Декодер Витерби

@Alexsey Gofman · Регистрация: 16.05.2021

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Необходимо доработать декодер Витерби, так как он работает не совсем корректно. Настоящий декодер Витерби делает выбор в пользу кодового слова, ближайшего по метрике Хэмминга. Вследствие этого, если на Ваш декодер подать такой вектор

010101111011010101101001011010110101 (который не является кодовым словом, а представляет собой сумму кодового слова и вектора ошибок), то, настоящий декодер Витерби сделает выбор в пользу кодового слова 110111000011010101100000011010011011, находящемуся на расстоянии расстояние 11 от поданного вектора и соответствующий информационному вектору 110001100000. Тогда как Ваш декодер делает выбор в пользу кодового слова 110001111011001111111011011010011011, находящегося на расстоянии 14 и соответствующего информационному вектору 101001100000.
Подскажите ,пожалуйста, как можно исправить этот момент. Я предполагаю, что нужно сохранять выжившие состояния.

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
#подключение библиотеки SymPy
import sympy 
 
#определение символьной переменно D
D = sympy.symbols('D') 
#определение полиномов g1, g2, g3  
g1 = 1 
g2 = 1+D**3+D**5 
g3 = D+D**2+D**5
 
#определение матричного полинома G
G1 = [[1,1,0],[0,0,1],[0,0,1],[0,1,0],[0,0,0],[0,1,1]]
G = sympy.Matrix(G1[0])+sympy.Matrix(G1[1])*D+sympy.Matrix(G1[2])*D**2+sympy.Matrix(G1[3])*D**3+sympy.Matrix(G1[4])*D**4+sympy.Matrix(G1[5])*D**5 
#определение информационного полинома 
u = 1+D**2+D**5+D**6
#произведение информационного полинома и первого, второго, третьего 
#порождающих полиномов 
c1 = g1*u 
c2 = g2*u 
c3 = g3*u
#выход первого, второго, третьего сумматоров в полиномиальной форме 
#с учетом арифметики по модулю 2 
c1 = sympy.expand(c1,modulus = 2)
c2 = sympy.expand(c2,modulus = 2) 
c3 = sympy.expand(c3,modulus = 2)
#произведение информационного полинома и порождающей матрицы сверточного кода
c = G*u  
#кодовое слово сверточного кода в полиномиальной форме с учетом арифметики по модулю 2
c = sympy.expand(c, modulus = 2)
 
#____________КОДИРОВАНИЕ_______________
#формирование списка коэффициентов полинома на выходе первого сумматора 
#определение количества коэффициентов в полиноме на выходе первой линии без сумматора
l1 = sympy.degree(c1.collect(D),D)+1 
l2 = sympy.degree(c2.collect(D),D)+1
l3 = sympy.degree(c3.collect(D),D)+1 
 
#вначале список коэффициентов пуст
coeffs_1 = []  
coeffs_2 = [] 
coeffs_3 = [] 
#если полином не состоит из одного свободного члена (в таком случае старшая степень полинома не равна -infinity), то сформировать список коэффициентов путём 
#добавления элементов в конец списка 
if l1 != -sympy.oo: 
 for i in range(l1): 
  coeffs_1.append(c1.collect(D).coeff(D,i)) 
#иначе, если полином состоит из одного свободного члена (в таком случае старшая степень 
#полинома равна -infinity), то список коэффициентов будет состоять из одного свободного 
#члена 
else: 
 coeffs_1.append(c1.collect(D).coeff(D,0)) 
 l1 = 1 # формирование списка коэффициентов полинома на выходе первой линии
 
#если полином не состоит из одного свободного члена (в таком случае старшая степень полинома не равна -infinity), то сформировать список коэффициентов путём 
#добавления элементов в конец списка
if l2 != -sympy.oo: 
 for i in range(l2): 
  coeffs_2.append(c2.collect(D).coeff(D,i))
#иначе, если полином состоит из одного свободного члена (в таком случае старшая степень 
#полинома равна -infinity), то список коэффициентов будет состоять из одного свободного 
#члена
else: 
 coeffs_2.append(c2.collect(D).coeff(D,0)) 
 l2 = 1 # формирование списка коэффициентов полинома на выходе второй линии
 
#если полином не состоит из одного свободного члена (в таком случае старшая степень полинома не равна -infinity), то сформировать список коэффициентов путём 
#добавления элементов в конец списка
if l3 != -sympy.oo: 
 for i in range(l3): 
  coeffs_3.append(c3.collect(D).coeff(D,i)) 
#иначе, если полином состоит из одного свободного члена (в таком случае старшая степень 
#полинома равна -infinity), то список коэффициентов будет состоять из одного свободного 
#члена
else: 
 coeffs_3.append(c3.collect(D).coeff(D,0)) 
 l3 = 1 # формирование списка коэффициентов полинома на выходе третьей линии
 
 
#определение максимума среди этих трёх количеств 
M = max(l1,l2,l3) 
#создание экземпляра класса range, содержащего целые числа от 0 до M-1
indexes = range(M) 
#создание пустого кодового слова
КодовоеСловоСверточногоКода = '' 
 
 
for i in indexes: 
 if i >= l2: # если индекс превышает количество коэффициентов второго полинома, то 
#использовать 0 в качестве элементов сверточного кодового слова, поступающего с первой 
#линии и первого сумматора 
     КодовоеСловоСверточногоКода = КодовоеСловоСверточногоКода + '0' + '0' + str(coeffs_3[i]) 
 elif i >= l3: # если индекс превышает количество коэффициентов третьего полинома, то 
#использовать 0 в качестве элементов сверточного кодового слова, поступающего с первой 
#линии и второго сумматора 
     КодовоеСловоСверточногоКода = КодовоеСловоСверточногоКода + '0' + str(coeffs_2[i]) + '0' 
 elif i >= l1:
     КодовоеСловоСверточногоКода = КодовоеСловоСверточногоКода + '0' + str(coeffs_2[i]) + str(coeffs_3[i]) 
 else: # если индекс не превышает ни размер вектора коэффициентов первого полинома, ни 
#размер вектора коэффициентов второго и третьего полинома, то использовать 
#соответствующие коэффициенты полиномов в качестве элементов сверточного кодового 
#слова, поступающих с первого и второго сумматоров и первой линии 
     КодовоеСловоСверточногоКода = КодовоеСловоСверточногоКода + str(coeffs_1[i])+str(coeffs_2[i]) + str(coeffs_3[i])
 
 
#__________ДЕКОДИРОВАНИЕ_____________
#считывание выход с трёх линий 
def Витерби(sim0,sim1,sim2,sim3,sim4,sim5):
    j = 0
    while j <=2:
            if j == 0:
                путь1 = sympy.expand((sim0*G1[0][j]+sim1*G1[1][j]+sim2*G1[2][j]+sim3*G1[3][j]+sim4*G1[4][j]+sim5*G1[5][j]), modulus = 2)
            if j == 1:
                путь2 = sympy.expand((sim0*G1[0][j]+sim1*G1[1][j]+sim2*G1[2][j]+sim3*G1[3][j]+sim4*G1[4][j]+sim5*G1[5][j]), modulus = 2)
            if j == 2:     
                путь3 = sympy.expand((sim0*G1[0][j]+sim1*G1[1][j]+sim2*G1[2][j]+sim3*G1[3][j]+sim4*G1[4][j]+sim5*G1[5][j]), modulus = 2)
            j += 1
    return путь1, путь2, путь3
 
ДекодированнаяПоследовательность = ''
ЗакодированнаяПоследовательность = []                   
i = j = 0                  
#формирование списка из кодового слова                       
while i < len(КодовоеСловоСверточногоКода):
    ЗакодированнаяПоследовательность.append(int(КодовоеСловоСверточногоКода[i])) 
    i += 1
Метрики = [0 for j in range(32)]                     
Состояния = [0, 0, 0, 0, 0, 0]                 
sim = [0, 0, 0, 0, 0, 0] #текущие состояния в регистре
i = 0
simvols = {}  #Словарь с подсчитанными выходными значениями
while i < 64:
    simvols[i] = Витерби(sim[0], sim[1], sim[2], sim[3], sim[4], sim[5]) #Заполняем словарь
    num = 0
    while num < 6:
        if sim[num] == 0:
            sim[num] += 1
            num1 = num-1
            while num1 >= 0:
                sim[num1] -= 1
                num1 -= 1 
            break
        num += 1
    i += 1
i =  0
sim = [0, 0, 0, 0, 0, 0]
while len(ДекодированнаяПоследовательность)<len(КодовоеСловоСверточногоКода)/3: #начинаем заполнять декодированную последовательность
    k = 0 
    while k<len(Метрики):
        МаршрутМетрики = k
        Состояния[5] = sim[5]
        Состояния[4] = sim[4]
        Состояния[3] = sim[3]
        Состояния[2] = sim[2]
        Состояния[1] = sim[1]
        Состояния[0] = sim[0]
        num = 0    
        while num<5:
            Состояния[5] = Состояния[4]
            Состояния[4] = Состояния[3]
            Состояния[3] = Состояния[2]
            Состояния[2] = Состояния[1]
            Состояния[1] = Состояния[0]
            if( МаршрутМетрики >= 2**(4-num)):
                МаршрутМетрики =  МаршрутМетрики-2**(4-num);
                Состояния[0] = 1              
            else:
                Состояния[0] = 0
            j=0          
            while j<3:  #сравниваем входную последовательность с результатами подсчётов словаря
                if (ЗакодированнаяПоследовательность[(num + i)*3 + j] != simvols[Состояния[5]*32 + Состояния[4]*16 + Состояния[3]*8 + Состояния[2]*4 + Состояния[1]*2 + Состояния[0]*1][j]):
                    Метрики[k] += 1
                j+=1
            num+=1
        k+=1
    Индекс=Метрики.index(min(Метрики))#индекс минимального элемента метрики
    sim[5] = sim[4]
    sim[4] = sim[3]
    sim[3] = sim[2]
    sim[2] = sim[1]
    sim[1] = sim[0]
    if(Индекс<16):
        ДекодированнаяПоследовательность = ДекодированнаяПоследовательность + '0'
        sim[0] = 0
    else:
        ДекодированнаяПоследовательность = ДекодированнаяПоследовательность + '1'
        sim[0] = 1
    while  МаршрутМетрики < 32:
        Метрики[МаршрутМетрики]*=0
        МаршрутМетрики += 1
    i+=1
    if(len(ДекодированнаяПоследовательность) == len(КодовоеСловоСверточногоКода)/3 - 5):
        ДекодированнаяПоследовательность = ДекодированнаяПоследовательность +'00000'  
#напечатать результаты
print(G)
print('Закодированная последовательность: ', КодовоеСловоСверточногоКода)
print('Декодированная последовательность: ', ДекодированнаяПоследовательность)

@iSmokeJC · 16.05.2021, 23:17

Не по теме:

Сообщение от Alexsey Gofman

КодовоеСловоСверточногоКода = КодовоеСловоСверточногоКода + '0'

На костёр, срочно!

@Alexsey Gofman · 16.05.2021, 23:25 **[ТС]**

По существу будет что-то?

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Первый деплой lagorue 16.01.2026 Не спеша развернул своё 1ое приложение в kubernetes. А дальше мне интересно создать 1фронтэнд приложения и 2 бэкэнд приложения развернуть 2 деплоя в кубере получится 2 сервиса и что-бы они. . .	Расчёт переходных процессов в цепи постоянного тока igorrr37 16.01.2026 / * Дана цепь постоянного тока с R, L, C, k(ключ), U, E, J. Программа составляет систему уравнений по 1 и 2 законам Кирхгофа, решает её и находит токи на L и напряжения на C в установ. режимах до и. . .	Восстановить юзерскрипты Greasemonkey из бэкапа браузера damix 15.01.2026 Если восстановить из бэкапа профиль Firefox после переустановки винды, то список юзерскриптов в Greasemonkey будет пустым. Но восстановить их можно так. Для этого понадобится консольная утилита. . .	Изучаю kubernetes lagorue 13.01.2026 А пригодятся-ли мне знания kubernetes в России?
Сукцессия микоризы: основная теория в виде двух уравнений. anaschu 11.01.2026 https:/ / rutube. ru/ video/ 7a537f578d808e67a3c6fd818a44a5c4/	WordPad для Windows 11 Jel 10.01.2026 WordPad для Windows 11 — это приложение, которое восстанавливает классический текстовый редактор WordPad в операционной системе Windows 11. После того как Microsoft исключила WordPad из. . .	Classic Notepad for Windows 11 Jel 10.01.2026 Old Classic Notepad for Windows 11 Приложение для Windows 11, позволяющее пользователям вернуть классическую версию текстового редактора «Блокнот» из Windows 10. Программа предоставляет более. . .	Почему дизайн решает? Neotwalker 09.01.2026 В современном мире, где конкуренция за внимание потребителя достигла пика, дизайн становится мощным инструментом для успеха бренда. Это не просто красивый внешний вид продукта или сайта — это. . .

@Alexsey Gofman 0 / 0 / 0 Регистрация: 16.05.2021 Сообщений: 2
	16.05.2021, 23:25 [ТС]
	По существу будет что-то? 0