Устройство для декодирования двоичных кодов при трехкратном повторении сообщений Советский патент 1982 года по МПК H04L1/08 G06F11/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕКОДИРСеДНИЯ ДВОИЧНЫХ КОДОВ ПРИ ТРЕХКРДТНОМ ПОВТСРЕНИИ СООБЩЕНИЙ

1

Изобретение относится к цифровой технике, в частности к логическим решающим устройствам.

Известно устройство цля мажоритарного декодирования двоичных сигналов, содержащее логические э/к менты И, логический э;кмент ИЛИ. Устройство предназначено для восстановления правильного значения двЪичног о сигнала по поступающим на вход устройства для декодировання трех аналогичных, подверженных искажению двоичных сигналов l .

Недостатком известного устройства для декодирования является неоптимальность декодирования.,5

Наиболее близким к изобретению является устройство для мажоритарного декодирования двоичных кодов при трехкратном повторении Сообщений, содержащее схему сравнения и управляемый вентиль, первые 20 входы которых соединены с входом устройства, троичный регистр, переключающий элемент.один вход которого соединен с входом устройства, другой вход - с выходом схемы сравнения, третий вход - с выходом управляемого вентиля, выход переключакйцего элэмента соединен со входом троичного регистра, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения и управляемого вентиля. В состав схемы сравнения устройства - прототипа входят два элемента И и элемент ИЛИ u2J.

Недостатком известного устройства также является не оптимальность декодирования, что заключается в следующем. При передаче трех,раз одного и того же двоичного сигнала в результате воздействия помех на передаваемый сигнал и его искажений на вход декодирующего устройства поступают три сигнала, причем из этих трех сигналов К сигналов могут быть равны единице, а (3-К) сигналов равны нулю. В соответствии с поступившей пооледсжательностью сигналов устройство для декодирования, в соответствии с реализуемым им правилом мажоритарного декодирования, определяет какой сигнал пере.дается три раза, равный нулю или равный 394 единице, т.е. по искаже шым значениям сигнала восстонапливаег его правильное значение. Реализация известным устройством заранее установленного правила декодирования в силу случайной природы передаваемого сигнала и искажений неминуемо связано с возможностью ошибочного восстанов/кния перецаваемого сигнала. Например, может оказаться, что при передаче сигнала, равного единице, в силу . искажения на вход устройства для декодирования один раз поступает сигнал, равный единице, а два раза - сигнал равный нулю. Устройство, согласно мажоритарного правила декодирования, выдает сиг- нал, равный нулю. Происходит .ошибочное восстановление сигнала. Ошибочное восста новление сигнала приводит к отрицательны последствиям (потерями) в работе системы в которую входит устройство для декодирования, причем ошибочное восстановление нуля вмесТ9 единицы и единицы вместо ну ля могут приводить к совершенно различным -последствиям. Оптимальным правилом декодирования является такое, которое обе спечивает минимальные среш1ие потери (минимальный средний риск), вызываемые ошибочные Восстановлением сигнала. Этот коитеоий учитывает как вероятность ошибок воссгановления сигнала, так и их последствия. Мажоритарный принцип декодирования при трехкратном построении сообщений, реализуемый известным устройством, предусматривающий выдачу единицы при поступлении на вход устройства для декодирования двух или трех единиц, является частным случаем оптимального декодирования по критерию минимума среднего риска и является оптимальным при условии равных вероятностей и последствий ошибочного восстановления сигнала, т.е. равной вероятности выдачи нуля вместо единицы и единицы вместо нуля и одинако вых последствий этих ошибок. В действительности эти условия часто не выполняются. В этом случае известное устройство для мажоритарного декодирования не обеспечивает минимума среднего риска и не является оптимальным. Условия оптимального декодирования по критерию минимума среднего риска для трехкратно передава емого сигнала в зависимости от численньк значений: вероятностей искажений сигнала и последствий ошибочного восстановления предусматривают одно из трех правил декодирования: выдачу устройством для декодирования сигнала, равного единице тол1зко при поступлении на его еход трех сигналов, равных единице; выдачу устрой9ством цля декодирования сигнала, равного единице при поступлении на его вход или двух с ;гналов, равных един1ще или трех сигналов, равных един1-ще (мажоритарный принцип); выдачу устройством для декодирования сигнала, равного единице при поступлении на его вход одного, двух или трех сигналов, равны:: единице. Одно из этих трех правил является оптимальным. Цель изобретения - ув гличение точности декодирования путем о(5еспечения оптимального правила деко1Г1ирования устройством для декодирования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для декодирования №оичных кодов при грехкраTi::oM повторении сообщений, содержащее эл5мент ИЛИ, счетчик символов, первы второй и третий элементы И, причем выходы первого, второго и третьего элементов И соединены аоответственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства. информационный вход устройства соединен СО счетным входом счетчи; а символов, введен региЬтр, причем входы регистра являются управляющими входами устройства, первый и второй выходы регистра соединены соответственно D первыми входами первого и второго элементов И, выход младшего разряда счетчика символов соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, вход старшего разряда счетчика символов соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И. На чертеже ггредсгавлена структурная схема предлагаемого устройства для декод11рования. В устройство входят элемент ИЛИ I, первый элэмеит И 2, второй элемент И 3, третий элемент И 4, регистр 5, счетчик 6 сообщений. Регистр 5 предназдачен для запомина ния кода правила декодиро,ания, счетчик 6 - рля счета числа единиц, поступивших на вход устройства для декодирования при трехкратном псетррении со1эбщений. Вьпсоды счетчика 6 соединены со входами трех э;юментов И 2-4. Входы рггистра 5 соединены с управляющими входами устройства, вькоды регистра 5 соесшнены соот-. ветственно со входами пер.ого 2 и второго 3 элемента И, вькоды элементов И 2-4 соединены со входа1ли Э;Емента ИЛИ 1. Выход последнего является выходом устройства цля декоаирования. Входы первого и второго разрядов регистра 59 5 -соецинены с первым и вторым у прав ляющими БХосшмн устройства аля аекодиро- вания. Устройство аля декодирования работает следукацим образом. На управл5пощие входы устройства для декодирования и соответственно на входы первого и второго разрядов регистра 5 поступает один из кодов ОО, 10, 11, который запоминается регистром 5, С вы- ходов регистра 5 код поступает на входы первого 2 и второго 3 элементов И. После поступления указанного кода и его запоминания, на вход устройства и соответственно на вход счетчика 6 трижды . поступает передаваемый двоичный сигнал, подверженный воздействию помех. Двоичный двухразрядный счетчик 6 считает чис ло поступивших на его вход единиц. Если на выходах регистра 5 установлен код ОО то на выходах первого 2 и второго 3 эле ментов И сигналы равны нулю. Третий элемент И 4 выдает сигнал, равный единице, только при наличии двух единиц на его входах, т.е. при поступлении на вход счетчика 6 трех едгшиц. Сигнал с выхода третьего элемента И 4 через элемент ИЛИ I поступает на выход устройства для декодирования. Таким образом, при коде ОО на выходах регистра 5 реализуется правило декодирования, при Котором единица на выходе устройства для декодирования выдается только при поступлении на его вход трех единиц. Если на выходах регистра 5 установлен код 10, сигнал на выходе второго эле мента И 3 присутствует наличии единицы на выходе старшего разряда счетчика 6, т.е. при поступлении на вход счетчика 6 двух или трех единиц. На выходе третьего элемента И 4 сигнал, равный единице, также бурет при поступлении на вход счетчика 6 трех единиц. Таким образом, в этом случае реализуется правило декодирования, при котором единица на выходе устройства для декодидирования выдается только при поступлении на вход устройства для декодирований двух или трех единиц. ЕСЛИ на выходах регистра 5 установл« код 11, на выходе второго элемента И единица будет при поступлении на вход счетчика 6 одной единицы. Второй .3 и третий 4 элементы И работают, как в пре дыцущем случае. 296 , Таким образом, при коде 11 реализуегся правило декодирования,при котором единица на выходе ус тройства, для декодирова( выдается при поступлении на его вход пт трех единиц, или двух единиц или одной единицы. Предлагаемое устройство для оекоцирования позволяет повысить точность декодирования и тем самым помехозащищен- ность и уменьшить на выходе цифрового устройства вероятность появления ошибок в виде ложных сигналов, приводящих к наиболее опасным последствиям в работе аппаратуры, в которую входит устройство для декодирования. Ф ормула изобретения Устройство для декодирования двоичных кодов при трехкратном повторении сообщений, содержащее элемент ИЛИ, счетчик символов, первый, второй и третий элементы И, причем выходы первого, второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, информаци- онный вход устройства соединен со счет- входом счетчика символов, о т л и чающееся тем, что, с целью увеличения точности декодирования принимаемого символа, введен регистр, причем входы регистра являются управляющими входами устройства, первый и второй вьг« ходы регистра соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, выход младшего разряда счетчика символа соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом гретьего элемента И, выход старшего разряда счетчика символов соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кодасников В. И. Оптимальный избыточный синтез многоканальных структур ЦВМ. М., Советское радио, 1976, с. 13-15. 2.Контроль (|ункционирсвания больших систем. Под ред. Г. П. Шибанова, М., Маитностроение, 1977, с. 163-164, рис. 4.8 (прототип).