Декодирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 62 119) 111) 1)5 НОЗМ 1 ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС ГОСПАТЕНТ ССС ПАТЕ НТНО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ 3 льскии институт а льство ССС 13/02, 1987 мов А.С. С ования ни средств св жность оскорои. Сер. 649,тании И УСТРОИится к техк устройс ике пе вам де 8 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение отнодачи данных, а именн дирования информации, закодированной блоковым корректирующим кодом. Устройство реализует алгоритм максимального правдоподобия с полным перебором кодовых слов, Достоинством устройства является отсутствие задержки декодирования и возможность использования в системах с повтором кодовых слов, Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и расширениеобласти применения за счет возможности использования в системах с повтором кодовых слов, Устройство содержит генератор кодовых слов 1, выходной регистр 2, блок сравнения 3, сумматор 4, многоканальный регистр сдвига 5, регистр памяти 6, компаратор 7 и блок управления 8. 1 з,п, ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к технике связи, а именно к устройствам декодирования информации, закодированной блоковым корректирующим кодом, и может быть использовано в системах передачи информации с повтором кодовых слов.Наиболее близким к предлагаемому является декодирующее устройство, содержащее два буферных регистра памяти, поочередно принимающих поступающую на вход устройства информацию, выходы которых через элемент ИЛИ соединены с входом блока сравнения, второй вход. которого соединен с выходом генератора кодовых слов, выполненного в виде регистра с обратной связью аналогично кодирующему устройству, выход блока сравнения соединен с входом счетчика совпадений, выходы которого соединены с входами компаратора, выходы которого соединены с управляющими входами выходного регистра, информационные входы которого соединены с дополнительными выходами генератора кодовых слов. а выходы являются выходами устройства.Недостаток данного устройства заключается в большой задержке декодирования и невозможности его использования в системах передачи информации с повтором кодовых словВыдача результата декодирования в таком устройстве может быть выполнена только после сравнения полученной кодовой комбинации со всеми возмокными кодовыми словами, что приводит к задержке декодирования, возрастающей при увеличении числа информационных разрядов кодового слова. Кроме того, данное устройство не может быть непосредственно использовано в системах с повтором кодовых слов, Возможно применение данного устройства для декодирования каждого из повторяемых кодовых слов отдельно с последующим мажоритированием результатов декодирования, но это приведет к снижению помехоустойчивости вследствие неполного использования корректирующей способности кода,Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и расширение области применения за счет возможности использования в системах с повтором кодовых слов.На фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - блоксхема генератора кодовых слов; на фиг. 3- блок-схема блока управления; на фиг. 4 - блок-схема компаратора.Декодирующее устройство (фиг. 1) содержит генератор кодовых слов 1, выходной регистр 2, блок сравнения 3, сумматор 4,многоканальный регистр сдвига 5, регистрпамяти 6, компаратор 7 и блок управления8,Выходы многоканального регистра 55 сдвига соединены с первыми входами сумматора 4, второй вход которого соединен свыходом блока сравнения 3, первый входкоторого является входом устройства, а второй вход соединен с первым выходом гена 10 ратора кодовых слов 1, вторые выходыкоторого соединены с входами выходногорегистра 2, выходы которого являются выходом устройства,Выходы сумматора 4 соединены с соот 15 ветствующими входами многоканальногорегистра сдвига 5, вторыми входами компаратора 7 и входами регистра памяти 6, выходы которого соединены с первымивходами компаратора 7, выход которого со 20 единен с входами разрешения записи регистра памяти 6 и выходногорегистра 2.Тактовый выход генератора кодовыхслов 1 соединен с тактовым входом блокауправления 8, первый и второй установоч 25 ные и управляющие выходы которого соединены соответственно с установочнымивходами регистра памяти 6 многоканального регистра сдвига 5 и управляющим входомкомпаратора 7, Объединенные установоч 30 ные входы генератора кодовых слов 1 и блока управления 8, а также объединенныетактовые входы генератора кодовых слов 1,многоканального регистра сдвига 5 и тактовые входы записи выходного регистра 2 и35 регистра памяти 6 являются соответственноустановочным входом и входом опорной частоты устройства.Генератор кодовых слов (фиг. 2) содержит счетчик кодовых слов 9, формирователь40 импульсов 10, счетчик номера разряда 11,постоянное запоминающее устройство 12,регистр сдвига 13 и формирователь тактовоГо сигнала, 14.Выходы разрядов счетчика кодовых45 слов 9 являются вторыми выходами генератора кодовых слов 1 и соединены с входамиформирователя импульсов 10, выход которого соединен с входом разрешения счетасчетчика номера разряда 11 и входом разре 50 шения записи регистра сдвига 13. Выходыразрядов счетчика номера разряда 11 соединены с входами формирователя тактовогосигнала 14, выход которого является тактовым выходом генератора кодовых слов 1, и55 с адресными. входами постоянного запоминающего устройства 12, выходы которогосоединены с входами регистра сдвига 13,.выход которого является первым вь:ходомгенератора кодовых слов 1, При этом обьединенные тактовые входы счетчиков 9 и 111783626и регистра 13, а также объединенные уста- Разрядность счетчика 9 равна К, счетчиновочные входы счетчиков 9 и 11 являются ка 11-1 од 2 М)(знакх 1 означает наименьшеесоответственно тактовым и установочным церне число, не меньшее х, разрядностьвходами генератора кодовых слов 1. счетчика 15 равна 3 од 2 М 3. ФормирователиБлок управления 8 (фиг, 3) содержи 5 10, 16 и 14 представляет собой комбинаци счетчик числа повторений 15, формирова- онные устройства и строятся на стандарттель импульсов 16, селектор, епульсов 17 и ных логических элементах. Функции,формирователи первого 18 и второго 19 ус- реализуемые этими устройствами, описанытановочных сигналов. ниже, ПЗУ 12 может быть любого типа объВыходы разрядов счетчика числа повто емом не менее й х 2 разрядов, Разрядностьрений 15 соединены с входами формирова- регистра 13 равна 2 . Селектор импульсовтеля 16, выход которого соединен с первым 17 и элемент 21-двухвходовые элементы Ивходом селектора импульсов 17, второй Формирователи 18 и 19 представляют собойвход которого объединен с тактовым входом выделители соответственно переднего и засчетчика числа повторений 15 и является 15 днего фронтов,тактовым входом блока управления 8, а вы Компаратор 20 представляет собой цифход соединен с входами формирователей ровой компаратор двух 1-разрядных двоичпервого 18 и второго 19 установочных сиг- ных чисел.налов и является управляющим выходом Устройство работает следующим обраблока управления 8. При этом установочный 20 зом,вход счетчика числа повторений 15, выходы На вход устройства поступает информаформирователей первого 18 и второго 19 ция, закодированная корректирующим(Я,К)установочных сигналов являются соответст- кодом с М-кратным повтором кодовых слов.венно установочнымвходом, первым и вто- Блок сравнения 3 выполняет суммиро"рым установочными выходами блока 25 ваниепомодулюдвасигнала,поступившегона вход устройства, с сигналами, формируеКомпаратор 7 (фиг. 4) содержит цифро- мыми генератором кодовых слов 1, и при ихвой компаратор 20 и элемент И 21, причем совпадении формирует сигнал "лог. 1", а впервые и вторые входы компаратора 20 яв- противном случае - "лог.0".ляются соответственно первыми и вторыми 30 Сумматор 4 совместно с многоканаль" входами компаратора 7, а выходсоединен с ным регистром сдвига 5 выполняет накаплиоднимизвходовэлемента И 21, второй вход вающее суммирование ситналов,которого является управляющим входом, а поступающих с выхода блока сравнения 3,выход - выходом компаратора 7 В начале каждого цикла декодированияБлок сравнения 3 представляет собой 35 многоканальный регистр сдвига 5 обнуляетдвухвходовый сумматор по модулю два сся йо сигналу, поступающему на его устаноинверсией. Сумматор 4 представляет со- вочный вход с второго установочногобой двоичныйсумматор с числом разрядоввыхода блока управления 8, После этого на1= К М, где М - длина кодового слова; М - вход блока сравнения поступает первыйчисло повторов, одна из групп входов кото символ принятой кодовой комбинации, а герого является вторыми входами сумматора нератор кодовых слов 1 последовательно4, а младший разряд другой группы - пер- формирует сигналы, соответствующие первым входом сумматора 4, причем на осталь- вому разряду всех 2" возможных кодовыхные разряды этой группы подан сигнал "лог, слов используемого кода,45., Частота изменения сигналов на выхоРегистры 6 и 2 представляют собой ре- де генератора кодовых слов 1, определяегистры с параллельным входоми выхбдЬмимая"опорной частотой, поступающей начислом разрядов соответственно и К, где К декодирующее устройство, должна быть вк- число информационных разрядов кодово раз выше частоты поступления инфорГо слова, 50 мации на вход устройства, При этом заМногоканальный регистр сдвига 5 пред- время присутствия первого символа приставляет собой набор из(1-1) 2 -разрядных нятой комбинации на входе устройствакрегистров сдвига, входы последовательной будет выполнено сравнение со всеми 2"записи и выходы старшего разряда котбрых возможными значениями первого разрядаявляются соответственно входами и выхо кодовых слов и результаты сравнения будами, а объединенные тактовые и устано- дут записаны в 2 ячейках многоканальновочные входы - соответственно тактовым и го регистра сдвига 5.установочным входами многоканально 1 оВ следующем такте на вход блока сраврегистра сдвига 5. нения 3 поступает следующий символ принятой кодовой комбинации, а генераторкодовых слов 1 формирует последователь- вательностей, поступающих на блок сравненость, состоящую из вторых символов всех ния 3. На(Ц)-м такте декодирования кодово кодовых слов, При этом результаты срав- го слова, где= 1,2, , М, )= 1, , М, нения суммируются сумматором 4 с содер- генератор кодовых слов формирует послежимым соответствующих ячеек 5 довательность, состоящую из 1-х разрядакрядов многоканального регистра сдвига 5. всех 2, возможных кодовых слов.Описанный процесс повтоокяется й М Генератор кодовых слов 1 работает слераэ. В результате в каждой из 2 ячеек мно- дующим образом (см. Фиг. 2), Счетчик кодогоканального регистра 5 формируются сиг- вых слов 9 выполняетделение поступающей налы, определяемые числом совпадений 10 на его тактовый вход опорной частоты на 2 к, полученной из канала кодовой комбинации При этом на выходе формирователя 10 фори соответствующего эталонного кодового мируются импульсы длительностью 1 пери- слова. Эти числа представляют собой функ- од опорной частоты и с периодом 2 к, ции правдоподобия данного кодового слова По этому импульсу происходит паралпри заданной кодовой комбинации, приня лельная запись информации, сформировантой из канала связи, ной на выходах ПЗУ 12, в регистр сдвига 13,Регистр памяти 6 и компаратор 7 пред- после чего содержимое счетчика номера назначены для выделения кодового слова, разряда 11 увеличивается в "1" и на вь 1 ходах имеющего наибольшую функцию правдопо- ПЗУ 12 формируется новая информация, добия, Работа компаратора 7 разрешена 20 По окончании действия импульса, по- только на последнем из К М тактов работы ступающего с выхода формирователя 10, инустройства. Всеостальноевремяоназапре- формация в регистре сдвига 13 начинает щена сигналом, поступающим с управляю- сдвигаться по опорной частоте, при этом на щего выхода блока управления 8. При этом выходе старшего разряда регистра сдвига на выходе компаратора 7 присутствует по 13 последовательно формируются сигналы, тенциал, запрещающий запись информа- соответствующие информации, записанной ции в регистры 2 и 6. На последнем такте в ПЗУ 12 по адресу, определяемому счетчицикла компаратор 7 выполняет сравнение ком 11, Для обеспечения заданных требовачисел, поступающих на его входы, и если ний к генератору кодовых слов 1 значение функции правдоподобия, форми необходимо, чтобы в ПЗУ 12 по адресу 1, где руемое на выходе сумматора 4, превышает 1 = О, М, были записаны разряды с но- значение содержимого регистра памяти 6, мером = + 1 всех 2 кодовых слов, подлето на выходе компаратора 7 формируется жащих анализу.сигнал, разрешающий запись нового значе- Коэффициент пересчета счетчика номения функции правдоподобия в регистр па ра разряда 11 равен й, Разрядность ПЗУ 12 мяти 6, а информационных разрядов и регистра сдвига 13 равна 2, а счетчика соответствующего кодового слова в выход- кодовых слов 9 - К.ной регистр 2 В начале процесса сравнения Состояние счетчика кодовых слов 9 в регистр памяти 6 обнуляется по сигналу, любой момент времени соответствует инпоступающемус первогоустановочного вы Формационным разрядам того кодового хода блока управления 8, . слова, 1-й разряд которого присутствует наТаким образом, к концу цикла декоди- выходе регистра сдвига 13. Состояние счетрования в выходном регистре 2 оказывают- чика 11 определяет номер обрабатываемого ся записанными информационные разряды разряда кодового слова.наиболее правдоподобного кодового слова, 45 Формирователь тактового сигнала 14 а в регистре памяти 6 - его функция правда- предназначен для выделения момента окон- подобия, После этого по сигналу с второго чания обработки кодового слова и представ- установочного выхода блока управления 8 ляет собой комбинационное устройство, обнуляется содержимое многоканального формирующее импульсный сигнал в момент регистра сдвига 5 и описанный процесс по достижения счетчиком 11 состояния К. : вторяется. Полученное на каждом цикле со- Начальное фазирование счетчиков 9 и держимое выходного регистра 2 и регистра 11 осуществляется сигналом, поступающим памятибсохраняется втечение(й М)так- на их установочные входы из устройства тов следующего цикла и может быть исполь-. цикловой синхронизации, Формирователь зовано внешними устройствами (как в 55 10 представляетсобой комбинационное успоследовательном, так и параллельном ви- тройство, Формирующее импульсный сигде), нал при нулевом состоянии счетчика 9,Генератор кодовых слов 1 предназна- поэтому сразу после начальной установки чен для формирования эталонных последо- происходит запись информации с первыхразрядах всех кодовых слов в регистр 13,После этого описанный выше процесс мо- выполняется без задержки по мере поступжет выполняться без дополнительного фа- ления каждого нового бита входной инфорзирования в течение неограниченного мации, а сравнение функцийвремени, поавдоподобия и выбор наиболее надежноБлокуправления 8 работаетследующим 5 го кодового слова выполняется в течениеобразом (см, фиг, 3). На тактовый вход счет- одного (последнего) такта поступлениячика числа повторений 15 поступают им- входной информации, При этом к моментупульсы с тактового выхода генератора окойчания приема поступающей из каналакодовых слов 1. Коэффициент пересчета кодовойкомбинациирезультатдекодировасчетчика 15 равен М (при М = 1 счетчика 15, 10 ния уже присутствует на выходе предлагаеформирователь 16 и селектор импульсов 17 мого устройства, Таким образом, задержкаотсутствуют). П ри достижении счетчиком 15 декодирования отсутствует,состояния Мна выходе формирователя 16 . Воэможность использования в систеформируется сигнал, разрешающий про- мах с повтором кодовых слов определяетсяхождение импульса через селектор 17, Та тем, что накапливающее суммирование реким образом, на выходе селектора зультатов сравнения с эталонными кодовыимпульсов 17 формируется последова"гель- ми словами может проводиться в течениеность импульсов с длительностью 2" перио- любого времени без изменения алгоритмадов опорной частоты, поступающей на вход работы устройства, Причем сложность опидекодирующего устройства (что составляет 20 санного устройства лишь незначительно1 такт частоты, с которой поступает входная увеличивается с ростом числа повторов коинформация), и с периодом й М тактов так- дового слова. Число повторов легко можеттовой частоты. Во время действия этого им- быть сделано управляемым, что повышаетпульса разрешается работа компаратора 7, универсальность предлагаемого устройстПеред началом процесса сравнения на 25 ва,выходе формирователя первого установочного сигнала 18 формируется импульс, уста- Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и янавливающий в начальное состояниерегистры 2 и 6, а после его окончания на 1, Декодирующее устройство, содержавыходе формирователя 19 формируется 30 щее компаратор, выход которого соединенимпульс, обнуляющий содержимое много- с входом разрешения записи выходного реканального регистра сдвига 5, Формирова- гистра, выходы которого являются выходатели 18 и 19 представляют собой миустройства,отличающеесятем,что,выделителисоответственно переднегои за- с целью повышения быстродействия устднего фронтов импульсов на выходе селек ройства и расширения области применениятора 17, за счет возможности использования в сисКомпаратор 7 работает следующим об- темах с повтором кодовых слов, в него вверазом(фиг.4), Цифровой компаратор 20 вы- дены,генератор кодовых слов, тактовый иполняет сравнение двух двоичных чисел, установочный входы которого являются соприсутствующих на его входах. Если число, 40 ответственно тактовыми и установочнымпоступающее на вторые входы с сумматора входами устройства, первый информацион 4, превышает число, поступающее на пер- ный и тактовый выходы генератора кодовыхвые входы с регистра памяти 6, то на выходе слов подключены соответственно к первомукомпаратора 20 формируется сигнал "лог, входу блока сравнения и тактовому входу1", проходящий на выход элемента И 21 при 45 блока управления, сумматор, многоканальналичии сигнала "лог, 1", поступающего на ный регистр сдвига и регистр памяти, выхо- .его второй вход с управляющего выхода ды и вход разрешения записи которогоблока управления 8, При наличии сигнала соединены соответственно с первыми вхо"лог. 0" на выходе элемента И 21 присутст- дами и выходом компаратора, выходы сумвует сигнал "лог.О", запрещающий запись в 50 матора соединены с вторыми входамирегистры 2 и 6, компаратора и информационными входамиДостоинство предлагаемого устройства регистра памяти и многоканального регистзаключается вотсутствиизадержкидекоди- ра сдвига, выходы которого соединены срованияивозможностииспользованиявси первыми входами сумматора, второй входстемах с повтором кодовых слов. 55 которого соединен с выходом блока сравнеВ отличии от устройства-прототипа ния, второй вход которого является инфорсравнение поступающей кодовой комбина- мационным входом устройства, вторыеции с эталонными кодовыми словами и на- информационные выходы генератора кодокопление результатов этого сравнения вых слов подключены к информационным1783626 12 Составитель А.Калин Техред М.Моргентал Корректор Л,Лукач едактор Г.Бельская аз 4522 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г113035, Москва,Ж, Раушская наб 4/5 Т ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 которого объединен с тактовыми входами многоканального регистра сдвига и регистра памяти и подключен к тактовому входу устройства, установочный вход, первый и второй установочные и управляющий выходы блока управления подключены соответственно к установочному входу устройства, установочным входам регистра памяти и многоканального регистра сдвига и управляющему входу компаратора,2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что генератор кодовых слов содержит счетчик кодовых слов, формирователь импульсов, счетчик номера разряда, блок постоянной памяти, регистр сдвига и формирователь тактового сигнала, выходы счетчика кодовых слов являются вторыми информационными выходами генератора кодовых слов и соединены с входами формирователя импульсов, выход которого соединен с входом разрешения записи регистра сдвига и входом разрешения счета счетчика номера разряда, выходы которого соединены с входами формирователя такто ваго сигнала и с адресными входами блокапостоянной памяти, выходы которого соединены с входами параллельной записи регистра сдвига, выход старшего разряда которого является первым информацион ным выходом генератора кодовых слов, тактовые входы счетчика кодовых слов, счетчика номера разряда и регистра сдвига объединены и являются тактовым входом генератора кодовых слов, установочные 15 входы счетчика кодовых слов и счетч ка номера разряда являются установочным входом генератора кодовых слов, выход формирователя тактового сигнала является тактовым выходом генератора кодовых 20 слов.