коды
1.1.2. Хеммингово расстояние, Хемминговы сферы и корректирующая способность
1.2. Линейные блоковые коды
1.2.1. Порождающая и проверочная матрицы
1.2.2. Вес как расстояние
1.3. Кодирование и декодирование линейных блоковых кодов
1.3.1. Кодирование с помощью матриц G и Н
1.3.2. Декодирование по стандартной таблице
1.3.3. Хемминговы сферы, области декодирования и стандартная таблица
1.4. Распределение весов и вероятность ошибки
1.4.1. Распределение весов и вероятность необнаруженной ошибки в ДСК
1.4.2. Границы вероятности ошибки в ДСК, каналах с АБГШ и с замираниями
1.5 Общая структура жесткого декодера для линейных кодов
Глава 2. Коды Хемминга, Голея и Рида-Маллера
2.1. Коды Хемминга
2.1.1. Процедуры кодирования и декодирования
2.2. Двоичный код Голея
2.2.1 Кодирование
2.2.2. Декодирование
2.2.3. Арифметическое декодирование расширенного (24,12,8) кода Голея
2.3. Двоичные коды Рида-Маллера
2.3.1. Булевы полиномы и РМ коды
2.3.2. Конечные геометрии и мажоритарное декодирование
Глава 3. Двоичные циклические коды и коды БЧХ
3.1. Двоичные циклические коды
3.1.1. Порождающий и проверочный полиномы
3.1.2. Порождающий многочлен
3.1.3. Кодирование и декодирование двоичных циклических кодов
3.1.4. Проверочный полином
3.1.5. Укороченные циклические коды и CRC коды
3.2. Общий алгоритм декодирования циклических кодов
3.2.1. Арифметика GF (q)
3.3. Двоичные коды БЧХ
3.4. Полиномиальные коды
3.5. Декодирование двоичных БЧХ кодов
3.5.1. Общий метод декодирования для БЧХ кодов
3.5.2. Алгоритм Берлекемпа-Мэсси (ВМА)
3.5.3. Декодер PGZ
3.5.4. Евклидов алгоритм (ЕА)
3.5.5. Метод Ченя и исправление ошибок
3.5.6. Исправление стираний и ошибок
3.6. Распределение весов и границы вероятности ошибки
3.6.1. Оценка вероятности ошибки
Глава 4. Недвоичные БЧХ коды - коды Рида-Соломона
4.1. Коды PC как полиномиальные коды
4.2. От двоичных кодов БЧХ к PC кодам
4.3. Декодирование кодов PC
4.3.1. Комментарий к алгоритмам декодирования
4.3.2. Исправление ошибок и стираний
4.4. Распределение весов
Глава 5. Двоичные сверточные коды
5.1. Основные структуры
5.1.1. Рекурсивные систематические сверточные коды
5.1.2. Свободное расстояние
5.2. Связь с блоковыми кодами
5.2.1. Терминированная конструкция (нулевой хвост)
5.2.2. Усеченная конструкция (direct truncation)
5.2.3. Кольцевая (циклическая или циклически замкнутая) (tail-biting) конструкция
5.2.4. Распределение весов
5.3. Нумераторы весов и границы вероятности ошибки
5.4. Декодирование: Алгоритм Витерби в Хемминговой метрике
5.4.1. Декодирование по максимуму правдоподобия и метрики
5.4.2. Алгоритм Витерби
5.4.3. Проблемы реализации
5.5. Перфорированные сверточные коды
5.5.1. Соображения по реализации перфорированных сверточных кодов
5.5.2. RCPC коды
Глава 6. Модификация и комбинирование кодов
6.1. Модификация кодов
6.1.1. Укорочение кодов
6.1.2. Расширение
6.1.3. Перфорация (выкалывание)
6.1.4. Пополнение и выбрасывание
6.2. Комбинирование кодов
6.2.1. Последовательное соединение (time-sharing) кодов
6.2.2. Прямые суммы кодов
6.2.3. Произведения кодов
6.2.4. Каскадные коды
6.2.5. Обобщенные каскадные коды
Глава 7. Декодирование с мягким решением
7.1. Передача двоичных сигналов по каналам с АБГШ
7.2. Алгоритм Витерби с Евклидовой метрикой
7.3. Декодирование двоичных линейных блоковых кодов с помощью решетки
7.4. Алгоритм Чейза
7.5. Декодирование по упорядоченным статистикам
7.6. Декодирование по минимуму обобщенного расстояния
7.6.1 Оптимизированные условия достаточности
7.7. Списочное декодирование
7.8. Алгоритмы декодирования с мягким выходом (soft-outpiit)
7.8.1. Алгоритм Витерби с мягким выходом
7.8.2. Алгоритм декодирования по максимуму апостериорной вероятности (MAP)
7.8.3. Log-MAP алгоритм
7.8.4. Max-Log-MAP алгоритм
7.8.5. OSD алгоритм с мягким выходом
Глава 8. Итеративно декодируемые коды
8.1. Итеративное декодирование
8.2. Составные коды
8.2.1. Параллельная схема: турбо коды
8.2.2. Последовательная схема
8.2.3. Произведение блоковых кодов
8.3. Коды с низкой плотностью проверок на четность
8.3.1. Графы Таннера
8.3.2. Итеративное декодирование с жестким решением: алгоритм с перевертыванием бита
8.3.3. Итеративное вероятностное декодирование: распространение доверия
Глава 9. Комбинирование кодов и цифровой модуляции
9.1. Мотивация
9.1.1. Примеры сигнальных множеств
9.1.2. Кодовая модуляция
9.1.3. Расстояние
9.2. Решетчатая кодовая модуляция (ТСМ)
9.2.1. Разбиение множества точек и отображение на решетку
9.2.2. Декодирование по максимуму правдоподобия
9.2.3. Расстояние и вероятность ошибки
9.2.4. Практические конструкции ТСМ и двухэтапное декодирование
9.3. Многоуровневая кодовая модуляция (МСМ)
9.3.1. Конструкции и многоуровневое декодирование
9.3.2. Неравная защита в системах многоуровневой кодовой модуляции
9.4. Кодовая модуляция с побитовым перемешиванием (BICM)
9.4.1. Отображение Грея
9.4.2. Генерация метрик: обратное отображение
9.4.3. Перемешивание
9.5. Турбо кодовая модуляция на решетке (ТТСМ)
9.5.1. Практическая турбо ТСМ
9.5.2. Турбо ТСМ с посимвольным перемешиванием
9.5.3. Турбо ТСМ с побитовым перемешиванием
Литература
Приложение А. Распределение весов расширенных кодов БЧХ