455-0080/01 – Information Theory and Coding (TIK)

Gurantor departmentDepartment of Measurement and ControlCredits4
Subject guarantorprof. Ing. Karel Vlček, CSc.Subject version guarantorprof. Ing. Karel Vlček, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
YearSemestersummer
Study languageCzech
Year of introduction1992/1993Year of cancellation2001/2002
Intended for the facultiesFEIIntended for study typesMaster
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2

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

Další požadavky na studenta

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

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (145) 51
        Examination Examination 100  0
        Exercises evaluation Credit 45  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (10) Elektrické stroje a přístroje P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan
2000/2001 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner