Устройство для кодирования и декодирования сообщений

(51) 5 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН известного устроиложность, обуслЬвием в устройствеавления и анализа ком е троистворосвязитемах пе ен- лож ства яв ная исп тся льзова мации.Изве вания и содержаблок уп ного бл ра сшиб Нэиб сущност Ройствоее б м по техницескои ению является ус ования и декодиз р д к издля ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 328 Й 61, кл, С 06 Р 11/00, 1970.Некоторые вопросы теории кодиро" вания, Сборник переводов, Под ред. Блоха Э,Л, и Пинскера М.С., М.: Мир, 1970, с.5 Й, рис,3.(5)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЯ СООБЩЕНИИ, содержащее регистры сдвига, сумматор и хронизатор, о т л и ц а ю щ е е с я тем, цто, с целью упрощения устройства и реализации Функции кодового разделения каналов, в него введены блок сумматоров, ключи и блок ключей, объединенные первые входь 1 первого и второго ключей являются входом устройства, объединенные выходы первого, третьего и цетвертого клюцей соединены с первым входом первого регистра, первый и вто-. рые выходы которого соединены с со ответствующими первыми и вторыми входами блока ключей, выходы блока тносится к областиможет использоватьсядачи циФровой инФор" тно устроист во для кодиродекодирования сообщений,ее регистры, ключи, сцетцикавления и анализатор ошибок ключей соединены с соответствующимивходами блока сумматоров, выход ко"торого соединен с первым входом пятого ключа, выход которого соединенс первым входом сумматора, выходсумматора соединен с первыми входамишестого и седьмого клюцей, выход шестого клюца соединен с первыми входами второго регистра, выходы второго регистра и седьмого клюца являются соответственно первым и вторым выходами устройства, первый выходпервого регистра соединен с первымивходами третьего и восьмого ключей,выход восьмого клюца соединен с первыми входами цетвертого и девятогоключей и является третьим выходомустройства, объединенные выходы второго и девятого клюцей соединены свторым входом сумматора, первые, вто"рой, третьи и четвертый выходы хронизатора соединены соответственно свторыми входами соответствующих клюцей, объединенными вторыми входамивторого регистра, третьими входамиблока ключей и вторым входом первого регистра.31 рования сообщений, содержащее хронизатор, первый переключатель, вход ко торого является входом устройства, второй переключатель, объединенные первые выходы первого и второго пере ключателей соединены с входом первого регистра, первые выходы первого регистра соединены с соответствующими входами первых сумматоров, выходы которых соединены с соответствующими входами первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к второму выходу первого переключателя, выход второго сумматора соединен с первым входом третьего переключателя, выход и второй вход третьего переключателя соединены соответственно с входом и первым выходом второго регистра, вторые выходы второго регистра соединены с соответствующими входами мажоритарных элементов, выходы которых соединены с соответствующими входа" ми второго коммутатора, второй выход пере-.о регистра соединен с входом второ"о переключателя, второй выход второго переключателя и выход второго коммутатора соединены соответст" венно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого является выходом устройства.Недостатком этого устройства также является сложность, обусловленная наличием дополнительного кольцевого регистра, коммутаторов и мажоритарных элементов, сложность которых растет с ростом длины сообщений и для синхронной работы которых требуется сложный хронизатор.Другим недостатком известного устройства является невозможность реализации этим устройством функции кодового разделения каналов.(елью изобретения является упрощение устройства и реализация функции кодового разделения каналов,Пель достигается тем, что в устройство для кодирования и декодирования сообщений, солержащее регистры сдвига, сумматор и хронизатор, введены блок сумматоров, ключи и блок клюцей, объединенные первые входы первого и второго клюцей являются входом устройства, объединенные вь- ходы первого, третьего и четвертого ключей соединены с первым входом пер вого регистра, первый и вторые выходы которого соединены с соответствующими первыми и вторыми входамиблока ключей, вьходы блока ключейсоединены с соответствующими входамиблока сумматоров, выход которогосоединен с первым входом пятого ключа, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход сумматора1 О соединен с первыми входами шестогои седьмого ключей, выход шестогоклюца соединен с первыми входамивторого регистра, выходы второго регистра и седьмого ключа являютсясоответственно первым и вторым выхо 15дами устройства, первый выход первого регистра соединен с первыми входами третьего и восьмого ключей, выход восьмого клюца соединен с пер 2 О выми входами четвертого и девятогоклюцей и является третьим выходомустройства, объединенные выходы втцрого и девятого клюцей соединены свторым входом сумматора, первые,25 второй, третьи и четвертый выходыхронизатора соединены соответственно с вторыми входами соответствующих ключей, объединенными вторымивходами второго регистра, третьимивходами блока ключей и вторым входомпервого регистра,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство для кодирования и декодирования сообщений содержит ре 35 гистр 1 сдвига, блок 2 ключей (задатчик кодов), блок 3 сумматоров помодулю два, хронизатор 1, сумматор5 по модулю два, регистр 6 сдвига(счетчик) и ключи 7-15.4 О Регистр 1 сдвига служит для записи и временного хранения сообщения.С помощью ключа 7 регистр 1 превращается в кольцевой регистр сдвига.Блок 2 ключей управляется хронизатором 4 и служит для статического задания кода, то есть для настройки устройства на определенный код и ре- ализации функции кодового разделения каналов.50Блок 3 сумматоров (многовходовой сумматор по модулю два) служит для формирования проверочных элементов кода по информационным элементам и формирует на своем выходе единицу, если цисло единиц, поступающих на его входы, нецетно, или нуль, если число единиц четно.(открывает и закрывает) ключей 7-25,обнуляет регистр 6 сдвига после декодирования сообщения, устанавливаетключи блока 2 ключей в положение, со.ответствующее выбранному коду, иподает тактовые импульсы на сдвигсообщения в регистр 1 сдвига,Сумматор 5 по модулю два служит 10для выделения синдромов обнаруживаемых комбинаций ошибок.Регистр 6 сдвига является пороговым блоком и служит для подсчетаединиц выделяемого синдрома, поступающих на его вход от сумматора 5через ключ 15. Объединенные входыячеек регистра 6 являются сдвигающими тактовыми входами,Устройство работает .следующим образом.В режиме кодирования на блоке 2ключей задан какой-либо код (набранаккорд), сообщение подается на входыключей 8, 12, хронизатор 4 подает 25тактовые импульсы на вход регистра1 сдвига и открывает ключи 8, 12,14 в течение первых п тактов. Прир.этом сообщение записывается черезключ 8 в регистр 1 и поступает черезключ 12 на вход сумматора 5, на дру-гой вход которого подается логический"0" (поскол ьку в первые и Та ктовключ 13 закрыт) . С выхода сумматора5 по модулю два сообщение проходитчерез открытый ключ 14 на выход устройства. В течение вторых и тактов открыты ключи 7, 13, 14 и дополнительно может быть открыт ключ 9,остальные ключи закрыты. Сообщение40по тактовым импульсам от хронизатора 4 продвигается по регистру 1, включенному через ключ 7 по кольцевойсхеме, Продвигаясь по закольцованному регистру, элементы сообщения последовательно появляются на выходахрегистра и через статически закоммутированные ключи блока 2 поступаетна входы блока 3 сумматоров. С выходаблока 3 снимаются проверочные элементы кода в течение вторых и тактов,50которые поступают через открытыйключ 13 на вход сумматора 5, на другом входе которого действует "0",поскольку ключ 12 в это время закрыт.С выхода сумматора проверочные эле"менты кодограммы поступают через открытый ключ 14 на выход устройствавслед за ранее переданными инФормационными элементами кодограммы. Поокончании вторых и тактов передачасообщения прекращается, и регистр 1сдвига запоминает инФормационнуючасть кодограммы. При необходимостиповторной передачи сообщения хронизатор 4 вновь выдает импульсы сдвига на регистр в течение 2 п тактов.Причем первые и тактов открыты клю"чи 9, 1 О, 11, 14, а вторые и тактовоткрыты ключи 7, 13, 14, В течениепервых и тактов сообщение поступает с регистра 1 через ключи 9, 11на вход сумматора 5 и далее с выхода сумматора через ключ 14 на выходустройства, Одновременно сообщениечерез ключ 10 вновь вводится врегистр 1, В течение вторых и ,тактов устройство работает также, какбыло описано вьае. После передачисообщения хронизатор 4 обнуляетрегистр подачей тактовых импульсовна его вход при закрытых ключах 7,9, 13, После обнуления регистраустройство готово к кодированию следующего сообщения,В режиме декодирования выходом,устройства является выход ключа 9,в блоке 2 ключей установлен тот жекод (аккорд), что и у кодера напередающей стороне; ключи 10, 11, 14не используются. В течение первыхп тактов работы устройства информационные элементы кодограммы прохо"дят через открытый ключ 8 и записываются в регистр 1 сдвига, В течение вторых и тактов открыты ключи7, 9, 12, 13, 15. При этом проверочные элементыкодограммы проходятчерез ключ 12 на вход сумматора 5,где суммируются на каждом такте сФормирующимися по принятым инФормационным элементам проверочными элементами, поступающими на другой входсумматора с выхода блока 3 сумматоров через открытый ключ 13. СумматорФормирует на своем выходе за вторыей тактов синдром. Нулевой синдромсвидетельствует о том, что в принятом сообщении ошибок нет. Единичные символы синдрома свидетельствуют об ошибках в принятом сообщении.Единичные символы синдрома накапливаются в регистре 6 сдвига, продяи"гаясь вдоль него, поскольку сами еди"ницы синдрома являются тактами записи. Если число единиц в синдроме рав;но или больше разрядности регистра1166, то в последнем разряде регистра6 появляется единица, свидетельствующая о том, цто в принятом сообщениипроизошла неисправимая ошибка, Поэтому сигналу получатель стирает принятое сообщение, Через 2 п тактов ре"гистр 6 обнуляется по сигналу отхронизатора 1, регистр 1 обнуляется,.как было описано выше, и устройствоготово к приему следующего сообщения,Разрядность регистра 6 определяется минимальным кодовым расстоянием в соответствии с максимальнымправдоподобием, причем регистр можетбыть заменен двоичным счетчиком,сопряженным соответствующими разряда-ми с элементом И, а реализованныйалгоритм коррекции по синдрому повышает достоверность и является оптимальным, Блок 3 сумматоров (многовходовой сумматор по модулю два)можно реализовать на схемах признания равнознацности с последующейинверсией на выходе послелней изсхем. При включении дополнительногорегистра сдвига между выходом ключа11 и входами ключей 10, 11 устройство становится датциком псевдо"случайных последовательностей,Изобретение позволяет более простыми средствами осуществлять коди 37 Мрование и деокдирование сообщений посравнению с прототипом за счет коррекции ошибок по синдрому, а не мажоритарно. Устройство применимодля кодирования сообщений любой длины п любым систематическим циркулянтным 2 п,п (аккордным) кодом из2 -(и+2) кодов, а также укороценныНщ ми и удлиненными аккордными кодамис любой скоростью передачи, причемименно среди этих кодов находятсянаилучшие ансамбли из всех известных кодов, в том цисле и квазисо 1 с вершенные, что позволяет адаптиро- Ф гваться к различным каналам связи,характеру помех и пакетов ошибок,к любому истоцнику двоичных сообщений. Устройство позволяет произ водить дистанционную смену кодаи осуществлять псевдослучайное кодирование, Устройство применимо вциФровом радиовещании, телевидении,телеФонии, телеметрии с кодовым д разделением каналов, как датцикпнсевдослучайных цисел и генераторпериодических псевдослуцайных последовательностей любого периода иширокого спектра для локации. Устройство может быть использовано врежиме обнаружения ошибок без кор.рекции, .1163744 Обруч Редактор О.Юркова ехред М.Моргентал Коррект ЕНТ СССР ете киямущская н Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул. Гагар 101 Заказ 231,4 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Ра