ДЕКОДЕР С ПОВЫШЕННЫМ УРОВНЕМ РАЗЛИЧИЯ ОЦЕНОК НАДЕЖНОСТИ Российский патент 2003 года по МПК H04L1/20 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации.

Известны устройства восстановления стираний и исправления ошибок, использующие оценки надежности символов для повышения достоверности приема информации (см. Л.Ф. Бородин. Введение в теорию помехоустойчивого кодирования. - М.: Советское радио, 1968 г. стр. 281-284).

Наиболее близким устройством такого же назначения является устройство для восстановления стираний и исправления ошибок в кодовой последовательности (см. а.с. СССР 658757, 1979 г.), содержащее блок приема, один из выходов которого через анализатор сигналов и накопитель подключен к блоку восстановления стираний, первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя, а второй выход - к одному из выходов блока исправления стираний, другой вход которого подключен к другому выходу блока приема.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что устройство для восстановления стираний и исправления ошибок в кодовой последовательности обладает низкой достоверностью одновременного восстановления стираний и исправления ошибок из-за высокой вероятности появления нескольких одинаковых оценок надежности на длине одной кодовой комбинации, приводящей к ситуации неопределенности при ее декодировании.

Технический результат - повышение достоверности восстановления стираний и исправления ошибок в кодовой последовательности. Для достижения технического результата в устройство восстановления кодовой последовательности, содержащее блок приема, выход которого через последовательно включенный анализатор сигналов и накопитель подключен к блоку восстановления стираний, первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя, а второй выход - к одному из входов блока исправления стираний, другой вход которого подключен к другому выходу блока приема, введены сумматор, блок стираний и дополнительный анализатор сигналов, при этом вход блока стираний и вход дополнительного анализатора сигналов подключены к выходу блока приема, а выход анализатора сигналов и выход дополнительного анализатора сигналов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, при этом выход блока стираний подключен к вычитающему входу сумматора, выход которого подключен ко входу накопителя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного декодера с повышенной контрастностью оценок надежности.

Декодер с повышенной контрастностью оценок надежности содержит блок приема 1, выход которого подключен к входам блока стираний 2, анализатора сигналов 3 и дополнительного анализатора сигналов 4, выходы которых соответственно подключены к вычитающему входу, первому и второму входу сумматора 5, выход которого через накопитель 6 подключен к входу блока восстановления стираний 7, первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя 6, а второй выход - к одному из входов блока исправления стираний 8, другой вход которого подключен к другому выходу блока приема 1.

Устройство работает следующим образом.

Блок приема 1 регистрирует поступающие сигналы кодовой последовательности и предает их в двоичной форме в блок исправления стираний 8. Кроме того, в блоке приема 1 вырабатывается сигнал стирания по интервалу стирания h, поступающий в виде логической единицы одновременно в блок стираний 2, анализатор сигналов 3 и дополнительный анализатор сигналов 4.

Блок стираний 2 представляет собой регистр сдвига, в котором фиксируется единица, если в блоке приема было зарегистрировано стирание, и соответственно нули при хорошем состоянии канала связи. Регистр рассчитан на хранение 2k-1 символов (нечетное число), при этом средний символ в регистре имеет номер i. В общем случае k=l, 2, 3,.. и его максимальное значение ограничивается размером зоны анализа в дополнительном анализаторе сигналов 4. На выходе блока стираний 2 находится импульс кодовой последовательности с номером i+k-l. С очередным тактом значение этого импульса с выхода блока стираний 2 поступает на вычитающий вход сумматора 5.

Анализатор сигналов 3 вырабатывает оценку надежности для символа кодовой последовательности с номером i. Для этого, начиная с символа i, отсчитываются j_в1<k символов в сторону возрастания текущих номеров и j_у1<k символов в сторону их убывания, образуя, таким образом, скользящие окна анализа двоичной последовательности. Оценка надежности символа с номером i при k=3 и j_в1= j_y1=2 определяется соотношением
F_il=(j_в1+1-S_в1)+(j_y1+1-s_y1),
где s_в1 и s_y1 - число стираний, попавших соответственно в окна анализа j_в1 и j_y1.

Оценка F_i1 при k=3 обладает следующими свойствами: во-первых, (положительный фактор), наиболее низкие оценки фиксируют середины произвольных пачек стираний; во-вторых, (отрицательный фактор) стирания, разделенные хорошими сигналами, имеют одинаковые оценки надежности с этими сигналами.

Например:
Выход блока 1... 000010111101010...

Выход блока 3... 666544322344445...

Здесь и далее многоточие означает хорошее состояние канала связи.

Выход анализатора сигналов 3 подключен к первому входу сумматора 5.

Дополнительный анализатор сигналов 4 тоже вырабатывает оценку надежности для символа кодовой последовательности с номером i. Для этого, начиная с символа i, отсчитываются j_в2=k символов в сторону возрастания текущих номеров и j_y2= k символов в сторону их убывания, таким образом образуются более широкие скользящие окна анализа двоичной последовательности. Оценка надежности символа с номером i при j_в2=j_y2=3 определяется соотношением
F_i2-(j_в2+1-s_в2)+(j_y2+1-s_у2),
где s_в2 и s_y2 - число стираний, попавших соответственно в расширенные окна анализа j_в2 и j_у2.

Оценка F_i2 обладает следующими свойствами: во-первых, в пачке стираний менее 2k-1 символов оценки надежности не отличаются друг от друга (отрицательный фактор); во-вторых, при чередовании стираний и хороших символов оценки надежности достаточно хорошо различаются (положительный фактор).

Например, для приведенной ранее последовательности:
Выход блока 1... 000010111101010...

Выход блока 4... 887755333354657...

Выход дополнительного анализатора сигналов подключен ко второму входу сумматора 5. Значение k выбирается, исходя из свойств канала связи.

Сумматор 5 предназначен для синхронизации оценок надежности по тактам и выработки общей оценки надежности для i-го символа.

Общая оценка вырабатывается за счет сложения оценок, поступающих на первый и второй вход сумматора 5, и уменьшения этой оценки на единицу, если данный такт сопровождался стиранием. Суммарная оценка не изменяется, если стирание в такте отсутствует.

Например, для приведенной ранее последовательности:
Выход блока 1... 0 0 0 0 101111010 10
Выход блока 2... 0 0 0 0 101111010 10
Выход блока 3... 6 6 6 5 443223444 4 5
Выход блока 4... 8 8 7 7 553333546 5 7
Итоговая оценка...14 14 13 12 8954459710 8 12...

Повышение уровня различия оценок (повышение их контрастности) способствует более четкому выделению наиболее ненадежных символов и выделению центра пачек ошибок, улучшая характеристики декодера при работе в реальном масштабе времени.

Накопитель 6 накапливает оценки надежности на одну кодовую комбинацию.

Блок восстановления стираний 7 определяет возможность физического восстановления комбинации избыточного кода при конкретной конфигурации стираний. Работая в метрике Хэмминга, блок выбирает d-1 символов кодовой комбинации с наименьшими оценками надежности (здесь d - минимальное кодовое расстояние). По результатам выбора осуществляется анализ возможности однозначного исправления таких символов. Если результат анализа положительный, то соответствующие символы в блоке исправления стираний 8 стираются и кодовая комбинация восстанавливается за счет регулярных методов. В случае отрицательного исхода анализа изменяется конфигурация стираний за счет исключения из d-1 ранее выбранных символов символа с наибольшей оценкой надежности, хранящихся в накопителе 6. Увеличение контрастности оценок надежности в такой ситуации исключает условие неопределенности, когда из d-1 оценки с наибольшими показателями могут годиться не одна, а несколько, имеющих одинаковые значения.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации. Технический результат - повышение достоверности восстановления стираний и ошибок в кодовой последовательности. Устройство с повышенным уровнем различия оценок надежности содержит блок приема, выход которого подключен к входу анализатора сигналов, выход накопителя подключен к блоку восстановления стираний, первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя, а второй выход - к одному из входов блока исправления стираний, другой вход которого подключен к другому выходу блока приема. Дополнительно введены сумматор, блок стираний и дополнительный анализатор сигналов, при этом вход блока стираний и вход дополнительного анализатора сигналов подключены к выходу блока приема, а выход анализатора сигналов и выход дополнительного анализатора сигналов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, при этом выход блока стираний подключен к вычитающему входу сумматора, выход которого подключен ко входу накопителя. 1 ил.

Декодер с повышенным уровнем различия оценок надежности, содержащий блок приема, выход которого подключен к входу анализатора сигналов, выход накопителя подключен к входу блока восстановления стираний, первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя, а второй выход - к одному из входов блока исправления стираний, другой вход которого подключен к другому выходу блока приема, отличающийся тем, что дополнительно введены сумматор, блок стираний и дополнительный анализатор сигналов, при этом вход блока стираний и вход дополнительного анализатора сигналов подключены к выходу блока приема, а выход анализатора сигналов и выход дополнительного анализатора сигналов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, при этом выход блока стираний подключен к вычитающему входу сумматора, выход которого подключен к входу накопителя.