Устройство для кодирования и декодирования циклических кодов Советский патент 1987 года по МПК H03M13/51 

1

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может найти применение в системах передачи данных, телеуправления.

Целью изобретения является повыше- , редственно связан с ее выходом, ког15

20

ние быстродействия и упрощение устройства.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для кодирования и декодирования цйкличес-fO ких кодов; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока синхрони- зации; на фиг.З - пример электрической схемы дешифратора, рассчитанной для конкретного случая, когда образующий полином фазирующего сообщения равен X V X + 1, комбинация циклово- го фазирования равна 0010010, а

Устройство для декодирования циклических кодов содержит К- и М-раз- рядные регистры 1 и 2 сдвига, сумматоры 3-6 по модулю два, первый и второй дешифраторы 7 и 8, счетчик 9 импульсов, первый и второй элементы И 10 и 11, блок 12 синхронизации, гене-25 . ратор 13 импульсов, переключатели 14- 18, входы 19 и 20 информационного и фазирующего сообщений ,й вход 21, выход 22, управляющий вход 23, вход Запись 24, выходы 25, выход Готовность 26.

Блок 12 синхронизации содержит блок 27 выделения первого импульса, делители 28 и 29 частоты.

Связи регистра 1 сдвига и сумматора 3 по модулю два, регистра сдвига и сумматора 4 по модулю два определяются образующими полиномами соответственно информационного Р(х) и фаг зирующего Ф(х) кодовых слов.

В режиме декодирования регистр 1 сдвига сумматоры 3 и 5 по модулю два, а также регистр 2 сдвига, сумматоры 4 и 6 по модулю два образуют Хаффмеда в соответствующем разряде К-раз- рядного регистра 1 сдвига записана сумма по модулю два некоторого информационного и нулевого символов фазирующего кодовых слов (на момент выдачи декодированного сообщения потребителю информации).

Вход ячейки дешифратора 8 соединен с выходом последней через инвертор, когда в соответствующем разряде К-раз рядного регистра 1 сдвига на момент выдачи декодированного сообщения потребителю информации записана сумма по модулю два некоторого информационного и единичного символов фазирующего кодовых слов.

Блок 27 вьщеления первого импульса может быть реализован, например, на основе известного.

Устройство для кодирования и декодирования циклических кодов работает следующим образом.

Режим декодирования. Передача.

На управляющий вход 23 устройства на время кодирования подается единичный сигнал.

Вход блока 12 синхронизации отключен от входа 21. С первого выхода блока 12 синхронизации на тактовые j входы К- и М-разрядных регистров 1 и 2 сдвига поступают тактовые сигналы.

К-разр5вдный регистр 1 сдвига и сумматор 3 по модулю два с логическими обратныют связями, определяемыми 40 образующим полиномом информационных кодовых слов Р (х), образуют генератор информационных кодовых слов.

М- разрядный регистр 2 сдвига и сумматор 4 по модулю 2 с логическими

30

новские фильтры соответственно инфор- 45 обратными.связями, определяемыми об- мационных и фазирующего кодовых слов. разующим полиномом фазирующего кодо- Все связи между регистрами 1 и 2 вого слова Ф (х), образуют генератор сдвига и соответствукицими им суммато- фазирующего кодового слова, рами по модулю два описываются обра- По приходу нулевого сигнала на зующими полиномами Р(х) и Ф(х). При- JQ ОД Запись, 24 в К- и М-разрядные

регастры 1 и 2 сдвига в параллельном коде переписывается информация от входов 19 и 20 информационного и фамер реализации подобных фильтров, в частности для полинома С(х)

+ х + x V 1, известен.

В режиме кодирования регистры 1 и re данного сигнала устройство начинает

2 сдвига и соответствующие им сумматоры 3 и 4 по модулю два образуют генераторы соответственно информационной и фазирующей последовательностей.

генерировать две последовательности информационную и фазирующую одинакового периода в соответствии с тактовой частотой.

13024402

Дешифратор 8 состоит из К незави мых ячеек и строится по следующим правилам.

Вход ячейки дешифратора 8 непос

да в соответствующем разряде К-раз- рядного регистра 1 сдвига записана сумма по модулю два некоторого информационного и нулевого символов фазирующего кодовых слов (на момент выдачи декодированного сообщения потребителю информации).

Вход ячейки дешифратора 8 соединен с выходом последней через инвертор, когда в соответствующем разряде К-раз- рядного регистра 1 сдвига на момент выдачи декодированного сообщения потребителю информации записана сумма по модулю два некоторого информационного и единичного символов фазирующего кодовых слов.

Блок 27 вьщеления первого импульса может быть реализован, например, на основе известного.

Устройство для кодирования и декодирования циклических кодов работает следующим образом.

Режим декодирования. Передача.

На управляющий вход 23 устройства на время кодирования подается единичный сигнал.

Вход блока 12 синхронизации отключен от входа 21. С первого выхода блока 12 синхронизации на тактовые входы К- и М-разрядных регистров 1 и 2 сдвига поступают тактовые сигналы.

К-разр5вдный регистр 1 сдвига и сумматор 3 по модулю два с логическими обратныют связями, определяемыми образующим полиномом информационных кодовых слов Р (х), образуют генератор информационных кодовых слов.

М- разрядный регистр 2 сдвига и сумматор 4 по модулю 2 с логическими

зирующего сообщений. По окончании

генерировать две последовательности - информационную и фазирующую одинакового периода в соответствии с тактовой частотой.

Выходы генераторов информационного и фазирующего кодовых слов, являющихся выходами соответственно первого и второго сумматоров по модулю два 3 и 4, объединяются третьим сумматором 5 по модулю два. В результате на выходе сумматора 5 по модулю два и, следовательно, на выходе 22 устройства формируется выходная последовательность того же периода, что и .суммируемые по модулю два информационная и фазирующие последовательности. При этом символы информационной последовательности всегда суммируются по модулю два с одноименными символами фазирующей последовательности.

Полученная таким образом кодограмма передается потребителю информации для декодирования. Формирование подобной кодограммы возможно благодаря тому, что тактирование К- и М-разряд- ных регистров 1 и 2 сдвига осуществляется от одного источника, а полиномы Ф (х) и Р (х), являясь сомножи

телями полинома ( 1), не имеют об-25 цессе непрерывного кодирования К-симщих множителей (где п 2 - 1, m - целое положительное число), т.е. в закодированном состоянии информационное и фазирующие кодовые слова имеют одинаковую длину п (полиномы Р(х) и Ф (х) содержат не менее одного множителя степени т).

На все время кодирования (переда- .ча) процесс формирования выходного циклически закодированного сообщения (в виде совокупности нулевых и единичных логических сигналов) с периодом, равным п, носит непрерывный характер.

Режим декодирования. Прием.

Ка управляющий вход 23 устройства . на время декодирования подается нулевой сигнал. , ,

На входе Запись. 24 фиксируется единичный сигнал.

В этом режиме К-разрядный регистр 1 сдвига, сумматоры 3 и 5 по модулю два с логическими обратными связями.

30

35

вольное произвольное информационное и М-символьное фазирующее кодовые слова, имеющие после кодирования одну и ту же длину п.

При поступлении на вход 21 устройства сообщения, закодированного подобным образом (в бинарном«коде)I блок 12 .синхронизации начинает вырабатывать тактовые импульсы, синхронизирующие работу предлагаемого устройства с устройством, ведущим передачу.

Одновременно в соответствии с тактовыми импульсами, поступающими с перт вого выхода блока 12 синхронизации на вход счетчика 9 импульсов и входы К- и М-разрядных регистров 1 и 2 сдвига, в последние последовательно записывается входное бинарное сообщение.

Через (К + М) тактов отфильтрован- ное входное сообщение, стробируемое сигналами, снимаемыми со второго вы- хода блока 12 синхронизации,, через второй элемент И 11 начинает поступать на вход счетчика 9 импульса.

При прохождении входного сообщения через последовательно соединенные Хоффмановские фильтры информационного и фазирующего кодовых слов из него последовательно исключаются (от-

40

определяемь1ми образующим полиномой Р (х), образуют Хоффменовский фильтр Q информационных кодовых слов. М-раз- рядный регистр 2 сдвига, сумматоры 4 и 6 по модулю два с логическими обратными связями, определяемыми образующим полиномом Ф (х), образуют Хоф- фильтровываются) информационная и фменовский фильтр фазирующего кодового фазирующая составляющие последнего, слова, которое априорно известно. / В случае безошибочного приема чеВходом Хоффменовского фильтра ин- рез (К + М) тактов появляется сообще- формационных кодовых слов являются ние, состоящее из одних нулевых сим0

0

5

объединенные входы переключателей 14 и 15, а выходом - выход сумматора 5 по модулю два.

Входом Хоффменовского фильтра фазирующего кодового слова являются объединенные вход переключателя 16 и вход сумматора 6 по модулю два, а выходом - выход сумматора 6 по модулю два.

Итак, вход 21 устройства оказывается через последовательно соединенные Хоффменовские фильтры информационного и фазирующего кодовых слов соединенным через вход элемента И 11 с установочным входом счетчика 9 импульсов, по второму входу элемента И 11 осуществляется стробирование сигнала, поступающего на его вход.

На вход 21 устройства непрерывно поступает циклически закодированное сообщение (в виде совокупности нулевых и единичных логических сигналов) с периодом,равным п. Оно содержит просуммированные по модулю два в про0

5

вольное произвольное информационное и М-символьное фазирующее кодовые слова, имеющие после кодирования одну и ту же длину п.

При поступлении на вход 21 устройства сообщения, закодированного подобным образом (в бинарном«коде)I блок 12 .синхронизации начинает вырабатывать тактовые импульсы, синхронизирующие работу предлагаемого устройства с устройством, ведущим передачу.

Одновременно в соответствии с тактовыми импульсами, поступающими с перт вого выхода блока 12 синхронизации на вход счетчика 9 импульсов и входы К- и М-разрядных регистров 1 и 2 сдвига, в последние последовательно записывается входное бинарное сообщение.

Через (К + М) тактов отфильтрован- ное входное сообщение, стробируемое сигналами, снимаемыми со второго вы- хода блока 12 синхронизации,, через второй элемент И 11 начинает поступать на вход счетчика 9 импульса.

При прохождении входного сообщения через последовательно соединенные Хоффмановские фильтры информационного и фазирующего кодовых слов из него последовательно исключаются (от- .

0

Q фильтровываются) информационная и фазирующая составляющие последнего, / В случае безошибочного приема чеволов, которое после стробирования поступает на вход счетчика 9 импульсов. Пока на входе счетчика 9 импульсов присутствует нулевой сигнал,

J

счетчик 9 импульсов подсчитывает число неискаженных символов, поступающих подряд на вход 21 устройства, так как длина нулевой кодограммы, поступающей на вход счетчика 9 импульсов в

начальное состояние, определяет неис- 10 зирующего кодовых слов.

каженный участок принимаемой устройством кодограммы.

При подсчете счетчиком 9 импульсов необходимого числа импульсов с его выхода на вход элемента И 10 по тупит единичный сигнал, разрешающий

В случае,поражения принимаемого сообщения помехами ошибки размножаются устройством и на выходе суммато- 15 прохождение единичного импульсного ра 6 по модулю два появляются единич- сигнала с выхода дешифратора 7 на ные сигналы, поступающие после стробирования на вход счетчика 9 импульсов и устанавливающие его в начальное

выход Готовность 26. На время при сутствия на выходе Готовность 26 импульсного единичного сигнала на

состояние.20выходах дешифратора 8 и, следовательТаким образом, число нулевых сим-но, на выходах 25 присутствует дековолов Хоффменовского фильтра фазирую-дированное информационное сообщение, щего кодового слова характеризует Сигнал на выходе дешифратора 7 почисло безошибочно принятых символовявляется при поступлении на его входы

входного сообщения. Б случае отсут- 25комбинации циклового фазирования с ствия ошибок в сообщении на выходе элемента 11 через (К + М) тактов сформируется нулевой сигнал. Счетчик 9

учетом фазового сдвига.

Наличие данной комбинации на входах дешифратора 7 при одновременном наличии единичного сигнала на выходе 30 счетчика 9 импульсов означает, что в К-разрядном регистре 1 сдвига в данньй момент находится сумма по модулю два исходного К-символьного со- ,общения и первьш К символов фазируюимпульсов подсчитывает число тактовых

импульсов, поступающих на его вход с первого выхода блока 12 синхронизации. При этом степень достоверности принятой информации определяется объемом счетчика 9 импульсов и определяется для случая нескоррелированныхз5 щего кодового слова ошибок, подчиняющихся биноминальному закону распределения вероятностей, по выражению

Наличие данной к дах дешифратора 7 п наличии единичного 30 счетчика 9 импульсо в К-разрядном регис данньй момент находи дулю два исходного ,общения и первьш К

При прохождении в через Хоффменовский онных кодовых слов

Р Й1 -1/2

цс

(n-i)C

Ев р (1 - р) ,

де Р - вероятность ошибочного приема символа;

г - число проверочных символов кодового слова с образующим полиномом { Р (х) Ф (х) ;

п - длина кодового слова;

& кратность гарантийно обнаруживаемых ошибок кода с обраВ с зующим полиномом {р (х) Ф(х)}; .jQ кодового слова. На установочный вход

число вариантов ошибок i-кратности, на обнаруживаемых данным кодом; число, определяющее объем счетчика 9 импульсов, причем

N + К + М с ,

счётчика 9 импульсов начинает поступать последовательность, состоящая только из одних нулевых символов.

Длина последней определяет неиска- гг женный участок входного сообщения, , По приеме устройством для декодирования циклических кодов участка неискаженного входного сообщения не менее определенной ; ;лины, что определяет

где N - объем счетчика;

К,М - числа,, соответствующие разрядности регистров 1 и 2 сдвига.

Достоверность принятой информации в соответствии с данной формулой оп- деллется как ;ц1я кода, образующий полином которого равен произведению {Р (х)-Ф (х)} образующих полиномов соответственно информагщонных и фраПри подсчете счетчиком 9 импульсов необходимого числа импульсов с его выхода на вход элемента И 10 поступит единичный сигнал, разрешающий

прохождение единичного импульсного сигнала с выхода дешифратора 7 на

прохождение единичного импульсного сигнала с выхода дешифратора 7 на

выход Готовность 26. На время присутствия на выходе Готовность 26 импульсного единичного сигнала на

25комбинации циклового фазирования с

з5 щего кодового слова

учетом фазового сдвига.

Наличие данной комбинации на входах дешифратора 7 при одновременном наличии единичного сигнала на выходе 30 счетчика 9 импульсов означает, что в К-разрядном регистре 1 сдвига в данньй момент находится сумма по модулю два исходного К-символьного со- ,общения и первьш К символов фазируюз5 щего кодового слова

При прохождении входного сообщения через Хоффменовский фильтр информационных кодовых слов на его выход через

4Q К тактов в случае безошибочного приема поступит только фазирующее кодовое слово с определенным фазовым сдвигом, определяемым образующим полиномом Р (х) информационных кодовых

слов, последнее при прохождении Хаф- фмановского фильтра фазирующего кодо-. вого слова через .М-тактов исключается, а через (К + М) тактов - с выхода Хоффмановского фильтра фазирующего

кодового слова. На установочный вход

счётчика 9 импульсов начинает поступать последовательность, состоящая только из одних нулевых символов.

Длина последней определяет неиска- енный участок входного сообщения, По приеме устройством для декодирования циклических кодов участка неискаженного входного сообщения не менее определенной ; ;лины, что определяет

степень его достоверности при декодировании и регулируется выбором объема счетчика 9 импульсов и при поступлении на входы дешифратора 7 комбинации циклового фазирования с , учетом фазового сдвига, на выходе 26 Г отовность предлагаемого устройства появляется импульсный сигнал, на время присутствия которого на выходах устройства для декодирования цикли- fo ческих кодов фиксируется исходное декодирование сообщение, принятое с требуемой степенью достоверности.

шифратора подключен к второму входу второго элемента И, выход которого является выходом Готовность устройства, второй вход четвертого переклюФормула

чателя подключен к выходу второго сумматора, выход третьего сумматора соединен с вторым входом первого элемента И, вторые входы первого и третьего и первый вход пятого переключателя объединены и являются информационным входом устройства, выход пятого переключателя соединен с вторым входом блока синхронизации, выход первого переключателя соединен с вторым вхо- изобретения f5 дом К-разрядного регистра сдвига,

вторые выходы которого подключены к соответствующим входам второго дешифратора, выходы которого являются первыми информационными выходами устройства, выход четвертого переключателя подключен к второму входу М-раз- рядного регистра сдвига, выход третьего переключателя соединен с вторым входом второго сумматора по модулю

20

1. Устройство для кодирования и декодирования циклических кодов, содержащее К-разрядный регистр сдвига, первые выходы которого соединены с соответствующими входами первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу второго сумматора по модулю два и первому входу первого переключателя, выход 25 два, третьи входы К- и М-разрядных второго сумматора по модулю два соеди- регистров сдвига объединены и являют- нен с первыми вkoдaми соответственно второго переключателя и третьего сумматора по модулю два, М-разрядный регистр сдвига, первые выходы которого 30 и четвертого переключателей объедине- подключены к соответствующим входам ны и подключены к управляющему входу четвертого сумматора по модулю два, устройства, четвертые входы К- и выход которого соединен с вторым вхо- М-разрядных регистров сдвига являют- дом третьего сумматора по модулю два, ся соответственно входами информаци- вторые входы М-разрядного регистра 35 одного и фазирующего сообщений, выход второго переключателя является вторым информационным выходом устройства.

2. Устройство по П.1, о т л и ч ася входом Запись устройства, вторые входы второго и третьего переключателей и третьи входы первого, пятого

сдвига подключены к соответствующим входам первого дешифратора, счетчик, второй дешифратор, третий, четвертьм и пятый переключатели, отличающееся тем, что, с целью повы- 40 ю щ е е с я тем, что блок синхронишения быстродействия и упрощения устройства, в него введены элементы И, блок синхронизации и генератор импульсов, выход которого соединен с

зации содержит блок вьщеления первого импульса и делители частоты, первый вьгход первого делителя частоты подключен к первому входу второго делнпервым входом блока синхронизации, 45 теля частоты, второй вьгход соединен первый выход которого соединен с пер- с первым входом блока выделения первыми входами К- и М-разрядных регис- вого импульса, выход которого соедн- тров и счетчика, второй выход блока нен с вторым входом второго делителя синхронизации соединен с первым вхо- частоты, выход которого является пер- дом первого элемента И, выход которо-50 вым выходом блока синхронизации, вход го подключен к второму входу счетчика, первого делителя частоты и второй выход которого соединен с первым вхо- вход блока выделения первого импульса дом второго элемента И, первые входы являются соответственно первым и вто- третьего и четвертого переключателей Рым входами блока синхронизации, вы- подключены к выходу четвертого сумма-55 ход первого делителя частоты является тора по модулю два, выход первого де- вторым выходом блока синхронизации.

шифратора подключен к второму входу второго элемента И, выход которого является выходом Готовность устройства, второй вход четвертого переклю20

25 - 30 35

два, третьи входы К- и М-разрядных регистров сдвига объединены и являют- и четвертого переключателей объедине- ны и подключены к управляющему входу устройства, четвертые входы К- и М-разрядных регистров сдвига являют- ся соответственно входами информаци- одного и фазирующего сообщений, выход второго переключателя является вторым информационным выходом устройства.

ся входом Запись устройства, вторые входы второго и третьего переключателей и третьи входы первого, пятого

зации содержит блок вьщеления первого импульса и делители частоты, первый вьгход первого делителя частоты подключен к первому входу второго делнРедактор Н.Гунько

Составитель О.Тюрина Техред Л.Олейник

Заказ 1225/56 Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб.„ д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С.Шекмар

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может найти применение в системах передачи данных, телеуправления, телекодовой связи и телесигнализации. Целью изобретения является повышение быс- тродействия и упрощение устройства. Устройство для декодирования циклических кодов содержит К- и М-разрядные регистры 1 и 2 сдвига, сумматоры 3, 4,5 и 6 по модулю два,первый и второй . дешифраторы 7 и 8, счетчик 9 импульсов, первый и второй элементы И 10 и 11, блок 12 синхронизации, генератор. 13 импульсов, переключатели 14,15,16, 17 и 18, входы 19 и 20 информационного и-фазирующего сообщений, инфор- мационньй вход 21, выход 22, управ- ляюпщй вход 23 устройства, вход 24 Запись, выходы 25, выход 26 Готовность. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с 9 (Л 00 о rsD