Устройство для кодирования и декодирования циклических кодов

,1302440 51) 4 Н СЗ М 13/02 В 13онструкт при Гос ское бюране н 3,19 ды, исс. 199,электр- Л, альн ибор ССР1971,972. НИЯ ИВ) УСТРОЙСДИРОВАНИЯ ДЛЯ КОДИР ИЧЕСКИХ К ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГ 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ( 71) Специальное ковакуумных покрытий пЛатвССР(57) Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может найти применение в системах передачи данных, телеуправления, телекодовой связи и телесигнализации. Целью изобретения является повьппение быстродействия и упрощение устройства. Устройство для декодирования циклических кодов содержит К- и М-разрядные регистры 1 и 2 сдвига, сумматоры 3, 4,5 и 6 по модулю два,первый и второй . дешифраторы 7 и 8, счетчик 9 импульсов, первый и второй элементы И 10 и 11, блок 12 синхронизации, генератор . 13 импульсов, переключатели 14, 15, 16, 17 и 18, входы 19 и 20 информационного и фаэирующего сообщений, информационный вход 2 1, выход 22, управляющий вход 23 устройства, вход 24 "Запись", выходы 25, выход 26 "Готовность". 1 з.п. ф-лы, 3 ил.а1302440 1Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может найти применение в системах передачи данных, телеуправления.Целью изобретения является повыше 5 ние быстродействия и упрощение устройства.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для кодирования и декодирования цикличес ких кодов; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока синхронизации; на фиг.3 - пример электрической схемы дешифратора, рассчитанной для конкретного случая, когда обра зующий полином фазирующего сообщения равен Х + Х + 1, комбинация циклово" го фазирования равна 0010010, а К"7 1,Устройство для декодирования циклических кодов содержит К- и М-раз рядные регистры 1 и 2 сдвига, сумматоры 3-6 по модулю два, первый и второй дешифраторы 7 и 8, счетчик 9 импульсов, первый и второй элементы И 10 и 11, блок 12 синхронизации, гене . ратор 13 импульсов, переключатели 14- 18, входы 19 и 20 информационного и фазирующего сообщений вход 21, выход 22, управляющий вход 23, вход "Запись" 24, выходы 25, выход "Го товность" 26.Блок 12 синхронизации содержит блок 27 выделения первого импульса делители 28 и 29 частоты.Связи регистра 1 сдвига и сумматора 3 по модулю два, регистра сдвига и сумматора 4 по модулю два определяются образующими полиномами соответственно информационного Р(х) и фа- зирующего ф(х) кодовых слов, 40В режиме декодирования регистр 1 сдвига сумматоры 3 и 5 по модулю два, а также регистр 2 сдвига, сумматоры 4 и 6 по модулю два образуют Хаффменовские фильтры соответственно инфор мационных и фазирующего кодовых слов. Все связи между регистрами 1 и 2 сдвига и соответствующими им сумматорами по модулю два описываются образующими полиномами Р(х) и ф(х). При мер реализации подобных фильтров, вб частности для полинома С(х) = х ++ х + х + х+ 1, известен.5 4 3 В режиме кодирования регистры 1 и 2 сдвига и соответствующие им сумматоры 3 и 4 по модулю два образуют генераторы соответственно информационной и фазирующей последовательностей. 2Дешифратор 8 состоит из К незавимых ячеек и строится по следующимправилам.Вход ячейки дешифратора 8 непосредственно связан с ее выходом, когда в соответствующем разряде К-разрядного регистра 1 сдвига записанасумма по модулю два некоторого информационного и нулевого символов фазирующего кодовых слов (на момент выдачи декодированного сообщения потребителю информации),Вход ячейки дешифратора 8 соединенс выходом последней через инвертор,когда в соответствующем разряде К-разрядного регистра 1 сдвига на моментвыдачи декодированного сообщения потребителю информации записана суммапо модулю два некоторого информационного и единичного символов фазирующего кодовых слов.Блок 27 выделения первого импульса может быть реализован, например,на основе известного.4Устройство для кодирования и деко"дирования циклических кодов работаетследующим образом,Режим декоцирования. Передача.На управляющий вход 23 устройствана время кодирования подается единичный сигнал,Вход блока 12 синхронизации отключен от вхоца 21С первого выходаблока 12 синхронизации на тактовыевходы К- и М-разрядных регистров 1 и2 сдвига поступают тактовые сигналы.К-разрядный регистрсдвига исумматор 3 по модулю два с логическими обратными связями, определяемымиобразующим mолиномом информационныхкодовых слов Р (х), образуют генератор информационных кодовых слов.М-разрядный регистр 2 сдвига исумматор 4 по модулю 2 с логическимиобратными. связями, определяемыми образующим полиномом фазирующего кодового слова Ф (х), образуют генераторфазирующего кодового слова.По приходу нулевого сигнала навход "Запись", 24 в К- и М-разрядныерегистры 1 фи 2 сдвига в параллельномкоде переписывается информация отвходов 19 и 20 информационного и фазирующего сообщений. По окончанииданного сигнала устройство начинаетгенерировать две последовательности -информационную и фазирующую одинакового периода в соответствии с тактовой частотой.13024 50 3Выходы генераторов информационного и фазирующего кодовых слов, являющихся выходами соответственно первого и второго сумматоров по модулю два 3 и 4, объединяются третьим сумматором 5 по модулю два. В результате на выхо 5 де сумматора 5 по модулю два и, следовательно, на выходе 22 устройства формируется выходная последовательность того же периода, что и .суммируемые по модулю два информационная и фазирующие последовательности. При этом символы информационной последовательности всегда суммируются по модулю два с одноименными символами фазирующей последовательности.Полученная таким образом кодограмма передается потребителю информации для декодирования. Формирование подобной кодограммы возможно благодаря тому, что тактирование К- и М-разрядных регистров 1 и 2 сдвига осуществляется от одного источника, а полиномы Ф (х) и Р (х), являясь сомножителями полинома (х + 1), не имеют об щих множителей (где и = 2 - 1, ш - . целоЕ положительное число), т.е. в закодированном состоянии информационное и фазирующие кодовые слова имеютодинаковую длину и (полиномы Р(х) и Ф (х) содержат не менее одного множителя степени ш).На все время кодирования (передача) процесс формирования выходного циклически закодированного сообщения (в виде совокупности нулевых и единичных логических сигналов) с периодом, равным и, носит непрерывный характер.Режим декодирования. Прием.40На управляющий вход 23 устройства , на время декодирования подается нулевой сигнал.На входе "Запись" 24 фиксируется единичный сигнал. . 45 В этом режиме К-разрядный регистр 1 сдвига, сумматоры 3 и 5 по модулю ва с логическими обратными связями, ойределяемыми образующим полиномом Р (х), образуют Хоффменовский фильтринформационных кодовых слов. М-разрядный регистр 2 сдвига, сумматоры 4 и 6 по модулю два с логическими обратными связями, определяемыми образующим полиномом Ф (х), образуют Хоффменовский фильтр фазирующего кодового слова, которое априорно известно.Входом Хоффменовского фильтра информационных кодовых слов являются 40объединенные входы переключателей 14 и 15, а выходом - выход сумматора 5 по модулю два.Входом Хоффменовского фильтра фазирующего кодового слова являются объединенные вход переключателя 16 и вход сумматора 6 по модулю два, а выходом - выход сумматора 6 по модулю два.Итак, вход 21 устройства оказывается через последовательно соединенные Хоффменовские фильтры информационного и фазирующего кодовых слов соединенным через вход элемента И 11 с установочным входом счетчика 9 импульсов, по второму входу элемента И 11 осуществляется стробирование сигнала, поступающего на его вход.На вход 21 устройства непрерывно поступает циклически закодированное сообщение (в виде совокупности нулевых и единичных логических сигналов) с периодом, равным п. Оно содержит просуммированные по модулю два в процессе непрерывного кодирования К-символьное произвольное информационное и М-символьное фазирующее кодовые слова, имеющие после кодирования одну и ту же длину и.При поступлении на вход 21 устройства сообщения, закодированного подобным образом (в бинарномфкоде), блок 12,синхронизации начинает вырабатывать тактовые импульсы, синхронизирующие работу предлагаемого устройства с устройством, ведущим передачу.Одновременно в соответствии с тактовыми импульсами, поступающими с пер-. вого выхода блока 12 синхронизации на вход счетчика 9 импульсов и входы К- и М-разрядных регистров 1 и 2 сдвига,в последние последовательно записыва" ется входное бинарное сообщениеЧерез (К + М) тактов отфильтрованное входное сообщение, стробируемое сигналами, снимаемыми со второго вы-хода блока 12 синхронизации через второй элемент И 11 начинает посту" пать на вход счетчика 9 импульса,При прохождении входного сообщения через последовательно соединенные Хоффмановские фильтры информационного и фазирующего кодовых слов из него последовательно исключаются (отфильтровываются) информационная и фазирующая составляющие последнего. /В случае безошибочного приема через (К + М) тактов появляется сообщение, состоящее из одних нулевых симсс =а9 5волов, которое после стробированияпоступает на вход счетчика 9 импульсов, Пока на входе счетчика 9 импульсов присутствует нулевой сигнал,счетчик 9 импульсов подсчитывает чис 5ло неискаженных символов, поступающих подряд на вход 21 устройства, таккак длина нулевой кодограммы, поступающей на вход счетчика 9 импульсов вначальное состояние, определяет неискаженный участок принимаемой устройством кодограммы,В случае поражения принимаемогосообщения помехами ошибки размножаются устройством и на выходе сумматора 6 по модулю два появляются единичные сигналы, поступающие после стробирования на вход счетчика 9 импульсов и устанавливающие его в начальноесостояние20Таким образом, число нулевых символов Хоффменовского фильтра фазирующего кодового слова характеризуетчисло безошибочно принятых символоввходного сообщения. В случае отсутствия ошибок в сообщении на выходеэлемента 11 через (К + М) тактов сформируется нулевой сигнал. Счетчик 9импульсов подсчитывает число тактовых.импульсов, поступающих на его вход с 30первого выхода блока 12 синхронизации, При этом степень достоверностипринятой информации определяетсяобъемом счетчика 9 импульсов и определяется для случая нескоррелированныхЗ 5ошибок, подчиняющихся биноминальному,закону распределения вероятностей,по выражениюР 1 -1/2 Е В Р" (1 - Р):(+вероятность ошибочного приема символа,число проверочных символов кодового слова с образующимполиномом ( Р (х) Ф (х)1 е длина кодового слова;кратность гарантийно обнаруживаемых ошибок кода с образу щи о омом Р (х) Ф(х); 50 число вариантов ошибок -кратности, на обнаруживаемых данным кодом;число, определяющее объем счетчика 9 импульсов, причемМ + К + М где К - объем счетчика; оК,М - числа соответствующие разрядности регистров 1 и 2сдвига.Достоверность принятой информации в соответствии с данной формулой опделяется как для кода, образующий полином которого равен произведению 1 Р (х) Ф (х) образующих полиномов соответственно информационных и фразирующего кодовых слов.При подсчете счетчиком 9 импульсов необходимого числа импульсов с его выхода на вход элемента И 10 пос" тупит единичный сигнал, разрешающий прохождение единичного импульсного сигнала с выхода дешифратора 7 на выход "Готовность" 26. На время присутствия на выходе "Готовность" 26 импульсного единичного сигнала на выходах дешифратора 8 и, следовательно, на выходах 25 присутствует декодированное информационное сообщение,Сигнал на выходе дешифратора 7 появляется при поступлении на его входыЮ комбинации циклового фазирования с учетом фазового сдвига.Наличие данной комбинации на входах дешифратора 7 при одновременном наличии единичного сигнала на выходе счетчика 9 импульсов означает, что в К-разрядном регистре 1 сдвига в данный момент находится сумма по модулю два исходного К-символьного сообщения и первых К символов фазирующего кодового слова. При прохождении входного сообщения через Хоффменовский фильтр информационных кодовых слов на его выход через К тактов в случае безошибочного приема поступит только фазирующее кодовое слово с определенным фазовым сдвигом, определяемым образующим полиномом Р (х) информационных кодовых слов, последнее при прохождении Хаффмановского фильтра фазирующего кодового слова через М-тактов исключается, а через (К + М) тактов - с выхода Хоффмановского фильтра фазирующего кодового слова. На установочный вход счетчика 9 импульсов начинает поступать последовательность, состоящая только из одних нулевых символов.Длина последней определяет неиска" женный участок входного сообщения. По приеме устройством для декодирования циклических кодов участка неиска.- женного входного сообщения не менее определенной длины, что определяетстепень его достоверность при декодировании и регулируется выбором объема счетчика 9 импульсов и при поступлении на входы дешифратора 7 комбинации циклового фазирования с учетом фазового сдвига, на выходе 26 "Готовность" предлагаемого устройства появляется импульсный сигнал, на время присутствия которого на выходах устройства для декодирования цикли ческих кодов фиксируется исходное декодирование сообщение, принятое с требуемой степенью достоверности.формула изобретения 151. Устройство для кодирования и декодирования циклических кодов, содержащее К-разрядный регистр сдвига, первые выходы которого соединены с 20 соответствующими входами первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу второго сумматора по модулю два и первому входу первого переключателя, выход 25 второго сумматора по модулю два соединен с первыми взводами соответственно второго переключателя и третьего сумматора по модулю два, М-разрядный регистр сдвига, первые выходы которого 30 подключены к соответствующим входам четвертого сумматора по модулю два, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два, вторые входы М-разрядного регистра сдвига подключены к соответствующим входам первого дешифратора, счетчик, второй дешифратор, третий, четвертый и пятый переключатели, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повы щения быстродействия и упрощения устройства, в. него введены элементы И, блок синхронизации и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации, 45 первый выход которого соединен с первыми входами К- и М-разрядных регистров и счетчика, второй выход блока синхронизации соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу счетчика, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, первые входы третьего и четвертого переключателей подключены к выходу четвертого сумматора по модулю два, выход первого дешифратора подключен к второму входу второго элемента И, выход которого является выходом "Готовность" устройства, второй вход четвертого переключателя подключен к выходу второго сумматора, выход третьего сумматора соединен с вторым входом первого элемента И, вторые входы первого и третьего и первый вход пятого переключателя объединены и являются информационным входом устройства, выход пятого переключателя соединен с вторым входом блока синхронизации, выход первого переключателя соединен с вторым входом К-разрядного регистра сдвига, вторые выходы которого подключены к соответствующим входам второго дешифратора, выходы которого являются первыми информационными выходами устройства, выход четвертого переключателя подключен к второму входу М-разрядного регистра сдвига, выход третьего переключателя соединен с вторым входом второго сумматора по модулю два, третьи входы К- и М-разрядных регистров сдвига объединены и являются входом "Запись" устройства, вторые входы второго и третьего переключателей и третьи входы первого, пятого и четвертого переключателей объединены и подключены к управляющему входу устройства, четвертые входы К- и М-разрядных регистров сдвига являются соответственно входами информационного и фазирующего сообщений, выход второго переключателя является вторым информационным выходом устройства.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит блок выделения первого импульса и делители частоты, первый выход первого делителя частоты подключен к первому входу второго делителя частоты, второй выход соединен с первым входом блока вьщеления первого импульса, выход которого соединен с вторым входом второго делителя частоты, выход которого является первым выходом блока синхронизации, вход первого делителя частоты и второй вход блока выделения первого импульса являются соответственно первым и вторым входами блока синхронизации, выход первого делителя частоты является вторым выходом блока синхронизация.1302440 Составитель О.ТюринТехред Л.Олейник Корректор С Шек к едак аказ 1225 5 Подписноенного комитета СССРетений и открытий-35, Раушская наб , д 5 зводственно-полиграфическое предприят Тираж 902 ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва,