Устройство для передачи и приема самосинхронизирующихся кодограмм Советский патент 1988 года по МПК H03M13/21 

(21)4084818/24-24

(22)09.07.86

(46) 15.06.88. Бюл. № 22

(71)Специальное конструкторское бюро вакуумных покрытий при Госплане ЛатвССР

(72)В.Г. Бронов

(53)681.32(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 365033, кл. Н 03 М 13/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 431638, кл. Н 03 М 13/00, 1972.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА САМОСИНХРОНИЗИРУЩИХСЯ КОДОГРАММ

(57)Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может найти применение в системах передачи данных. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства и увеличения информативности сообщений. Устройство содержит на передающей стороне регистры 1 и 2 сдвига, сумматоры 3,4 и 5 по модулю два, ключ 6, счетчик 7 импульсов, генератор 8 тактовых импульсов, информационные входы 9 и 10 и вход 11 циклового фазирования, рекуррентные регистры 12 и 13, канал 14 связи, управляющий вход 15, а на приемной стороне - блок 16 синхронизации, регистры 17, 18 и 19 сдвига, сумматоры 20-23 по модулю два, счетчик 24 импульсов, дешифраторы 25-28, триггер 29, ключи 30, 31 и 32, задающий генератор 33, рекуррентные регистры 34 и 35, информационные выходы 36, выход 37 Готовность. 3 ил.

с

(Л

со со

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может найти применение в системах передачи данных, телеуправления, телекодовой связи и телесигнализации, а также может быть использовано в интерфейсных комплектах ЭВМ.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства и увеличение информативности сообщений ,

На фиг 1 и 2 представлены структурные электрические схемы передающей и приемной сторон устройства для пе- редачи и приема самосинхронизирующихся кодограмм; на фиг. 3 - схема блока синхронизации.

Устройство для передачи и приема самосинхронизирующихся кодограмм на передающей стороне содержит первый и второй регистры 1 и 2 сдвига, первый - третий сумматоры 3-5 по модулю два, ключ 6, счетчик 7 импульсов, генератор 8 тактовых импульсов, пер- вый и второй информационные входы 9 и 10, вход 11 циклового фазирования, первьй рекуррентньй регистр 12, состоящий из регистра 1 сдвига и сумматора 3 по модулю два,второй рекуррентный регистр 13, состоящий из регистра 2 сдвига и сумматора 4 по модулю два, канал 14 связи, управляющий вход 15; на приемной стороне содержит блок 16 синхронизации, регистры 17-19 сдвига, сумматоры 20-23 по модулю два, счетчик 24 импульсов, дешифраторы 25-28, триггер 29, ключи 30-32, задающий генератор 33, первый рекуррентньй регистр 34, состоящий из регистра 17 сдвига и сумматора 20 по модулю два, второй рекуррентньй регистр 35, состоящий из регистра 19 сдвига и сумматора 21 по модулю два, информационные выходы 36 и выход 37 Готовность

Блок 16 синхронизации содержит делители 38 и 39 частоты, блоки 40 и 41 выделения первого импульса из серии

импульсов.

1

Устройство для передачи и приема самосинхронизирующихся кодограмм работает следующим образом.

Режим кодирования. Передача. Со входов 9 и 10 на входы регистра 1 сдвига поступают К-символьное сооб- щение (предназначенная для передачи информация) и априорно известное MO - символьное сообщение (информация необходимая для правильного декодирования сообщения).

Со входа 11 на входы регистра 2 сдвига поступает априорно известное М - символьное фазирующее сообщение.

При приходе на вход 15 управляющего сигнала, например нулевого, последний поступает на входы регистров 1 и 2 сдвига и на вход счетчика 7. При этом на время действия данного сигнала счетчик 7 фиксируется в нулевом состоянии, т.е. обнуляется, а в регистрах 1 и 2 сдвига фиксируются К+Мд- и М -символьные сообщения, снимаемые с входов 9, 10 и 11, соответственно.

На тактовые входы регистров 1 и 2 сдвига - вхор счетчика 7 поступают тактовые импульсы с выхода генератора В импульсов.

По окончании сигнала на входе 15 фиксируется единичньй сигнал, а на выходах реккурентных регистров 12 и 13, циклически формируются информационная и фазирующая 1 последовательности одинаковой длины п в соответствии с тактовой частотой генератора 8 импульсов. (

Обратные связи регистров 1 и 2 сдвига и соответствующих им сумматоров 3 и 4 по модулю два определяются образующими полиномами Р(х) и Ф(х) - соответственно информационного К+М,- символьного и фазирующего М-символь- ного кодовых слов.

Полиномы Р(х) и Ф(х) в общем случае могут иметь общие множители. Основной критерий выбора полиномов Р(х) и Ф(х) - получение закодированных К+Мд-символьного и М-символьного сообщений одинаковой длины п, минимальное значение п К + М и достижение требуемой корректирующей спосоности (п, k)-кодов, определяемых полиномами Р(х) и Ф(х).

С выходов сумматоров 3 и 4 по модулю два информационная последовательность непосредственно, а фазирующая - через ключ 6 поступают на входы сумматора 5 по модулю два.

Счетчик 7 подсчитывает число тактовых импульсов, поступающих подряд на его вход, и формирует импульсную последовательность с периодом 2 П тактов и скважностью, равной двум.

Данная импульсная последовательность поступает с выхода счетчика 7

на вход ключа 6. Объем счетчика выбирают равным п.

В результате с выхода ключа 6 на второй вход сумматора 5 по модулю два поступает циклическая фазирующая последовательность с периодом 2 п, так как в каждом периоде первые п-тактов ключ 6 открыт, а вторые п- тактов ключ 6 закрыт, т.е. в тече- ние первых п-тактов на его выход поступает фазирующее кодовое слово, в течение вторых п-тактов текущего периода на выходе ключа 6 фиксируется нулевой сигнал. Далее процесс ци- клически повторяется.

Таким образом, регистр 2 сдвига и сумматор 4 по модулю два, образующие генератор фазирующего кодового слова длины п, ключ 6 и счетчик 7 образуют генератор априорно известного фазирующего кодового слова вдво большей длины, чем информационное кодовое слово.

С помощью сумматора 5 по модулю два циклически формируемые информационное и фазирующее кодовые слова длины п и 2п соответственно суммируются и с выхода последнего снимается циклически закодированное кодовое сл во длины 2п, поступающее в канал 14 связи.

Расположение символов М и К - си вольных сообщений в К+М, символьном блоке, записываемом в регистр 1 сдвига со входов 9 и 10, может быть произвольным при выполнении следующего условия: MO - символьная комбинация в K+MQ -символьном блоке должна располагаться таким образом, чтобы в результате суммирования по модулю два информационного и фазирующего кодовы слов длины п и 2п соответственно в р зультирующем сообщении, снимаемом с выхода сумматора 5 по модулю два, Мд -символьные комбинации, располагающиеся на местах М -символьного сообщения информационного кодового слова, повторялись с периодом 2п, т.е. для четных и нечетных полупериодов выходного сообщения. Данные Mj,- символьные комбинации должны отличатся друг от друга, повторяясь с периодом 2п.

На все время передачи (кодирова- ние) процесс формирования выходного циклически закодированного сообщения (в виде совокупности нулевых и еди

0

Q 5

5

5

0

5

0

5

0

ничных сигналов) с периодом, равным 2п, носит непрерывный характер.

Режим декодирования. Прием. Принятая по каналу 14 связи объединенная последовательность с периодом 2п поступает далее на вход блока 16 синхронизации.

В соответствии с поступающей на вход блока 16 синхронизации кодограммой последний (из импульсной последовательности формируемой генератором 33) вырабатывает на первом и втором выходах соответственно стробирую- щие и тактовые сигналы, синхронизирующие работу устройства с устройством, ведущим передачу.

Тактовые и стробирующие импульсные последовательности имеют одинаковую частоту и разнесены во времени друг относительно друга таким образом, чтобы во время формирования стробирую- щих импульсов на втором входе ключа 31 сигналы на его первом входе были уже установлены, т.е. чтобы влияние переходных процессов на работу устройства было исключено.

Такбй сдвиг во времени сигналов, формируемых на выходах блока 16 синхронизации,- первом и втором соответственно может быть обеспечен различными средствами.

Через п тактов после начала поступления по каналу 14 связи последовательности с выхода регистра 34 на вход регистра 18 сдвига начинает поступать трансформированная последовательность с периодом, равным п тактов.

Из этой последовательности исключена составляющая объединенной последовательности с периодом, равным п тактов, т.е. исключены информационные кодовые слова и помехи с периодом, фавньп п тактов, так как при прохождении регистра 34 входная кодо- грамма умножается на полином (Х +1), включая в себя составляющие только с периодом п и 2п.

Данная трансформированная последовательность (в случае безошибочного приема) представляет собой фазирующую последовательность, генерируемую реккурентным регистром 13.

Через М тактов после начала поступления трансформированной последовательности на вход регистра 18 сдвига он будет заполнен символами последней.

В дальнейшем через п+М тактов с выхода сумматора 22 по модулю два на вход ключа 30 начинает поступать фазирующая 1 последовательность, анало- гичная той, что формируется реккурентным регистром 13.

Выходы регистра 18 сдвига, объединенные со входами сумматора 22 по модулю два выбраны таким образом, чтобы IQ довательность, аналогичная той, что

скомпенЬировать фазовый сдвиг фазирующей 1 последовательности, вносимый последним при ее прохождении регистра 18 сдвига относительно фазирующей 1 последовательности, формируемой во время передачи реккурентным регистром 13,

При поступлении на входы дешифратора 25 комбинации циклового фазирования на его выходе формируется.сигнал д выбирают таким образом, чтобы обес,(например, логический ноль) разрешающий дешифраторам 27 и 28 дешифрацию MQ-символьной комбинации.

Наличие данной комбинации циклового фазирования на выходах регистра 18 сдвига означает, что в данный момент в регистре 17 сдвига записана одна из двух половин формируемого передающим устройством кодового слова, в которых символы исходного K+MQ символьного сообщения записаны в первые разряды п- разрядного регистра 17

25

печить защиту приемного устройства от ложного приема.

Пока на входе счетчика 24 присутствует нулевой сигнал, последний под считывает число неискаженных символо поступающих подряд, так как длина ну левой кодограммы, поступающей на вхо счетчика 24, определяет неискаженньй участок принимаемого устройством со- 30 общения.

В случае поражения принимаемого сообщения номерами ошибки размножают ся устройством и на выходе регистра 35 информационных кодовых слов появляются единичные сигналы, поступаю- Ш;Ие после стробирования на вход счет чика 24 и устанавливающие последний в начальное- состояние.

сдвига, тельно.

начиная с 1 по К+М. включиВ случае безошибочного приема при поступлении на входы дещнфратора 25 комбинации циклового фазирования, один из дешифраторов 27 или 28 должен опознать Мд-символьную комбинацию, поступающую на его входы, как свою и вьщать управляклций сигнал, по которому статический RS-триггер 29 должен быть установлен в одном из двух положений.

MO-отводы п-разрядного регистра 17, объединенные М -входами дещи- фраторов 27 и 28, выбираются среди разрядов 1 по K+MO аналогично соот

ветствующим разрядам регистра 1 сдвига (фиг. 1), в которые при кодировании записывают символы М -символьного сообщения с выхода 10.

В случае безошибочного приема под управлением дешифраторов 25-28 стати- ческий RS-триггер 29 переключается с периодом 2п тактов таким образом, чт на выходе ключа 30 формируется фазирующая П-последовательность.

В результате суммирования по модулю два последовательностей, поступающих из канала 14 связи и с выхода ключа 30 сумматором 23 по модулю два из входной кодограммы, исключается фазирующая составляющая, через п+М тактов после начала приема начинает поступать только информационная послеформируется в настоящий момент устройством, ведущим передачу на выходе рекуррентного регистра 12.

Счетчик 24 подсчитывает число ну- левых символов, поступивших подряд на его счетный вход.

Число последних определяет достоверность принятой информации.

Исходя из этого объем счетчика 24

5

5

0

печить защиту приемного устройства от ложного приема.

Пока на входе счетчика 24 присутствует нулевой сигнал, последний подсчитывает число неискаженных символов, поступающих подряд, так как длина нулевой кодограммы, поступающей на вход счетчика 24, определяет неискаженньй участок принимаемого устройством со- 0 общения.

В случае поражения принимаемого сообщения номерами ошибки размножаются устройством и на выходе регистра 35 информационных кодовых слов появляются единичные сигналы, поступаю- Ш;Ие после стробирования на вход счетчика 24 и устанавливающие последний в начальное- состояние.

Таким образом, число нулевых символов на выходе регистра 35 информационных кодовых слов характеризует число безошибочно принятых символов входного сообщения.

В случае отсутствия ошибок в сообщении на выходе ключа 31 через п+М+Мд+ +К тактов фо рмируется нулевой сигнал.

При этом степень достоверности принятой информации определяется объемом счетчика 24 и определяется для случая нескореллированных ошибок, подчиняю- , щихся биноминальному закону распре-, деления вероятностей, по выражению

0

5

..

Т -.Со

(С

2

..11IJ

S.1-1

)

n-;)Co

(-i

BipNi-p)- ,

Р

- вероятность ема символа:

ошибочного при- число проверочных символов

информационного и фазирующего 1 кодовых слов с образующими полиномами Р(х) и Ф(х) соответственно; - длина кодовых слов после ко. дирования;

- число вариантов ошибок i-крат- ности, не обнаруживаемой ным кодомj

- число, определяющее объем счетчика 24, причем

25

- N+K+M+Me+n Ч „

К+М. и М

,, а п

где N - - объем счетчика 24;

числа, соответствующие разрядности регистров 19 и 18 сдвига; максимальные кратности гарантийно.обнаруживаемых ошибок кодами с образующими полиномами Р(х) и Ф(х) соответственно. Достоверность принятой информации в соответствии с данной формулой определяется как для кодов с образующими полиномами Р(х) и Ф(х).

По приеме входного сообщения с требуемой степенью достоверности на выходе счетчика 24 формируется единичный сигнал.

При поступлении на входы дешифратора 26 комбинации циклового фазирования (с учетом фазового сдвига) на его выходе формируется единичный сигнал. На время формирования данного сигнала в регистре 19 сдвига оказывается зафиксированным декодированное исходное K+Mj,- символьное сообщение (в случае безошибочного приема).

Отводы регистра 19 сдвига являются выходами устройства.

При одновременном наличии на входах ключа 32 единичных сигналов с выходов дешифратора 26 и счетчика 24 на его выходе формируется импульс готовность, поступающий на выход 37 устройства.

Наличие данного единичного импульса на выходе 37 устройства означает, что на выходах устройства в данный момент зафиксировано К+М -символьное исходное декодированное сообщение.

Формула изобретения

Устройство для передачи и приема самосинхронизирующихся кодограмм, со

5

0

держащее на передающей стороне ключ, первый регистр сдвига, выходы которого подключены к соответствующим входам первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу второго сумматора по модулю два, второй регистр сдвига, выходы которого подключены к соответствующим входам третьего сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому управляющему входу второго регистра сдвига, на приемной стороне первый регистр сдвига, первые выходы которого подключены к соответствующим входам первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу первого ключа, второй регистр сдвига, выходы которого подключены к соответствующим входам второго сумматора по модулю два, первого дешифратора и второго дешифратора, выход которого соединен с первым входом второго ключа, выход второго сумматора по модулю 5 два подключен к первому входу третьего ключа, триггер, счетчик импульсов, трет тий и четвертый сумматоры пп модулю два, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства и увеличения информативности сообщений, в него введены канал связи, на передающей стороне счетчик импульсов и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовым входам первого и второго регистров сдвига и первому входу счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу ключа, второй вход которого подключен к выходу третьего сумматора по модулю два, а выход соединен со входом второго сумматора по модулю два, первый управ- ляюпщй вход первого регистра сдвига подключен к выходу первого сумматора по модулю два, второй вход счетчика импульсов объединен с вторыми управляющими входами первого и второго регистров сдвига и является управляющим входом устройства, первые и вторые информационные входы первого регистра сдвига и информационные входы второго регистра сдвига являются соответственно первым,и вторым информационными входами и входом циклового фазирования устройства, на приемной стороне третий регистр сдвига, дешифраторы, задающий генератор и блок синхронизации, первый выход которого соединен с вторым входом первого клю0

5

0

5

0

5

ча

91

, выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, выход задающего генератора подключен к первому входу блока синхронизации, второй выход которого соединен с та- ктовьми входами первого-третьего регистров сдвига и вторым входом счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу второго ключа, первый выход третьего регистра сдвига подключен к первому входу тре тьего сумматора по модулю два, выход которого соединен с информадионным входом второго регистра сдвига, вторые выходы третьего регистра сдвига подключены к первым входам третьего и четвертого дешифраторов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу первого дешифратора, выходы третьего и четвертого дешифра03379 ,10

торов подключены соответственно к первому и второму входам тригтера, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора по модулю два, выход которого подключен к второму входу первого сумматора по модулю два и информа Q ционному входу первого регистра сдвига, вторые выходы которого являются информационными выходами устройства, выход второго ключа является выходом Готовность устройства, выход второ15 го сумматора по модулю два на передающей стороне подключен через канал связи к объединенным между собой вторым входам блока синхронизации, третьего и четвертого сумматоров по мо20 дулю два и информационному входу регистра сдвига.

(PU8. 1

Рие.З