Устройство для приема и обработки избыточных сигналов Советский патент 1986 года по МПК G08C19/28 

ных векторов ошибок в случае, когда оценка вектора ошибки соответствует кратности максимально исправляемой ошибки. Устройство содержит демодулятор 1, блок 2 памяти, пороговый элемент 3, декодер 4, исправляющий ошибки, блок 5 регистров, формирователь 6 управляющих сигналов, регистр 7, блок 8 регистров, выполненньй на регистрах 9, сумматор 10 по модулю два;, декодеры 11, 12, обнаруживающие .ошибки, элемент ИЛИ 13, анализатор

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в системах передачи информации для приема и обработки в целом составных синалов с избыточностью, формируемых на основе длинных и сверхдлинных помехоустойчивых кодов.

Цель изобретения - повышение по- мехоустойчивости устройства.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для приема и обработки избыточных сигналов ;

Устройство содержит аналоговьй де модулятор 1, блок 2 памяти, порого- - вьй элемент 3, второй декодер 4, исправляющий ошибки, блок 5 регистров, формирователь 6 управляющих- сигналов,, регистр 7, блок 8 регистров, выполненньш на регистрах 9, сумматор 10 по модзшю два, первьй и третий декодеры 11 и 12, обнару кивающие ошибки, первьй элемент ИЛИ 13, анализатор 14, вьшолненньй на блоке 15 элементов И, регистре 16, сумматоре 17 и пороговом элементе 18, второй элемент ИПИ 19, ключ 20, триггер 21, элемент И 22,, первьй формирователь 23 импульсов, выполненньй на счет- чике 245 дешифраторе 25 и регистре 26, генератор 27 тактовых импульсов второй формирователь-28 импульсов, ныполненньш на генераторе 29 тактовых импульсовS триггере 30 и счет- чике 315 и элемент 32 задержки.

Устройство работает следующим образом.

14, выполненньй на блоке 15 элемен- тов И , регистре 16, сумматоре 17 и пороговом элементе 18, элемент ИЛИ 19, ключ 20, триггер 21, элемент И 22, формирователь 23 импульсов, выполненный на счетчике 24, дешифраторе 25 и рех -истре 26, генератор 27 тактовых импульсов, формирователь 28 импульсов, выполненньй на генераторе 29 тактовых импульсов, триггере 30 и счетчике 31, и элемент 32 задержки. 2з.п. 5 1 ил.

Составной сигнал с избыточностью из канала связи поступает в аналоговый демодулятор 1, в котором преобразуется в выходную совокупность разностных элементарных сигналов Х(х ,х 00.Xj), где Н - количество элементарных сигналов в составном избыточном сигнале или количество двоичньк сигналов в кодовых комбинациях. Аналоговая комбинация X запоминается в блоке 2 памяти. Далее элементарные аналоговые сигналы X поступают на вход порогового элемента 3, которьй преобразует их в двоичные символы aj (i 1,Н), Эти двоичные символы а. образуют двоичную кодовую комбинацию А(а, , а,,..а,), которая поступает на декодер 11. Если в декодере 11 не обнаружено ошибки, т.е. комбинация А является разрешенной кодовой ком- |бинацией, то она через элемент ИЛИ 1 вьцдается на выход устройства, после чего все блоки приводятся в исходное состояние, и устройство готово к обработке следующего входного сигнала.

При обнаружении ошибок в комбинации А она подается через второй элемент ИЛИ 19 на вход регистра 7, где запоминается, и на первьй вход декодера 4, в котором отождествляется с ближайшей разрешенной кодовой комбинацией А . После записи в регистр 7 всех Н двоичных сигналов, соответствующих символам комбинации А, в декодере 4 формируются двоичные кодовые комбинации, соответствуюшие наиболее jBepoHTHbiN: векторам ошибки, которые

единичный сигнал появляется на выходе дешифратора, соединенном не только с соответствующим входом регистра 26, но и генератором 27, и триггером 2-1,

Данный единичньш сигнал останавливает генератор 27 и изменяет состояние триггера 21, вследствие чего закрьгоается ключ 20, После ,этого на выходе второго формирователя 28 им-- пульсов появляются импульсы считы- вания из регистров 7 (уже без регенерации), 26 и 9. При этом выходные двоичные сигналы сумматора 10 по модулю два записываются в первьм регистр 9 блока 8 регистров. По окончании импульсов считывания в первом регистре 9 будет записана двоичная кодовая комбинация А, отличающая- ся от первоначальной .комбинации регистра 7 (в данное время она считана из регистра 7) в последнем разряде,

а в последнем регистре (9.,) - . . .,ч

нация А, отличающаяся от первоначальной комбинации регистра 7 в первом разряде.

Далее из блока 8 регистров комбинации считывают .. и обрабатывают. Алгоритм этой обработки рассмотрим на примере обработки комбинации А ,

Двоичная кодовая комбинация А с выхода блока 8 регистров подается в декодер -12, обнаруживающий ошибки. В декодере 12 комбинация А анализируется на наличие ошибок. Если их нет, то данная комбинация через элемент ИЛИ 13 вьздается на выход стройства, после чего все блоки приводятся в исходное состояние и начинается цикл обработки следующего составного сигнала.. .

Если ошибки в А имеются, то эта комбинация подается в д екод р 4, исправляющий ошибки, В декодере 4 комбинация А. отождествляется с ближайшей разрешенной двоичной кодовой комбинацией А , Эта разрешенная комбинация записывается в блок 5 регистров. При этом анализатор 14 не воспринимает разрешенную комбинацию

Аналогичным образом обрабатываются остальные комбинации, считываемые из блока 8 регистров, в результате чего в блоке 5 регистров будет записано еще Н-1 разрешенных комбинаций, так что их общее количество в анном блоке равно Н плюс одна.

2332016

Далее из блока 2 памяти в формиро- ватель 6 управляющих сигналов поступает точная оценка X составного сигнала с избыточностью, а из блока 5 5 считываются двоичные разрешенные кодовые комбинации. В формирователе 6 определяется какая из всех разрешенных- кодовых комбинаций в наибольшей степени соответствует сигналу

10 точной оценки X (в наибольшей степени коррелирована с X). Эта комбинация по управляющему сигналу из формирователя б в блок 5 считывается из последнего п а. выход устройства через

15 элемент ИЛИ 13. После этого все бло .ки устройства приводятся в исходное состояние и устройство готово к обработке следующего составного сигнала с избыточностью.

20 Техническое преимущество предлагаемого устройства заключается в формировании не одного, а совокупности наиболее вероятных векторов ошибок в случае, когда оценка вектора

ошибки соответствует кратности максимально исправляемой ошибки.

Положительный- эффект заключается в повышении помехоустойчивости приема избыточных сигналов.

30 Ориентировочный выигрьш: по помехоустойчивости прием а составных сигналов с избыточностью может быть определен следующим образом.

Вероятность правильного приема 5 составного сигнала с избыточностью-с помощью известного устройства может быть определена в виде:

т-1

,Н-1

р z:c p (i-p) + K cVci-p) ,

i--o . .

0(1)

где К - коэффициент, учитывающий

влияние сбоев (например, в декодере 4, исправляющем ошибки.) при весе вектора ошибок, равном Т.

Вероятность правильного приема составного сигнала с избыточностью с помощью предлагаемого устройства может быть определена как: 0 Т-1 ; . ни т т н т

РЗ Е:С;Р (ь) +к )(2) Из сравнения выражений (1) и (2)

следует, что

5р р

К

т.е. предлагаемое изобретение обладает более высокой помехоустойчивостью по сравнению с известным.

обусловливают отлнчие областей ото- лсдествления лосимвольного и приема в целом. Комбинация А записывается в блок 5 регистров и в регистр 16 анализатора 14. В анализаторе 14

вычисляется хэммин-гово расстояние

р

между комбинациями А и А . Если это расстояние меньше кратности Т исправляемой кодом ошибки, то А выдается из анализатора 14 через элемент ИЛИ 13 на выход устройства., формировани двоичных кодовых комбинаций прекращается, все блоки при1водятся в исходное состояние и устройство готов к обработке следующего в одного сигнала.

р

В противном случае (А не является удаленной от А на расстояние меньшее, чем Т) осуществляется формирование двоичных кодовых комбинаций, которое заключается в следую1цем.

После того, как все ячейки памяти регистра 7 заполнятся соответствующими двоичными сигналами (символами) , на выходе элемента И 22 формируется управляющий сигнал,, который запускает генератор 27 тактовых импульсов. На выходе генератора 27 формируются тактовые импульсы в соответствующие моменты времени,, (

Пусть на выходе генератора 27 сфомировался первый тактовый импульс.

Этот импульс подается на первый вход формирователя 23 импульсов и через элемент 32 задержки - на вход второго формирователя 28 импульсов.

В формирователе 23 импульсов пер- вьй импульс подается на вход счет- , чика 24 и изменяет его состояние. Новое состояние счетчика 24 в виде соответствующего параллельного двоичного кода поступает на входы дешифратора 25, который преобразует параллельньй двоичньй код состояния счетчика 24 в выходной параллельный позиционный двоичный код. Таким образом, дешифратор 25 преобразует двоичный код номера выходного импульса генератора 27 в двоичньй выходной сигнал, которьй формируется на выходе дешифратора 25 (этот дво- ичньш сигнал является единичным) с тем же номером, ч.то и номер выходного импульса генератора 27. Следовательно, в рассматриваемом случае на первом выходе дешифратора 25 формируется двоичный сигнал 1. При этом можно указать, что на выходе

332014

дешифратора 25 формируется параллельная Н-значная двоичная кодовая комбинация с единичным весом. Эта двоичная кодовая комбинация записывается 5 н регистр 26.

С выхода элемента 32 задержки первый выходной импульс генератора 27 подается на вход триггера 30 второго формирователя 28 импульсов.Триг10 гер 30 изменяет свое состояние: на

его выходе появляется сигнал, запускающий генератор 29 тактовых импульсов с Выходные,импульсы генератора 29 подаются на выход формирователя 28 и на

5 вход счетчика 31 (импульс переполнения на выходе счетчика 31 появляется при поступлении на его вход Н--го импульса) . После того, как генератор 29 сформирует Н штук тактовых импуль20 сов, на выходе счетчика 31 появится импульс переполнения, возвращающий триггер 30 в исходное состояние. При этом генератор 29 прекращает формирование импульсов.

25

Выходные тактовые импульсы второго

формирователя 28 подаются на управляющие входы регистров 7,26 я 9 (всего .регистров 9 Н штук) . При этом выходные сигналы регистра 7 через открытый в исходном состоянии ключ 20 и элемент ИЛИ 19 переписываются в этот же регистр 7 и подаются также на nepBfjm вход сумматора 10 по мо/чулю два На второй вход сумматора 10 последова- - тельно подаются вь ходные сигналы регистра 26. Выходные сигналы сумматора 10 записыва1€тся в первьй регистр блока 8 регистров. Очевидно, что с помощью сумматора 10 по г /юдулю два

30

40

осуществляется инвертирование двоич-- ного сигнала регистра 7j порядковьй номер которого совпадает с порядке- номером единичного сигнала в регистре 26.

Далее генератор 27 формирует последующие тактовые импульсы и в регистры 9, последовательно продвигаясь, записываются соответствующие двоичные комбинации.

SO Пусть на выходе генератора 27 сформирован последний импульс, Этот импульс переводит счетчик 24 в состояние К, двоичный код которого с помощью дешифратора 25 пре-55 образуется в позиционный код единичного веса, которьй в виде ДБОИЧНЬЙ довой комбинации единичного веса за- писывается в регистр 26, При этом

Преимущество изобретения тем существеннее, чем мощнее помехоустойчивый код (т.е. больше значения

Н и т) и вьше качество канала связи. 1

Формула изобретения

1. Устройство для приема и обработки избыточных сигналов, содержащее демодулятор, вход которого является входом устройства, выход демодулятора соединен через блок памяти с первым входом формирователя управляющих сигналов и входом порогового элемента, выход порогового злемента соединен с входом первого декодера, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй выход соединен с первым вхо- дом второго декодера, выход второго декодера соединен с первыми входами анализатора и первого блока регистров, первый выход и второй вход первого блока регистров соединены соответственно с вторым входом и выходом формирователя управляющих сигналов, второй вход первого- блока регистров и выход анализатора соединен соответственно с вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, четвертый вход которого соединен с первым выходом третьего декодера, выход первого элемента ИЛИ является выходом устройства, регистр, первые выходы которого соединены с соответствующими втор ми входами анализатора, второй выход регистра соединен с первым входом сумматора, второй вход сумматора соединен с первым выходом первого формирователя импульсов, о т л и ч ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства в него введены второй блок .регистро второй формирователь импульсов, тригер, ключ, элемент И,второй элемент ИЛИ, элемент задержки и генератор тактовых импульсов, входы элемента И подключены к соответствующим первым входам регистра, выход элемента И соединен с первым входом генера- тора тактовых импульсов, выход ко- торого соединен непосредственно с пВНИКЛИ Заказ 2775/53 Тираж 515

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

0

5 вым входом первого формирователя импульсов и через элемент задержки - с лервым входом второго формирователя ,1мпульсоБ, выход первого формирователя импульсов соединен непосредственно с вторьм входом генератора тактовых импульсов и через триггер - с управляющим входом ключа, информа- ционньй вход которого подключен к второму выходу регистра, выход ключа соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу первого декодера, выход второго элемента ИЛИ соединен с информационным входом регистра, выход второго формирователя импульсов соединен с вторым входом первого формирователя импульсов и управляющими входами регистра и второго блока регистров, выход сумматора соединен с информационньт входом второго блока регистров, выход которого соединен с входом третьего декодера, второй выход которого соединен с вторым входом второго декодера. с

2.Устройство по п. 1, отлича- ю щ е е с я тем, что первьй формирователь импульсов содержит счетчик, дешифратЬр и регистр, выходы счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора, первый и второй вькоды которого соединены, соответственно, с первым и вторым информационными входами регистра, вход счетчика и управляющий вход регистра являются первым и вторым входами первого формирователя импульсов, выход регистра является выходом первого формирователя импульсов.

3.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что второй формирователь импульсов содержит счетчик, триггер и генератор тактовых импульсов, выход счетчика соединен

с первым входом триггера, выход триггера соединен через генератор тактовых импульсов с входом счетчика, второй вход триггера и выход генератора тактовых импульсов являются соответственно входом и выходом второго фор- мирователя импульсов.

Подписное

Изобретение предназначено для использования в системах передачи информации для приема и декодирования :i целом составных избыточных сигналов, использующих длинные и сверх- длииные помехоустойчивые коды.Изобретение позволяет повысить помехоустойчивость устройства за счет формирования совокупности наиболее вероят(Л