Способ декодирования биполярных кодов и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК H03M5/18 H03M13/00 

риг.

4 СЛ 00 СЛ

о

Изобретение относится к вычислительной технике и электросвязи и может быть применено в устройствах, использующих импульсно-кодовую модуляцию.

Е современной технике цифровой связи используются различные правила кодирования сигналов. Наличие шумов, помех, аппаратурных сбоев и т.д. могут привести к нарушению правил кодирования (искажению сигнала при передаче по линии связи). Поэтому возникает необходимость оценки достоверности передачи сигнала (обнаружения нарушения правил кодирования).

Известные средства обнаружения нарушения правил кодирования биполярных сигналов основываются на использовании априорно известного (для каждого конкретного случая) правила, чередования полярности импульсов. Например: код АМ1 характеризуется сменой полярности от импульса к импульсу, т.е. любой импульс отличается от предыдущего и последующего импульса своей полярностью. Код НДВП характеризуется избыточностью, которая определяется наличием вставок вида: 000 + 1,000-1, +100+1,-100-1. Отсюда видно, что в коде НДВ при введении вставок может быть подряд два импульса одной полярности. Наличие и характер вставок определяются структурой преобразованного в код НДВП бинарного сигнала.

При условии правильного формирования сигнала на передающей стороне нарушения правил кодирования, обнаруженные на приемной стороне, свидетельствуют о наличии искажений сигнала в процессе передачи его по линии связи.

Известен способ декодирования биполярных кодов,.заключающийся в запоминании сигнала, характеризующего полярность предыдущего импульса биполярного сигнала, сравнении полярности следующего импульса биполярного сигнала с запомненным сигналом и в формировании по результатам сравнения сигнала, характеризующего достоверность контролируемого сигнала.

Этот способ реализуется посредством устройства для декодирования биполярных кодов, которое содержит блок разделения сигнала и блок контроля чередования полярности.

Недостаток этого способа заключается в ограниченности области применения, так как устройство, реализующее его, способно обнаружить нарушения правил кодирования только в коде АМ1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ декодирования биполярных кодов,

заключающийся в том, что из поступающего биполярного сигнала выделяют последовательность первых импульсов и последовательность вторых импульсов, с помощью

последовательности вторых импульсов из последовательности первых импульсов селектируют информационную импульсную последовательность.

Этот способ реализуется посредством

0 устройства для декодирования биполярных кодов, которое содержит блок разделения сигнала, блок выделения вторых импульсов, .блок выделения первых импульсов и селектор.

5 Недостаток этого способа заключается втом, что устройство, реализующее его, может осуществлять только преобразование сигнала из кода НДВ или АМ1 в бинарный код и не способно обнаруживать нарушений

0 правил кодирования ни в коде АМ1, ни, в коде НДВП.

Цел предложения - повышение достоверности декодирования за счет выделения импульсов, нарушающих правила кодирова5 ния в кодах АМ1 и НДВП.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - функциональная схема блока разделения сигнала, на фиг. 3 - схема блока выделения вторых импуль0 сов, на фиг. 4 - схема блока выделения первых импульсов, на фиг. 5 - временные диаграммы в характерных точках устройства при наличии на входе устройства сигнала в коде НДВ-3, на фиг. 6 - временные диаг5 раммы в тех же характерных точках устройства при наличии на входе сигнала в коде АМ1. На временных диаграммах (фиг. 5 и 6) изображен сигнал единица и пятнадцать нулей. На упомянутых фигурах приняты

0 следующие обозначения: индексами 0+ и 0- обозначены информационные импульсы. На фиг. 5 В+ и В- - первые (дополнительные) импульсы кода НДВ-3, V+ и V- - вторые (дополнительные) импульсы кода НДВ-3. Им5 пульсы нарушения правил кодирования (ошибки, сбои) показаны штриховыми линиями, а порядковые номера их - цифрой внутри или левее соответствующего импульса. В способе декодирования биполярных

0 кодов осуществляются следующие операции.

1.Из исследуемого биполярного сигнала выделяют импульсную последовательность первых импульсов и импульсную

5 последовательность вторых импульсов в парах следующих подряд импульсов одинаковой полярности.

2.С помощью импульсной последовательности вторых импульсов из задержанной на п тактов (п 2) последовательности

первых импульсов селектируют импульсы информационного сигнала.

3.Задержанную последовательность первых импульсов и последовательность вторых импульсов объединяют.

4.Отселектированные импульсы информационного сигнала инвертируют и задерживают на один тактовый интервал.

5.С помощью объединенной импульсной последовательности первых и вторых импульсов из задержанного и инвертиро- ванногоинформационного сигнала селектируют импульсы нарушения правил кодирования (ошибки, сбои).

Устройство для декодирования биполярных кодов (фиг. 1) содержит блок 1 разделения сигнала, блок 2 выделения вторых импульсов, блок 3 выделения первых импульсов, первый селектор 4, блок 5 объединения, инвертор 6. блок 7 задержки и второй селектор 8.

На фиг. 1 обозначены информационные входы 9, тактовый вход 10, информационный выход 11 и контрольный выход 12.

Блок 1 разделения сигнала предназначен для разделения поступающего на его вход биполярного сигнала на два бинарных сигнала по признаку полярности импульсов в биполярном сигнале. Он состоит(фиг. 2) из трансформатора 13 и двух компараторов 14, 15.

На первичную обмотку трансформатора 13 поступает биполярный сигнал (фиг. 5а и фиг. 6а). На выход первой вторичной обмотки трансформатора 13 передается этот сигнал без инвертирования, а на выход второй вторичной обмотки - с инвертированием (фиг. 56, фиг. 66) С выхода каждой из упомянутой обмоток сигнал поступает на вход соответствующего компаратора 14,15. Если сигнал на входе компаратора превышает пороговый уровень, установленный на его управляющем входе, то на его выходе в это время формируется потенциал лог. 1 (импульс), в остальное время - потенциал лог. О. Таким образом на выходе первого компаратора 14 формируются импульсы, совпадающие по времени с импульсами положительной полярности (фиг. 5в, фиг. 6в), а на выходе второго компаратора 15 - импульсы, совпадающие по времени с импульсами отрицательной полярности биполярного сигнала (фиг. 5г,фиг. 6г) и поступают на соответствующие выходы блока 1 разделения сигнала.

Блок 2 выделения вторых импульсов предназначен для выделения вторых импульсов из пар импульсов бинарных сигналов, соответствующих парам импульсов одной полярности в коде НДВП, а также

импульсов нарушения правил кодирования (ошибок), следующих за первыми (0+, 0-, В и В-) или во временных интервалах между импульсами V+ -0- и V - Оь

Он состоит и (фиг. 3) из трех Д-триггеров

16, 17, 19,Н5-триггера 18 и коммутатора 20. На Д-входы первого и второго Д-триггеров 16,17 поступают чередующиеся импуль- сы. (На Д-вход первого Д-триггера 16

0 поступают импульсы, соответствующие импульсам положительной полярности биполярного сигнала (фиг. 5в, фиг.бв) а на Д-вход второго Д-триггера 17 -- импульсы отрицательной полярности биполярной сигнала

5 (фиг. 5г, фиг. 6г). С помощью триггеров 16 и 17 осуществляется восстановление временных и амплитудных параметров импульсов (регенерирование).

Регенерированные импульсы с выходов

0 Д-триггеров 16 и 17 поступают, соответственно, на S- и R-входы RS-триггера 18. Импульсами с выхода первого Д-триггера 16 RS-триггер 18 устанавливается в состояние лог. 1, а импульсами с выхода второго Д5 триггера 17 - в состояние лог. О. С выхода RS-триггера 18 импульсы (фиг. 5д, фиг. 6д) поступают на Д-вход третьего Д-триггера 19, который осуществляет задержку их на один тактовый интервал. Импульсы, форми0 руемые на выходах третьего Д-триггера 19, являются управляющими для коммутатора 20 (фиг.5е,ж, фиг. бе,ж). Под действием управляющих импульсов коммутатор 20 поочередно пропускает на выход импульсы,

5 поступающие на первый и второй его входы (5з, 6з). Из временных диаграмм видно, что благодаря задержке импупьсов на один тактовый интервал на третьем Д-триггере 19 коммутатор 20 пропускает все импульсы,

0 кроме первых. Таким образом, на третий выход блока 2 выделения вторых импульсов проходят вторые импульсы (V-t, V-), а также импульсы нарушения правил кодирования (совпадающие по полярности с предыду5 щим импульсом биполярного сигнала)

Блок 3 выделения первых импульсов предназначен для выделения первых импульсов из пар импульсов, соответствующих парам импульсов одной полярности в

0 коде НДВП, и всех импульсов, соответствующих импульсам с правильным чередованием в коде АМ1, таким же чередованием в коде НДВП и импульсов нарушения правил кодирования (ошибок), поступающих перед

5 информационными импульсами 0+ или 0-. Он состоит из коммутатора 21 и регистра 22 сдвига.

На первый и второй входы блока 3 поступают чередующиеся импульсы (пары импульсов) бинарных сигналов (фиг. 5в.г фиг.

6в,г) а на третий вход вторые импульсы (фиг 5з, фиг. 6з), которые являются управляющим сигналом для коммутатора 21. При наличии на третьем входе блока 3 потенциала лог 1, коммутатор 21 выполняет логическую операцию ИЛИ, при этом на выход блока 3 проходит суммарный сигнал. При наличии на третьем входе блока 3 потенциала лог О, коммутатор 21 закрыт, на его выходе формируется потенциал лог. О. Так как управляющим сигналом является последовательность вторых импульсов, то коммутатор 21 оказывается закрыт при наличии на первом или втором входах блока 3 вторых импульсов V+ или V-, и они через коммутатор 21 не проходят, В остальные моменты времени коммутатор 21 пропускает импульсы с первого и второго входов блока 3 на его выход. Таким образом осуществляется выделение первых импульсов. С выхода коммутатора 21 импульсы поступают на Д-вход регистра 22 сдвига, задерживаются им на п тактовых интервалов, где п - порядок кода НДВп и поступают на выход блока 3 выделения первых импульсов (фиг, 5к, фиг. 6к).

Первый селектор 4 предназначен для селекции информационных импульсов из импульсной последовательности первых импульсов с помощью импульсов последовательности вторых импульсов.t

Второй селектор 8 предназначен для селекции импульсов нарушения правил кодирования (ошибок) из обоих сигналов, поступающих на его входы

Каждый из селекторов 4, 8 может быть реализован в виде элемента И.

Блок Б объединения предназначен для объединения импульсных последовательностей первых и вторых импульсов и может быть выполнен в виде элемента ИЛИ-НЕ.

Блок 7 задержки предназначен для задержки информационного сигнала на один тактовый интервал и может быть выполняться в виде D-триггера (одноразрядного регистра сдвига).

Устройство работает следующим образом.

На вход блока 1 разделения сигнала поступает биполярный сигнал л коде АМ1 или НДВп. В блоке 1 разделения сигналов осуществляется разделение биполярного сигнала на два бинарных. В одном бинарном сигнале на выходах блока 1 импульсы соответствуют импульсам положительной полярности биполярного сигнала, а в другом - отрицательным. Поскольку код АМ1 харак- теризуе гея чередованием полярности от импульса к импульсу, то и в разделенных бглнзрных сигналах импульсы чередуются во времени, Код НДВП, где п -- порядок кода.

характеризуется также чередованием полярности от импульса к импульсу, если временной интервал между импульсами не превышает п тактовых интервалов, а если

превышает, то в этих временных интервалах - чередованием полярности от пары к паре импульсов. При этом в разделенных бинарных сигналах чередуются во времени пары импульсов (фиг. 5а,в,г).

0 Первый и второй разделенные бинарные сигналы поступают, соответственно, на первый и второй входы блока 2 выделения вторых импульсов. В блоке 2 выделения вторых импульсов выделяются вторые импуль5 сы кода НДВП (V+ и V-) и импульсы нарушения правил кодирования, которые следуют после информационных (0+ и 0-) или первых (В+ и В-) импульсов кода НДВп. В коде АМ1, поскольку в нем вторых импуль0 сов нет, выделяются только импульсы нарушения правил кодирования (фиг. бз).

В блоке 3 выделения первых импульсов выделяются первые импульсы кода НДВп (В+ и В-), информационные импульсы (0+ и

5 О-)- так как они являются первыми импульсами в соответствующих парах импульсов, а также импульсы нарушения правил кодирования (ошибки, сбои) (фиг. 5в,г,з,к).

Выделенные последовательности пер0 вых и вторых импульсов поступают, соответственно, на первый и второй входы первого селектора 4. В нём с помощью последовательности вторых импульсов осуществляется селекция информационных импульсов из

5 последовательности первых импульсов, которые проходят на выход 11 устройства. На выход 11 может проходить также часть импульсов нарушения правил кодирования (ошибок) (фиг. 5л, фиг, бл).

0 Выделенные последовательности первых и вторых импульсов поступают также на первый и второй входы блока 5 объединения,где объединяются в один бинарный сигнал (фиг. 5н, 6н).

5 Полученный бинарный сигнал и инвертированный информационный сигнал, задержанный с помощью блока 7 задержки на один тактовый интервал, поступают на второй и первый входы второго селектора 8, где

0 осуществляется селекция импульсов нарушения правил кодирования (ошибок) из обоих бинарных сигналов (фиг. 5 м-о, фиг. 6 м-о).

При этом в случае сигнала в коде АМ1

5 на выходах блока 2 выделения вторых импульсов и блока 5 объединения присутствуют только импульсы нарушения правил кодирования, так как вторые импульсы V+ и V- - во входном сигнале отсутствуют (фиг. 6а).

Таким образом выделяются импульсы нарушения правил кодирования как при наличии на входе устройства сигнала в коде АМ1, так и в код НДВП.

Таким образом, объединение последовательностей первых и вторых импульсов и осуществление селекции из них импульсов нарушения правил кодирования с помощью задержанной информационной импульсной последовательности, выполняемые соответствующими блоками выгодно отличает данный способ декодирования биполярных кодов от прототипа тем, что кроме преобразования сигнала из кода АМ1 и НДВП в бинарный сигнал, позволяет обнаружить нарушения правил кодирования сигналов в названных кодах.

Формула изобретения 1. Способ декодирования биполярных кодов, включающий выделение из входного биполярного сигнала последовательности вторых импульсов в парах следующих подряд импульсов одинаковой полярности, выделение с помощью последовательности вторых импульсов из входного биполярного сигнала последовательности первых импульсов в парах следующих подряд импульсов одинаковой полярности, задержку последовательности первых импульсов на п тактов (п 2), селектирование из задержанной последовательности первых импульсов с помощью последовательности вторых импульсов информационной импульсной последовательности, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности декодирования за счет выделения импульсов, нарушающих правила кодирования в кодах АШ и HDBn, задержанную последовательность первых импульсов объединяют с последовательностью вторых импульсов, инвертируют и задерживают на один такт информационную импульсную последовательность, селектируют из инвертированной и задержанной информационной последовательности с помощью объединенной последовательности вторых и задержанных первых импульсов импульсы, нарушающие

правила кодирования в соответствующем коде.

2. Устройство для декодирования биполярных кодов, содержащее блок разделения сигнала, первый и второй входы которого

являются одноименными информационными входами устройства, первый и второй выходы блока разделения сигнала соединены с одноименными информационными входами блока выделения вторых импульсов, первый - третий выходы которого подключены к одноименным информационным входам блока выделения первых импульсов, тактовый вход которого объединен с тактовым входом блока выделения вторых импульсов, выход блока выделения первых импульсов соединен с первым входом первого селектора, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности устройства за счет выделения импульсов, нарушающих правила кодирования в кодах AMI и HDBn, в устройство введены второй селектор, блок задержки, инвертор и блок объединения, первый вход которого подключен к выходу блока выделения первых импульсов, вторые входы блока объединения и первого селектора подключены к третьему выходу блоха выделения вторых импульсов, выход первого селектора соединен с входом, инвертора и является информационным выходом устройства, тактовый вход элемента задержки объединен с тактовым выходом блока выделения вторых импульсов и является тактовым входом устройства, выход инвертора соединён с информационным

входом блока задержки, выход которого и выход блока объединения подключены к первому и второму входам второго селектора, выход которого является контрольным выходом устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и электросвязи. Его применение в устройствах, использующих импульсно-кодовую модуляцию, позволяет повысить достоверность декодирования за счет выделения импульсов, нарушающих правила кодирования в кодах AMI и HDBn. Способ реализуется с помощью устройства, содержащего блок 1 разделения сигнала, блок 2 выделения вторых импульсов, блок 3 выделения первых импульсов и селектор 4. Блоки 2 и 3 выделяют соответствующие импульсы в парах следующих подряд импульсов одинаковой полярности. Селектор 4 обеспечивает выделение из задержанной последовательности первых импульсов информационной импульсной последовательности. Благодаря введению блока 5 объединения, инвертора 6, блока 7 задержки и селектора 8, выполняющих соответствующие операции, обеспечивается выделение импульсов, нарушающих правила кодирования в соответствующем коде. 2 с.п. ф-лы, 6 ил.

г

мм

I

f

ff

Фиг. 4

и.

t

Фиг.З

LJ

гг

n