Декодер кодов рида-маллера первого порядка

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГЕНИЯ 1 АЛЛЕРА ПЕРююл 1 олитехн тся к вычиснике связи. ескии инс темах передачи зволя ысить быс екодер, кот выходной 6 и 2 сложени лючей. Благ К 6. ию блоко одаря введ и блоковавнения де суммированиякодированиевляется по буолша (БПУ),ченному БПу,.А. е и о ус(и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВ(54) ДЕКОДЕР КОДОВ РИДАВОГО ПОРЯДКА(57) Изобретение относлительной технике и теЕгс 1 использование в сидискретной информации одеиствие и упростить орый содержит входной буферные регистры, б я-вычитания и блоки 5 на первых этапахострому преобразо а на последних - 1 ил.(степень) 1-11-11-11-11-11-11-11 - 1 30 22 ч То же, что и на 1-м этапе 2, . . .-2 . . . О о о о о о 2 о о о 2, . . .-2 . . . 4 о 2 -4 Изобретение относится к вычислительной технике связи и может быть использовано в системах передачи дис"кретной информации.Цель изобретения - повышение бы 5стродействия и упрощение декодера,На чертеже показана Функциональнаясхема. декодера.Декодер содержит входной буферныйрегистр 1, блоки 2 сложения-вычита-,ния, блоки 3 суммирования, блоки 4сравнения, блоки 5 ключей и выходнойбуферный регистр 6.Регистр 1-(2 )-разрядный,15Каждый из блоков 2, 1-2.(щ) сложения-вычитания выполнен на 2" сумматорах и 2" вычитателях (те жесумматоры с инвертированными сигналами на вторых входах). Каждый из блоков 2.(ш+1)-2.ш сложения-вычитаниясодержит соответственно по 2 - 2осумматоров и вычитателей.Блок 3.1 суммирования представляетсобой набор из 2 сумматоров на 252 Е входов каждый, Глок 3,1 содержитдва сумматора на 2 входов каждый,Блок 4.1 сравнения содержит элен,.Емент сравнения на 2 входов и шифратор на 2 входов. В элементесравнения производится попарное сравнение чисел, при этом возбуждаетсявыход, номер которого соответствуетномеру максимального элемента, Навыходе шифратора формируется двоичныикод этого номера. Остальные блоки 4содержат набор пороговых элементов.Регистр 6-(в+1)-разрядный.Функционирование декодера основанона следующих принципах, 40Пусть в линию связи послан вектордлины 2 =. 16 = 7 = (Ч ,7,) Ю (ЧехЧ 4 2) И З 12) (7 41 Ч 42) (1 1)В(1, 1) (1, 1) (1, 1) = (1, -1,1,1 - 1 1 - 1 1 - 1 1 - 1 1 -1, 1, -1), где символы Ч; (1. - 1, 4) и Ч , являются информационными, а 1 Р - знак кронекерового умножения. На приемной стороне принимается вектор Я 4 = (-1 -1, 1, -1 1 1, 1,-1, 1, - 1,-1, - 1, 1, - 1, 1,-1) с ошибками на 1, 6 и 11-й позициях.1. Декодирование по быстрому преобразованию Уолша (БПУ).Сущность его состоит в том, что принятый вектор умножается ш раз на матрицу размерностью 2 х 2 В матрице указаны только ненулевые элементы. На остальных позициях находятся нули, Операцию умножения матрицы на кодовый вектор можно представить в виде нескольких операций сложения и вычитания (это значительно проще реализовать аппаратурно), что иллюстрирует граф-схема,При выявлении номера позиции максимального элемента получают информационные символы, которые закодированы на передающей стороне и посланы в линию связи.Иаксимальньй элемент-2 2 10)б 22 -2б 2 0 П и прочтении ри справа налево полуРксимального элее позиции макаксимального элемента указывае т на последнийсимволинформационный си ом выполняя над прп иняТаким образом, вьования иом операции суммирова вычитания в объеме и поаф схеме 1п озанной на гро нФи ование принводят декодировиспра влением оши 0 0 0 2 0 2 2 0 2 1 Ф 2.ЗООание по усеченномуДекодиРов ша (УБП.Упреобразованию УолшбыстромУ прео заключаеается В томСущность еговектопринятымчто производтяирования и вычитанияром операции суммиП и этом на каждом в меньшем объеме, ря сравнения,ляется операцияэтапе добавлычисляют сум 2-го этапа, вычи .ней половиней верхней и нижнму модулеиво ят операцции суммирои затем произв да вектоитания только над в вания и вычитаниимеющуюя ми в половину, и рами, входящимиП и этомс по модулю, р большую суммубрасываетсяна векторов от2-я половинат участия и в далальнейшем не рп инимаетслениях.5 1474854 6После каждого этапа есть возмож- вании принятого вектора по сравнению ность получать по одному информацион- с БПУ. В то же время декодирование ному символу. При анализе суммы мо- по УБПУ обладает невысокой корректидулей верхней и нижней половин после рующей способностью, связанной с тем, каждогоэтапа однозначно определя-что она декодирует в пределах кодо 5.ют Ч; информационный символ. При вого расстояния, не достигая коррекэтом, если сумма модулей максимальна тирующей способности декодера по БПУ. в верхней половине, Ч = 1, если внижней половине сумма модулей макси О Этот недостаток устраняется примемальна, то Ч; = -1. При этом полови- нением на первых этапах декодирована с меньшей суммой отбрасывается и ния по БПУ, а на последних этапах - не принимает участие в дальнейших декодирования по УБПУ. вычислениях.При этом знак максимального эле 3. декодирование на первых шмента на последнем этапе определяет (ш=- 2) этапах по БПУ а на послед 9 Ч,1 информационный символ. них этапах по УБПУ.Как видно из граф-схемы, уменьша- Суть его иллюстрируется граф-схеется объем вычислений при декодиро- мой. 73= 1 Ча =1 Ч = 1= +бВ +раф-сх кодиро вают каждомумер в двоичн на пеку его порядковый норедставлении Затемэлементов какого блои присваивают инфорКак видно Ф двух эта твляется по ие осущепосле двуационных х П выясняют, сумм ка максимальна мационным симв чения разрядов блока с максим ри это а инфо т гов опред амЧ .и орядковог ьной сумм Чзнаномераэлеменла 1,и Ч а збивают вектоавные части,этого2=4 рисваи1474854 35 40 45 50 О, О, 0ый посту, ) = (-2,на вход блоучают четыре Сг 1 4 8Я(Усф 1 ; 11 ю 1 с 1 ф 5-"9 16(6 10 6 6)., которые п даются на вход блока 4.1 сравнения на выходе которого получают два ин формационных символа Ч , = -1 и Ч т1, Эти символы записываются в ре гистр 63-й этап. Выходным сигналом с б ка 4.1 сравнения этапа через блок ло 5. На следующих этапах производят декодирование уже по УБПУ. Причем операции производят над векторами, входящими в блок, имеющий максимальную5 сумму элементов. И на каждом из последующих этапов находят остальные информационные символы Ч , Ч и Ч3 г6Декодер кодов Рида-Маллера первого порядка работает следующим образом. 10Кодовый вектор длины 2 приходит из линии связи и записывается в буферный регистр 1, откуда элементы вектора, состоящие из " 1" и "-1", подаются на вход блока 2.1, где группи руются по два и поступают на 2 сумматоров и 2 " вычитателей, которые производят над этими элементами соответствующие операции. На выходе блока 2.1 ( = 1, , гп) появляет ся вектор длины 2 , элементы которого подаются на вход блока 2.(1+1), На выходе блока 2.(тп) появляется вектор длины 2 элементы которого поступают группами по 2 элементов на" 25в-с входы 2 сумматоров, входящих в блокп-с 31 суммирования, 2 выходов кото-с рого подаются на 2 входов блока 4.1 сравнения, при этом 1 выходов шиФратора являются информационными и 30 подаются на 1 первых входов регистра б, при этом 2 выходов блока 4.1п-Р сравнения (1 = 1, , 1) подаются на . входы блока 5,1 ключей, состоящего( пф 13 2 ключей для 1-го этапа. На другие входы блока 5.1 подаются выходы соответственно блока 2. На вход блока 2,(ш+1) через блок 5.1 ключей записывается информация в виде вектора длины 2 с выходов соответствующих сумматоров и вычитателей блока 2,(гп), Элементы этого вектора длины 2 группируются по два и поступают на 2 С " сумматоров и 2 С вычитателей, которые производят с ними соответствующие операции. Результаты суммирования блока 2,(тп+х) подаются на вход первого сумматора блока 3.1. Результаты разности с блока 2,(тп+2.) подаются на вход третьего сумматора блока 3.1. В блоке 4.1 происходит сравнение сумм обоих сумматоров блока З.т., При превышении порога в блоке 4.1 равного 2открывается соответствующий ключ блока 5.1 ключей, пропуская на вход блока 2.(т+1+1) информацию сумматоров или вычитателей блока 2(ш+1). При этом в регистр б.записывается " 1" или "-1" в зависимости от того, накаком из двух сумматоров блока 3,.появилось большее по модулю значение.На вход блока 2,ш через блок 5,1 ключей приходит вектор длины "2", компоненты которого подаются на входысумматора и вычитателя блока 2,ш. Выходы сумматора и вычитателя подаютсяна вход блока 4,(1+1), который, сравнивая результаты суммы и разности ст - 1порогом, равным 2 , подает на ш-йвход регистра 6 "1" или "-1" в зависимости от того, что больше, суммаили разностьПбследний (ш+1)-й информационныйсимвол записывается в регистр 6 послеанализа знака вектора, полученногона выходе блока 4.(1+1).П р и м е р. Пусть в линию связипослан вектор длины 2 = 16 (Ч, Ч)фО (ЧсЧ) з (Ч Ч ) Й(Ч Ч )= (1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, 1,.-1,1 1 11 1) Где символыЧ;(1 = 1, 4) и Ч являются информационными.На приемной стороне принимаетсявекторЧо=(-1-1 1,-1, 1, 1, 1,-1,1, - 1, -1,-1, 1,-1, 1, -1) сошибками на 1, 6 и 11-й позициях.Принятый вектор декодируется напервых двух этапах (ш= 2) по БПУ,а на последних двух этапах - по усеченному БПУ.1-и этап. На выходе блока 2.1 имеется векторЫ 1 = ( 2 0 2 0 О 22, О, 2, 2, О, 2, 2), которпает на вход блока 2,2.2-й этап, На выходе блока 2.2 по.-.лучают векторР = (1 с),2, 0), который поступаетка 3.1. На его выходе полсуммы модулей