Пороговый декодер сверточного кода

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛ ИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 2(72 ня (56 УДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОМСТВО СССРПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИД 4932337/2430.04.9130,08,93. Бюл, М 32А.Г.Снисаренко, Л.С,Сорока, Г.Е.Бов и Ю,В.ГоловинАвторское свидетельство СССР320904, кл. Н 03 М 13(12, 1987,Авторское свидетельство СССР252944, кл. Н 03 М 13/12, 1986,Ы,3 183738 Ж ПОР.О(ОВЕЙ ГО КОДА (57) Изобретение вычислительной няться в системах зующих сверт изобретения - упр ширение области ство содержит ко 2 синдрома, анал корректор 8 ошиб блок 6 задержки. относится к автоматике и технике и может приме- цифровой связи, испольочные коды Цель ощение устройства и расего применения. Устройдеры 1, 3, формирователь изаторы 4, 7 синдрома, ки, пороговый элемент 5, 2 ил,Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может применяться в системах цифровой связи, использующих сверточные коды,Цель изобретения - упрощение устройства и расширение области его применения.На фиг.1 приведена блок-схема порогового декодера сверточного кода; на фиг,2 -пример его конкретной реализации,Пороговый декодер сверточного кодасодержит первый кодер 1, формирователь 2синдрома, второй кодер 3, второй анализатор 4 синдрома, пороговый элемент 5, блок6 задержки информационной последовательности, первый анализатор 7 синдрома,корректор 8 ошибок,Первый кодер 1 является кодером ортогонального сверточного кода и предназначен для формирования по информационнымсимволам проверочной последовательности. В качестве первого кодера используется регистр сдвига, связанный ссумматорами по модулю два. Длина регистра сдвига, число сумматоров по модулю дваи их связи определяются порождающиммногочленом ортогонального сверточногокода, Вход кодера является информационным входом устройства, а первый и второйвыходы подключены к соответствующимвходам второго кодера 3., Формирователь 2 синдрома предназначен для формирования синдромной последовательности из принятой проверочнойпоследовательности и проверочной последовательности, сформированной на приемной стороне первым 1 и вторым 3 кодерами,Первый вход формирователя 2 синдрома является проверочным входом устройства.Второй кодер 3 предназначен для формирования Добавочных разрядов в кодовомслове квазиортогонального сверточного кода, позволяющих увеличить его вес и на этойоснове увеличить исправляющую способ-ность квазиортогонального кода. Второй кодер 3 представляет собой регистр сдвига,связанный с сумматорами по модулю два,число разрядов которого, сумматоров по модулю два и их связи обусловлены видомдополцительного многочлена в порождающем многочлене квазиортогонального сверточного кода, Второй выход второго кодера3 подключен к второму входу формирователя 2 синдрома, а первый выход соединен совходом блока 6 задержки информационнойпоследовательности.Второй анализатор 4 синдрома предназначен для формирования сигналов значений ортогональных проверок на длинекодового ограничения, превышающую длину кодового ограничения ортогонального сверточного кода, число которых определяется весом дополнительного многочлена в составе порождающего многочлена квази- ортогонального сверточного кода.В качестве второго анализатора 4 синдрома используется регистр сдвига, связанный с сумматорами по модулю два, Длина регистра сдвига, число сумматоров по модулю два определяется видом расширенной проверочной матрицы квазиортогонального систематического сверточного кода и структурой дополнительных ортогональных проверок, Первый вход второго анализатора 4 синдрома соединен с выходом формирователя 2 синдрома, второй вход подключен к выходу порогового элемента 5, третий вход соединен со вторым выходом первого анализатора 7 синдрома, первый выход второго анализатора 4 синдрома соединен с первым входом первого анализатора 7 синдрома, а второй выход - со второй группой входов порогового элемента 5.Пороговый элемент 5 предназначен для принятия решения о значении шумового сигнала еона каждом такте работы устр)ройства по сигналам ортогональных проверок, формируемых как на длине кодового ограничения ортогонального кода, так и.на длине, превышающей длину кодового ограничения ортогонального кода. Порог срабатывания порогового элемента 5 выбирается исходя из корректирующих свойств квази- ортогонального сверточного кода. К первой группе входов порогового элемента 5 подключен первый выход первого анализатора 7 синдрома, выход порогового элемента 5 соединен со вторыми входами первого 7 и второго 4 анализаторов синдрома и корректора 8 ошибок,Блок 6 задержки информационной последовательности предназначен для согласования момента коррекции искаженных информационных символов и представляет собой регистр сдвига, длина которого определяется как разность суммы длин регистров сдвига первого и второго анализаторов синдрома и суммы длин регистров сдвига первого и второго кодеров. Выход блока 6 задержки информационной последовательности соединен с первым входом корректора 8 ошибок,Первый анализатор 7 синдрома предназначен для формирования сигналов значений ортогональных проверок на длине кодового ограничения ортогонального сверточного кода и представляет собой регистр сдвига, связанный с сумматорами по модулю два, Длина регистра сдвига. число сумматоров по модулю два и их связи5 определяются порождающим мнагочленом ортогонального сверточнаго кода.Корректор 8 ошибок предназначен для коррекции искаженных символов информационной последовательности и представляет собой сумматор по модулю два. Выход корректора 8 ошибок является информационнь 1 м выходом устройства.Ввиду того, что ортогональные сверточные коды имеют более низкие корректирующие свойства, чем лучшие неортогональные сверточные коды, при одинаковых скоростях и длинах кодовых ограничений, в пороговом декодере используетсяя кваэиортогональный код, корректирующая способность которого приближается к корректирующей способности лучших неортогональных сверточных кодов, а простота реализации процесса декодирования, присущая ортогональным сверточным кодам, сохраняется. При этом в предлагаемом устройстве используется декодирование квазиортогонального сверточного кода в режиме исправления ошибок в отличие от устройства-прототипа, где кратность исправляемых ошибок зависит от структуры ортогонального кода, а введенная избыточность используется для обнаружения ошибок кратности выше гарантированно исправляемых ортогональным кодом, Возможность реализации режима декодирования квазиортогонального сверточного кода с исправлением ошибок подтверждается следующим пимером. Пусть Ро(х)= х + х + х + 1 - парожда 2 ющий многачлен ортогонального сверточного кода. Используя известное выражение, позволяющее привести порождающий мнаточлен ортогонального кода к квазиортогональному, получим; Р(х)=х +х + х +х +9 7 б 5 +х + 1. При этом структура порождающего многочлена ортогонального сверточного кода позволяет построить 4 ортогональные Проверки от 1 оситльна символа ео( ) вида:(2 (1 (2, А 4 = Яб( = ео( ) + е 1( + е 4 + еб(+ еб( ).Рассмотрим теперь расширенную проверочную матрицу квазиартагонал ьн ага сверточного кода, порождаемого многачленом Рк(х);/Анализ проверочной матрицы Н позволяет сделать вывод о том, что на длине кодового ограничения пд = 24 могут бытьпостроены еще две артогональные проверки вида:Ав = 5 г,г+г+ 1 гг г- ев г+ ев +(1 (1) 2 (2 (2),10 + ео+ е 12)+ ез(2)+е 4(2)+е 5 ),чта позволяет сделать вывод о том, что использование квазиортогонального сверточного кода в режиме исправления ошибокпозволяетгарантированноисправлятьтрехкратные ошибки. Очевидно, что использование такого режима декодированияпозволяет избежать необходимости обнаруживать ошибки кратности выше гарантированно исправляемых ортогональнымсверточным кодом,Вместе с тем, поскольку квазиортогональные сверточные коды являются неортогональными, то использованиепредложенного подхода к декодированиюкваэиортогональных сверточных кодов в режиме исправления ошибок применительнок неортогональным сверточным кодам позволяет декодировать их в ряде случае, зависящих от структуры неортогонального3 О сверточного кода, пороговым методом нарасширенной длине кодового ограничения,Устройство работает следующим обра-зом,В исходном состоянии в регистрах сдвига первого 1 и второго 3 кодеров, первого 7и второго 4 анализаторов синдрома, блока бзадержки информационной последовательности записаны нулевые сигналы. В пороговом элементе 5 установлено пороговоедк мин4 О ЗНаЧЕНИЕ 2 = 2, ГДЕ дмнн - МИНИМаЛЬное,кодовое расстояние квазиортогонального сверточного кода.Из канала связи на информационныйвход устройства (вход кодера 1) поступают впоследовательном коде с тактовым периодом ЛТ сигналы двоичной информационнойпоследовательности М(х), искаженные воздействием помехи Е 1(х), т.е, поступает дво 5 О ичная последовательность М(х) = М(х) ++Е 1(х), которая далее поступает в разрядырегистра сдвига второго кодера 3, Первый 1и второй 3 кодеры реализуют процесс умно.жения последовательности М (х) на порождающий мнагочлен квазиарто 1 ональнагасверточного кода Рк(х), формируя проверочнуюю последовательность, которая поступаетна второй вход формирователя 2 синдрома,на первый вход которого поступают в последовательна,; коде с тактовым перирдом ЛТсигналы проверочной последовательности, сформированные на передающей стороне, вида.Мп(х) " М(х) Р(х) + Е 2(х).В случае отсутствия ошибок, т.е, при Е 1(х) - Ег(х)О, в регистры сдвига второго 4 и первого 7 анализаторов синдрома запишется нулевой синдром, Сигналы ортогональных проверок А 1-Аб равны нулю. Порог порогового элемента 5 превышен не будет, В результате информационная последовательность М(х). поступающая с выхода блока 6 задержки информационной последовательности на первый вход корректора 8 ошибок, коррекции не подвергается и поступает в неискаженном виде получателю, Коррекция соответствующих разрядов регистров сдвига первого 7 и второго 4 анализаторов синдрома не производится.В случае, если Е 1(х) Ф О и Е 2(х) г О, но кратность ошибки не превосходит гарантированно исправляемой квазиортогональным сверточным кодом, устройство работает следующим образом. Пусть для простоты изложения М(х)Р(х)0000000000 и при передаче кодового слова квазиортогонального сверточного кода (оэдействовала трехкратная ошибка е 0е 1ег . При этом в регистрах сдвига первого 1 и второго 3 кодеров запишется информационная последовательность 0000000111. По значениям символов синдромной последовательности, записанной в разрядах регистра сдвига второго 4 и первого 7 анализаторов синдрома, формируются сигналы ортогональных проверок: А 1-1;А 2-0;Аэ 1; фА 4 0;Абзв 1 фАб 1.Так как А Ъ 4, то пороговый элемент 5 вынесет рещение о значении шумового символа е 0 ) = 1, сигнал с выхода которого поступит в соответствующие разряды регистров сдвига первого 7 и второго 4 аналиэаторов синдрома и на второй вход корректора 8 ошибок, где произойдет исправление ошибочно принятого информационного символа 10, Таким образом, на рассматрива емом такте работы предлагаемого устройства последствия воздействия трехкратной ошибки устраняются, Очередной сигнал вызовет повторение описанных операций.Легко заметить, что ошибка ее 1е 2в 10 устройстве-прототипе не исправляется иприводит к размножению ошибок.Таким образом, в предлагаемом устройстве сохраняются корректирующие свойства устройства-прототипа при упрощении 15 устройства.Формула изобретения Пороговый декодер сверточного кода,содержащий первый и второй кодеры, кор- .ректор ошибок, формирователь .синдрома, 20 первый анализатор синдрома, пороговыйэлемент, выход которого соединен с первыми вхсдами корректора ошибок и первого анализатора синдрома, первый выход которого соединен с первой группой входов по рогового элемента, первый входформирователя синдрома является проверочным входом устройства, вход первогО кодера является информационным входом .устройства,отл ича ющийся тем,что, 30 с целью упрощения устройства, в него введены блок задержки информационной последовательности и второй анализатор синдрома, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выхо дом формирователя синдрома, выходом порогового элемента и. вторым выходом первого анализатора синдрома, первый выход второго анализатора синдрома соединен с вторым входом первого анализатора 40 синдрома, второй выход - . с второй группойвходов порогового элемента, первый и второй выходы первого кодера подключены к одноименным входам второго кодера, первый и второй вцходы которого соединены 45 соответственно с вторым входом формирователя синдрома и входом блока задержки информационной последовательности, выход которого соединен с вторым входом корректора ошибок, выход которого является 50 информационным выходом устройства.1837385 оставитель А.Снисаренкехред М.Моргентал С,Ходаков орректор И,Шма оизеодственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 0 Тираж Подписное ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 - г