455-0080/01 – Information Theory and Coding (TIK)
Gurantor department | Department of Measurement and Control | Credits | 4 |
Subject guarantor | prof. Ing. Karel Vlček, CSc. | Subject version guarantor | prof. Ing. Karel Vlček, CSc. |
Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Choice-compulsory |
Year | | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
Year of introduction | 1992/1993 | Year of cancellation | 2001/2002 |
Intended for the faculties | FEI | Intended for study types | Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Předmět poskytuje základní znalosti formulované do dvou Shannonových vět. Techniky kódování, které na tyto věty navazují, jsou členěny podle matematických modelů a algoritmů používaných ke kódování a k dekódování.
Absolventi získávají praktické zkušenosti s návrhem kódových systémů a jejich simulacemi na úrovni modelů chování.
Teaching methods
Summary
Compulsory literature:
Recommended literature:
Vlček, K.: Teorie informace a kódování. Ediční středisko VŠB-TU Ostrava (1998)
Vlček, K.: Teorie informace, kódování a kryptografie. Ediční středisko VŠB-TU Ostrava (1999)
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
Průběžná kontrola studia:
V průběhu semestru jsou požadovány písemné zkoušky: Polosemestrální písemná zkouška ,protokol semestrálního projektu, který obsahuje fungující model obvodového řešení a
závěrečná
Zápočtová písemka
Podmínky udělení zápočtu:
Polosemestrální písemná zkouška - může být ohodnocena 6 body
Protokol semestrálního projektu - může být ohodnocen 20 body
Zápočtová písemka - může být ohodnocena 18 body.
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Přednášky:
Shannonovy věty o kódování. Komprese a bezpečnostní kódy.
Lineární kódy.
Hammingovy kódy.
Golayovy kódy.
Reedovy - Müllerovy kódy.
Dekódování Reedových - Müllerových kódů.
Cyklické kódy.
Konečná tělesa a polynomy.
BCH - kódy pro dvojnásobné a trojnásobné opravy chyb.
Konvoluční kódy.
Reedovy - Solomonovy kódy.
Eukleidův algoritmus dekódování BCH - kódů.
Šifrování.
Šifrování veřejně přístupným klíčem.
Exkurse.
Cvičení:
Kořeny polynomů, řád a primitivní prvky, charakteristika tělesa, minimální polynomy, konečná tělesa.
Polosemestrální písemná zkouška.
Zápočtová písemka. Odevzdání semestrálních prací.
Počítačové laboratoře:
Seznámení se simulačním systémem jazyka VHDL. Konstrukce a simulace základních hradel OR, AND, NOR a NAND.
Binární lineární kódy, kódová vzdálenost, tělesa, generující matice, kontrolní matice, detekce a lokalizace chyb. Simulace složených logických funkcí EX-OR, konstrukce a simulace činnosti kodéru a dekodéru paritního kódu.Laboratorní
práce č.1 na pracovních stanicích (1.část)
Konstrukce Hammingových kódů, opravy jednoduchých chyb, konstrukce kodérů a dekodérů Hammingových kódů. Simulace modelu kodéru Hammingova kódu.Laboratorní práce č.1 na pracovních stanicích (2.část)
Vlastnosti kódů G23 a G24; postup opravy trojnásobných chyb. Opreace s kódy G23 a G24 a jejich využití. Konstrukce a simulace bloků Hammingova dekodéru.
Zadání semestrální práce: Konstrukce a simulace dekodéru Hammingova kódu
Laboratorní práce č.1 na pracovních stanicích (3.část)
Boolovské funkce, logické operace, Boolovské polynomy. Samostatná práce na semestrálním projektu. Simulace šumového kanálu pomocí modelu VHDL.
Laboratorní práce č.2 na pracovních stanicích (1.část)
Opakovací kódy, R-M-kódy prvního řádu, Obecné R-M-kódy. Postup výpočtu při dekódování R-M-kódů. Návrh algoritmu dekodéru R-M-kódů.Laboratorní práce č.2 na pracovních stanicích (2.část)
Operace s polynomy, sčítání, násobení a dělení binárních polynomů. Zbytek po dělení. Generující polynom. Kontrolní polynom. Simulace LFSR.Laboratorní práce č.2 na pracovních stanicích (3.část)
Maticová metoda dekódování, určení syndromu, součet a násobení geometrické řady. Určení lokátoru chyb. Postup při provádění oprav. Laboratorní práce č.3 na pracovních stanicích (1.část)
Linearita, časová invariance a kausalita konvolučních kódů. Volná kódová vzdálenost, sekvenční dekódování, úrovňové dekódování, Viterbiho algoritmus, implementace Viterbiho algoritmu pomocí DSP a ASIC obvodů. Laboratorní práce č.3 na pracovních stanicích (2.část)
Kód s plánovanou vzdáleností d. BCH - kód délky q-1. Vytváření dobrých binárních kódů. Simulace bloků dekodéru R-S kódu pomocí funkčních modelů VHDL. Laboratorní práce č.3 na pracovních stanicích (3.část)
Určení největšího společného dělitele. Předpoklady dekódování BCH - kódu. Lokátor a evaluátor chyb, provádění oprav. Vnější a vnitřní kódy a jejich vazby.Laboratorní práce č.4 na pracovních stanicích (1.část)
Šifrování pomocí jednorázového klíče, použití simplexového kódu, šifrování použitím pseudonáhodných slov. Simulace šifrátoru a dešifrátoru při použití šifrování pseudonáhodnými slovy. Reedův - Müllerův kód R(1,3). Laboratorní práce č.4 na pracovních stanicích (2.část)
Metoda velkých prvočísel; provádění metody. Metoda založená na zavazadlovém problému. DES - algoritmus a jeho použití v bankovnictví.Laboratorní práce č.4 na pracovních stanicích (3.část)
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.