diplomová práce

Algoritmy pro dekódování Reed-Solomonova protichybového kódu

Hlavní dokument 1.61 MB Příloha 4.65 MB

FEKTdiplomová práceStudent: Ing. Tomáš TieftrunkAk. rok: 2007/2008

Vedoucí: Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D.

Oponent: Ing. Radim Číž, Ph.D.

Práce pojednává o problematice zabezpečení dat proti výskytu chyb Reed Solomonovým kódem. Jedná se o blokový, cyklický, systematický kód, pracující se znaky. Proces dekódování, tedy opravování chyb, je výpočetně náročný. V práci je podrobně popsán Berlekamp-Maseyho algoritmus, používaný pro nalezení chybového polynomu. Proces je ilustrován pomocí palikace v prostředí Matlab. Praktická implementace kódu je v zabezpečení přenosu dat přes rozhraní RS232. Zabezpečená komunikace probíhá mezi počítačem a mikroprocesorem.

Jazyk

čeština

Stav

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

Hodnocení známka

A

Fakulta

Ústav

Obor studia

Telekomunikační a informační technika (M-TIT)

Hodnocení vedoucího
Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D.

Student prozkoumal možnosti dekódování Reed - Solomonova kódu. V rámci diplomové práce realizoval v prostředí Matlab výukovou animaci dekódování a jako praktickou část realizoval zabezpečení přenosu dat RS kódem mezi PC a vývojovým KITem s jednočipovým procesorem Atmel. Všechny realizované části zpracovával iniciativně, samostatně, přiměřeně často konzultoval další postup a iniciativně navrhoval řešení aktuálních problémů. Z hlediska formálního zpracování lze práci vytknout jen mírně neobratnou stylistiku textu a několik drobných formátovacích chyb.

výsledná známka: A
výsledný počet bodů: 98

Kritérium hodnocení Známka Body Max. body
Splnění zadání A 50 50
Aktivita během řešení a zpracování práce (práce s literaturou, využívání konzultací, atd.) A 20 20
Formální zpracování práce A 18 20
Využití literatury A 10 10

Hodnocení oponenta
Ing. Radim Číž, Ph.D.

Student podrobně prozkoumal algoritmus protichybového zabezpečení pomocí Reed-Solomonova kódu, vytvořil demonstrační program v prostředí Matlab a vytvořil aplikaci pro přenos takto zabezpečených dat mezi osobním počítačem a jednočipovým mikrokontrolérem. Dle zadání měla být také vhodnou formou otestována spolehlivost tohoto přenosu. Jelikož však toto testování bylo prováděno, jak student uvádí, "na bezchybném vedení" (viz str. 42, kap. 5.6, 1. odst., 3. věta), lze považovat splnění tohoto bodu pouze za částečné.
Odbornou úroveň řešení považuji celkově za dobrou, snižuje ji zejména nevhodně navržený přenosový protokol, díky němuž se zbytečně prodlužuje přenos neprokládaných dat, takže v konečném důsledku trvá déle než přenos dat prokládaných.
Z formálního hlediska práce obsahuje velké množství gramatických chyb a překlepů. Objevují se zde i chyby faktické, např. v záhlaví tabulky č. 3 na str. 29 nemá být uvedeno "počet bitů", ale "počet 4bitových slov", nebo v obr. č. 4 na str. 23 je zaměněno označení u proužků znázorňujících pořadí prokládaných a neprokládaných dat. V práci jsem dále nenalezl, jaký konkrétní způsob prokládání byl nakonec použit ve vytvořené aplikaci. Z obr. č. 11 na str. 32 se lze pouze domnívat, že se asi jedná o prokládání blokové. Orientaci v textu by usnadnilo zejména psaní proměnných kurzívou (tak jak to ostatně student uváděl ve vzorcích) a mnohem podrobnější seznam použitých zkratek.

výsledná známka: C
výsledný počet bodů: 76

Kritérium hodnocení Známka Body Max. body
Splnění požadavků zadání C 15 20
Odborná úroveň práce C 35 50
Interpretace výsledků a jejich diskuse A 20 20
Formální zpracování práce D 6 10

Cíle, kterých má být dosaženo

Nastudujte problematiku protichybového zabezpečení pomocí Reed-Solomonova kódu. Dále se zaměřte na problematiku dekódování zprávy zabezpečené pomocí Reed-Solomonova kódu. V programovém prostředí Matlab vytvořte demonstrační program, který bude možno využít jako výukovou pomůcku. Použitelnost testovaného algoritmu ověřte implementací protichybového zabezpečení datové komunikace, prostřednictvím RS232 rozhranní, mezi počítačem a jednočipovým mikrokontrolérem. Vhodnou formou otestujte spolehlivost datového přenosu.

Literatura

[1] Morelos-Zaragoza, R.. The Art of Error Correcting Coding. 2005. John Wiley & Sons Ltd., ISBN: 0-470-44782-4.
[2] Lin, S., Costello, D. J.. Error Control Coding: Fundamentals and Applications, second edition, Prentice Hall: Englewood Cliffs, NJ, 2005 ISBN: 0-13-042672-5.
[3] Skalar, B.. Digital Communications, Fundamentals and applications, Prentice-Hall, 2003, ISBN 0-13-084788-7.

Klíčová slova

Reed Solomon, FEC, Berlekamp-Masey, zabezpečený přenos,  RS232