Устройство для декодирования двоичных кодов при трехкратном повторении сообщений

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Опубликовано 15.07,82. Бюллетень26Дата опубликования описания 18.07.82 ао делам нэобретеннй н аткрытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕКОДИРОВАНИЯ ДВОИЧНЫХ КОДОВ ПРИ ТРЕХКРАТНОМ ПОВТОРЕНИИ СООБЩЕНИЙ 1Изобретение относится к цифровой технике, в частности к логическим решающим устройствам.Известно устройство цля мажоритарного цекоцирования двоичных сигналов, соцер 5 жащее логические элементы И, логический элемент ИЛИ, Устройство прецназначена цля восстановления правильного значения двоичного сигнала по поступающим на вход устройства цля аекоцирования треханалогичных, но поцверженнык искажению цвоичных сигналов 1 ,Недостатком известного устройства цляцекоцирования является неоптимальность декодирования.15Наиболее близким к изобретению является устройство цля мажоритарного цекоцирования двоичных копов при трехкратном повторении сообщений, соцержащее схему сравнения и управляемый вентиль, первые 20 входы которых соецинены с входом устройства, троичный регистр, переключающий элемент,.один вхоц которого соецинен с вхоцом устройства, цругой вхоц - с вы 2хоцом схемы сравнения, третий вхоц - с выхопом управляемого вентиля, выхоц переключающего элемента соединен со вхоцом троичного регистра, выход которого соединен со . вторым входам схемы сравнения и управляемого вентиля. В состав схемы сравнения устройства - прототипа входят цва элемента И и элемент ИЛИ 21.Не достатком известного устройстватакже является неоптимальнссть цекоцирования, что заключается в сведующем. При передаче трех раз одного и того же двоичного сигнала в результате возцействия помех на передаваемый сигнал и его искажений на вход цекоцирующего устройства поступают три сигнала, причем из этих трех сигналов К сигналов могут быть равны единице, а (Э-К сигналов равны нулю. В соответствии с поступившей послецовательностью сигналов устройство цляцекоцирования, в соответствии с реализуемым им правилом мажоритарного цекоцировання, опрелечяет какой сигнал передается трн раза, равный нулю илн равный3 9441ецицице, т.е. по искаженным значениямсигнала восстанавливает его правильноезначение, Реализация известным устройством заранее установленного правиладекодирования в силу случайной природыпередаваемого сигнала и искажений неминуемо связано с возможностью ошибочного восстановления передаваемого сигнала.Например, может оказаться, что при перецаче сигнала, равного единице, в силу, 0искажения на вход устройства для декодирования один раз поступает сигнал,равный ецинице, а цва раза - сигнал рав- Гный нулю. Устройство, согласно мажоритарного правила цекоцирования, выдает сиг нал, равный нулю. Происходит.ошибочноевосстановление сигнала. Ошибочное восстановление сигнала приводит к отрицательнымпоследствиям (потерямц) в роботе системы,в которую входит устройство для декодирования, причем ошибочное восстановлениенуля вместо единицы и единицы вместо нуля могут привоцить к совершенно различным последствиям. Оптимальным правилом Сцекоцирования является такое, которое обе 5спечивает минимальные средние потери(минимальный средний риск)вызываемыеошибочные восстановлением сигнала. Этоткритерий учитывает как вероятность ошибок восстановления сигнала, так и их послецствия. Мажоритарный принцип цекоцирования при трехкратном построении сообщений, реализуемый известным устройством, предусматривающий выдачу единицыпри поступлении на вхоц устройства цля35декодирования двух или трех единиц, является частным случаем оптимального декодирования по критерию минимума срецне-го риска и является оптимальным при условии равных вероятностей и последствий40ошибочного восстановления сигнала, т.е.равной вероятности выцачи нуля вместоединицы и единицы вместо нуля и оцинаковых последствий этих ошибок. В действительности эти условия часто не выполняются. В этом случае известное устройство45для мажоритарного декодирования не обеспечивает минимума среднего риска и неявляется оптимальным. Условия оптимального декоцирования по критерию минимума среднего риска цля трехкратно передава емого сигнала в зависимости от численных значений: вероятностей искажений сигнала и послецствий ошибочного восстановления преаусматривают одно из трех правил декодирования: выдачу устройством для 55 декодирования сигнала, равного единице только при поступлении на его Вход трех сигналов, равных ецинице; выдачу устрой 20 4ством цля декодирования сигнала, равногоединице при поступлении ца его вхоц илидвух сигналов, равных единице или трехсигналов, равных ецинице (мажоритарныйпринцип); выдачу устройством для декодирования сигнала, равного единице припоступлении на его вход одного, двухили трех сигналов, равных единице. Одноиз этих трех правил является оптимальным.Бель изобретения - ув личение точности декодирования путем обеспечения оптимального правила декодирования устройством для декодирования.Поставленная цель ц.остигается тем,что в устройство цля декодирования двоичных кодов при трехкрать:ом повторениисообщений, содержащее элемент ИЛИ,счетчик символов, первыЦ второй и третий элементы И, причем выходы первого,второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым, вторым итретьим входами элемента ИЛИ, выходкоторого является выходом устройства,информационный вход устройства соединенсо счетным входом счетчи,са символов,введен регистр, причем входы регистраявляются управляющими входами устройства, первый и второй выходы регистрасоединены соответственно: первыми входами первого и второго элементов И, выход младшего разряда счетчика символовсоединен с вторым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, вход старшего разряда счетчика символов соединен с вторыми входамипервого и третьего элементов И.На чертеже представлена структурнаясхема предлагаемого устройства для декоцирования,В устройство входят эа.мент ИЛИ 1,первый элемент И 2, второй элемент И 3,третий элемент И 4, регистр 5, счетчик 6сообщений.Регистр 5 предназначен для запоминания кода правила декодирования, счетчик6 - цля счета числа единиц, поступившихна вход устройства для декодирования притрехкратном повторении сообщений. Выходы счетчика 6 соединены со входами трехэлементов И 2 4. Входы регистра 5 соединены с управляющими вхоцами устройства, выходы регистра 5 соединены соот-,ветственно со входами пер.арго 2 и второго 3 элемента И, выходы элементовИ 2-4 соединены со входами элементаИЛИ 1. Выхоц последнего является выходом устройства цля декодирования. Вхоцы первого и второго разрядов регистра.5 9441 5 соединены с первым и вторым управляющими входами устройства цля декодирования.Устройство для декодирования работает слдующим образом.5На управляющие входы устройства для декодирования и соответственно на входы первого и второго разрядов регистра 5 поступает один из кодов 00, 10, 11, который запоминается регистром 5, С выходов 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 . 1 з поступает передаваемый двоичный сигнал, подверженный воздействию помех. Двоичный двухразрядный счетчик 6 считает число поступивших на его вход единиц. Если на выходах регистра 5 установлен код 00,2 О то на выходах первого 2 и второго 3 элементов 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 единиц. Сигнал с выхода третьего элемента И 4 через элемент ИЛИ 1 поступает на выход устройства для декодирования.Таким образом, при коде 00 на выхо- зо дах регистра 5 реализуется правило декодирования, при котором единица на выходе устройства для декодирсеания выдается только при поступлении на его вход трех единиц.35Если на выходах регистра 5 установлен код 10, сигнал на выходе второго элемента И 3 присутствует при 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 будет при поступлении на вход счетчика 6 трех единиц.Таким образом в этом случае реализу 45 ется правило декодирования, при котором единица на выходе устройства для декодидирования выдается только при посгуплении на вход устройства для декодирования двух или трех единиц.Если на выходах регистра 5 установлен" 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 псе. дыцущем случае. 29 6, Таким образом, при коде 11 реализуется правило декодирования,при котором единица на выходе устройства,для декоднровари выдается при поступлении на его вход или трех единиц, или двух единиц или одной единицы,Предлагаемое устройство для декодирования позволяет повысить точность декодирования и тем самым помехозащищенность 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, информационный вход устройства соединен со счетным входом счетчика символов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности декодирования принимаемого символа, введен регистр, причем входы регистра являются управляющими входами устройства, первый и второй вь:- 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 третьего элемента И, выход старшего разряда счетчика символов соединен с вгорыми входами первого и третьего элементов И. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Колесников В. И, Оптимальный избыточный сингез миогоканальньцс структур ЦВМ, М., советское радио", 1976, с, 13-15. 2, Контроль функционирования большихсистем. Под ред. Г, П. Шибанова, М.,944120 Тираж 688 По енного комитета СССР тений и открытий5, Раушская наб., д. писное аказ 5157/76 ВЯИИПИ Государст по делам изобре 113035, Москва, Ж