Кодек каскадного мажоритарного кода

, Мирончиков Еических кодов. льство С 1/10, 1 ючен к вхонего кода, пр ходы управляединены соотходом блока ртого сумма- первый и втоодва, а вляемо тора по модулю рой выходы уп теля подключе второго внешн го фазовращадам декодеравыход которо азователю отно) к вхо еодключен преобра в абс тныи,сительног Фиг 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО ОМУ СЗИДЕТЕПЬС(54)(57) КОДЕК КАСКАДНОГО МАЖОРИТАРНОГО КОДА, содержащий кодер первоговнешнего кода, вход которого являетсяпервым входом ко ека, а выход подключен к первому входу первого сумматора по модулю два, к второму входукоторого и к первому входу канала связи подключен выход кодера второговнешнего кода, выход первого сумматора по модулю два подключен к вторму входу канала связи, первый выходкоторого подключен к первому входублока памяти и к первому входу второго сумматора по модулю два, к второмувходу которого подключен второй выход канала связи, выход второго сумматора по модулю два подключен к второму входу блока памяти и к входублока коррекции ошибок первого внешнего кода, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертогосумматоров по модулю два, к вторымвходам которых подключены соответ-.ственно первый и второй выходы блокапамяти, при этом выход третьего сумматора по модулю два является первым выходом кодека, а также декодервторого внешнего кода, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в канале счетырехпозиционной фазовой модуляциейв кодек введены преобразователь абсолютного кода в относительный и последовательно соединенные счетчик ошибоки управляемый фазовращатель, а такжепреобразователь относительного кодав абсолютный, выход которого являетсявторым выходом кодека, вторым входомкоторого является вход преобразователя абсолютного кода в относительныи, выход которого пду кодера второго вне этом второй и третий мого фазовращателя со ветственно с вторым в памяти и выходом четвИзобретение относится к технике связи и мсжет быть использовано для помехоустойчивого кодирования и декодирования информации в каналах дискретных систем связи с четырехпоэиционной Фазовой телеграфией (4 ФТ) и неоднозначностью фазы сигнала четвертого порядка.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости в каналес четырехпозиционной Фазовой модуляцией.На фиг. 1 представлена структурная схема кодека каскадного мажоритарного кода на фиг. 2 - структурная схема управляемого фаэовращателя, на фиг. 3 - диаграмма переходов при скачках Фазы сигнала в канале.Кодек каскадного мажоритарногокода содержит кодер 1 первого внешнего кода, преобразователь 2 абсолютного кода в относительный, кодер3 второго внешнего кода, первый сумматор 4 по модулю два, канал 5 связи, блок 6 коррекции ошибок первого внешнего кода, второй сумматорпо модулю два, блок 8 памяти, третийи четвертый сумматоры 9 и 10 по моду.пю два, счетчик 11 ошибок первого 30внешнего кода, управляемый фаэовращатель 12, декодер 13 второго внешнего кода преобразователь 14 относительного кода в абсолютный, управляемый Фазовращатель 12, содержащийпервый и второй сумматоры 15 и 16по модулю два, первый элемент НЕ 17,третий сумматор 18 по модулю два,второй элемент НЕ 19, первый и второй ключи 20 и 21, 40Кодек каскадного мажоритарногокода работает следующим образом.На вход кодера 1 первого внешнего кода поступают К информационных символов, а с его выхода кодовое Мслово длины л у("(у( л (" (4)по рступает на первый вход первого сумматора 4,На вход преобразователя 2 абсолютного кода в относительный поступают К информационных символов,Они преобразуются в выходную посдедовательность, символы котоРой передаются в относительном коде. Далееони поступают на вход кодера 3 второго внешнего кода, с выхода которо-.го кодовое слово второго внешнегокода уг(у, )(г 1 г(,)поступает навторой вход первого сумматора 4 по модулю два и на первый вход канала, на второй вход которого поступает с выхода первого сумматора 4 по модулю два результат сложения по модулю два слова первого внешнего кода и слова второго внешнего кода у 9 у(. Здесь(1 ( г и далее символом (+г будем обозначать суммирование по модулю два. Находящийся в канале модулятор 4 ФТ каждой паре символов ,(.")= .(1 ф,(г)и = ( )=1 ) ставит в соответствие определенную Фазу передаваемого сигнала, при этом он использует отображение кодом Грея (Фиг. 3). Так паре символов ОО соответствует нулевая фаза перецаваемого сигнала, паре "01" - + - , паре "11" - и, паре "10" - мийус -(-. Демодулятор 4 ФТЭ также находящиися в канале, выделяет из принятого сигнала кодовое слово(г с лпоступающее на выходы канала. С первого выхода канала символы с(.; =1,(11 поступают на первый вход второго сумматора 7, а с второго выхода канала символык, =г (=1,П) поступают на ф(г (г ., 3 второй вход сумматора 7 по модулю два и записываются в регистры блока 8 памяти. На выходе второго сумматора 7 по модулю два определяется слово первого внешнего кода "; Эы , ( =1)п),л.) 9( 4 (г которое записывается в регистры блока 8 памяти и поступает на вход блока 6 коррекции ошибок первого внешнего кода, содержащего формирователь синдрома и проверок, а также пороговые элементы.На выходе этого блока формируются ошибки в слове первого внешнего кода л ),(1=1,д), которые вместе с символами слова первого внешнего кода .( (1=1,п), хранившимися в блоке 83 памяти, поступают на первый и второй входы третьего сумматора 9 по модулю два, на выходе которого, являющемся первым выходом кодека, получаются откорректированные символы слова первого внешнего кода у", = ( Я ".)( )= 1,п).Символы слова второго внешнего кода т . ( =1, с второго выхода блол(2 ка 8 памяти с ошибками в слове перлвого внешнего кода 1 "( = 1,, формируюшимися на выходе блока 6 коррекции ошибок первого внешнего кода, поступают на входы четвертого сумматора 10по модулю два, выход которого соединен с первым входом управляемого фазовращателя 12, на второй вход которого с второго выхода блока 8 памяти поступает слово второго внешнего кода. Таким образом, на первом и втором входах управляемого фазовращателя 12 формируется словол 1)3)л (2) л (4)у, 9, ):1,1 О На третий вход управляемого фазовращателя 12 подается либо символ "О", либо символ "1" с выхода счетчика 11 ошибок первого внешнего кода, на вход которого подаются ошибки с выхода блока 6 коррекции ошибок первого внешнего кода. Счетчик 11 ошибок представляет обычный двоично-десятич 20 ный счетчик до"П (длина внешних кодов кодека), старший разряд счетчика является выходом. Для простоты будем считать п=2 (щ- целое число), Таким образом, на выходе счетчика 11 появляется символ "О", если число ошибок, исправляемых первым внешним кодом, 1в , и символ ",1" в .если Третий вход управляемого фазовра 30 щателя 12 является управляющим. При поступлении нанего символа "О" информационные символы без изменения поступают на выходы управляемого фазовращателя 12. :ри поступлении на управляющий вход управляемого фазовращателя 12 символа "1" входные символы изменяются.Если 1-е символы входного слова совпадают тое1, = .1+) 1 то на выходы фазовращателя поступают символы л(Ц лай)И45Если же -е символы входного слова не совпадают, т.е. .1., ртол п 1 г) л 1) на выходы управляемого фазовращателя 12 поступают символы у. 1р)50 л я) л 1) 19 .И в том и в другом случаях это равносильно повороту фазы принимаемого сигнала на угол - . С выходов 55 управляемого фазовращателя 12 скорректированное соответствующим образом слово поступает на соответствую" щие входы декодера 13 второго внешнего кода, представляющего собой мажоритарный декодерС его выхода поступают исправленные символы слова второго внешнего кода и подаются на вход преобразователя 14 относительно кода в абсолютный С выхода преобразователя 14 относительного кода в абсолютный, являющегося вторым выходом кодека, поступают декодированные символы слова второго внешнего кода, сЛедующие в абсолютном коде.Чтобы кодек устранял неоднозначность фазы четвертого порядка, первый и второй внешние коды должны удовлетворять определенным требованиям. Первый внешний код должен быть фазируем в канале с двухпозиционной фазовой телеграфией (2 ФТ), а второй внешний код - прозрачным в таком канале.Исследования показывают, что условие фазируемости для кодека мажоритар" ного кода сводится к тому, что в каждой ортогональной проверке относительно ошибки должно содержаться нечетное число символов, число ортогональных проверок должно быть нечетным, что соответствует четному реализуемому минимальному кодовому расстоянию, а декодирование осуществляется без коррекции синдрома в случае исправления ошибки.Условие прозрачности в канале с 2 ФТ сводится только к наличию четного числа символов. в каждой проверке относительно ошибки.Пусть внешние мажоритарные коды с параметрами (о, Кс) и ( о, К 2,С 12) где л - длина кодов К и К - числоф2 информационных символов первого и второго внешних кодов с 1 и с 1 - минифмальные хемминговы расстояния первого и второго внешних кодов, исправляюти -г 4,-ги 1 =ошибок в канале2 2 2с 2 ФТ. Тогда первый и второй внешние коды исправляют столько же ошибок в канале с 2 ФТ и неоднозначностью фазы сигнала второго порядка,В предлагаемом кодеке каскадного мажоритарного кода кодер первого внешнего кода остается без изменений, а с внешней стороны кодека второго внешнего кода поставлены преобразователь 2 на передаче и преобразователь 14 на приеме.функционирует аналогично декодеру прототипа, Это объясняется тем, что деко 25 как ходек первого внешнего кода фазируем, то слово первого внешнего кода З 0) 7 в ", то на выходе счетчика 11 ошибок первого внешнего кода находится 1 , и управляемый фазовращатель 35 12 поворачивает все столбцы слова3 второго внешнего кода еще на в ,;. Слеверсное слово (за исключением ошибоч 50 Если 1 = 1 2, то декодер каскадного мажоритарного кода исправляети менее ошибок в принятом слове. Если в канале с 4 ФТ перескока фазы не было, то рассматриваемый Декодер дер первого внешнего кода исправляет не оолее 1 ошибок, Для простоты считаем, что произошло 1, ошибок и слово первого внешнего кода декодируется правильно Так как 1г, то на вы ходе счетчика ошибок первого внешнего кода находится символ "П" и управляемый фазовращатель практически отключается, Декодер второго внешнего кода также исправляет т., = 212 ошибок, и правильная информация через преобразователь 14 относительного кода в абсолютной поступает на выход.Предположим, что в канале произо 71 шел перескок фазы сигнала на угол В этом случае вместо слова первого внешнего кода получена его инверсия ,за исключением ошибочных позиций), что соответствует перескоку фазы сигнала на угол в канале с 2 ФТ. Так декодировано правильно, причем в нем довательно, на выходе декодера второго внешнего кода также получено инных позиций), Декодер второго внешнего кода фактически декодирует слово итеративного кода (2, 1,2) Д+ (п,К,д 2) с параметрами 2, К 2, 2 о-). Код(2,1,2), состоящий из двух слов;00 и 11, является прозрачным. Исходя из этого, итеративный код также прозрачен. Действительно, удваивается число проверок, но в каждойпроверке остается четное число символов. Таким образом, декодируетсяинверсное информационное слово второго внешнего хода, На выходе пре 10 15 20 образователя 14 относительно кода вабсолютный слово является правильным.Пусть в канале произошел перескокфазы сигнала на угол Т(2 , До входауправляемого фазовращателя 12 декодер 13 работает аналогично случаюперескока фазы сигнала на Г/2, Управляемый фазовращатель 12 фактически устраняет перескок фазы длявторого внешнего кода и кодовое слово декодируется верно.Предположим теперь, что в канале с 4 ФТ произошел перескок фазысигнала на угол У . В этом случаеслово первого внешнего кода остается без изменения и при числе ошибокне болеедекодировано правильно,На выходе счетчика .11 ошибок находится "О", и управляемый фазовращатель 12 не производит поворотафазы сигнала. В этом случае слововторого внешнего кода инвертировано.На выходе декодера 13 получается инверсное информационное слово второговнешнего кода, и на выходе преобразователя 14 слово является правильным,Таким образом, для первого внешнего кода канал с 4 ФТ ничем не отличается от канала с 2 ФТ, и декодерфаэируемого кода в таком канале осуществляет успешное декодирование.Управляемый фазовращатель 12 делаетдля второго внешнего кода как быканал с 2 ФТ, и таким образом второй декодер также осуществляет правильное декодирование в случае 1 илименее ошибок,Структура кодека каскадного мажоритарного кода допускает внесение внего мягкого решения. Общая схемадекодера при этом не изменяется, необходимо только получать из каналаинформацию о надежности принятыхсимволов и соответствующим образомобрабатывать ее в декодере.Таким образом, предлагаемый кодеккаскадного мажоритарного кода обеспечивает высокую помехоустойчивостьв канале с четырехпозициоиной фазовой модуляцией.1185613 ЮьмоР Фиг 2 Составитель С. ОсмоловскийТехред С.Мигунова Корректор М. Максимишинец Редактор Т. Митейко Заказ 6438/59 Тираж 871 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4