Zabezpečení přenosu dat proti dlouhým shlukům chyb

Abstract

Diplomová práce se zabývá zabezpečením datového toku proti shlukům chyb. Data se přenášejí přes kanál s předem stanovenou chybovostí. Tento kanál je charakterizován bezchybným intervalem 2000 bitů a shlukem chyb délky 250 bitů. Jedním z cílů této práce je vytvoření souboru možných metod pro realizaci protichybového kódového systému. Do základního výběru je zařazena většina známých kódů opravujících jak jednotlivé, tak i skupinové chyby. Kódy jsou rozděleny do několika kategorií a z každé kategorie je vybrán jeden do užšího výběru. Samozřejmostí je využití jak bitového tak i konvolučního prokládání. Do dalšího výběru už postupuje jen nejlepší kód z každé kategorie. Nakonec jsou tyto kódy porovnány a první tři varianty jsou simulovány v programu Matlab, kvůli ověření jejich správné funkce. Z těchto variant je vybrána optimální z hlediska funkční realizace. Z dvou možností realizace (softwarové a hardwarové) se ta softwarová jevila výhodnější a proto je funkční kodek naprogramován v jazyce C. Z pohledu tohoto programovacího jazyka a dnešních počítačových architektur je optimální přistupovat k datovým jednotkám o velikosti minimálně 8 bitů. Z toho plyne, že jako nejvhodnější varianta kódu se jevil Reed-Solomonův kód RS(255, 191), který pracuje přímo s osmibitovými symboly. Dále je tedy sestaven kodek, obsahující kodér a dekodér výše jmenovaného kódu. Simulace nedokonalého přenosového kanálu je zajištěna posledním programem. Nakonec je na několika příkladech demonstrována funkce a účinnost navrženého systému přenosu dat.This Master´s thesis discuses the protection of data transmission against long error bursts. The data is transmited throught the channel with defined error rate. Parameters of the channel are error-free interval 2000 bits and length of burst error 250 bits. One of the aims of this work is to make a set of possible methods for the realization of a system for data correction. The basic selection is made from most known codes. These codes are divided into several categories and then the best one is chosen for higher selection. Of course interleaving is used too. Only one code from each category can pass on to the higher level of the best code selection. At the end the codes are compared and the best three are simulated using the Matlab program to check correct function. From these three options, one is chosen as optimal regarding practical realization. Two options exist, hardware or software realization. The second one would seem more useful. The real codec is created in validator language C. Nowadays, considering language C and from a computer architecture point of view the 8 bits size of element unit is convenient. That´s why the code RS(255, 191), which works with 8 bits symbols, is optimal. In the next step the codec of this code is created containing the coder and decoder of the code above. The simulation of error channel is ensured by last program. Finally the results are presented using several examples.