Система декодирования двоичных последовательностей

,Я 21807563 А 1 1)5 Н 03 М 7/00 ЗОБРЕТЕНИ ОПИСАНИ КОМУ С ЕЛЬСТВУ АДЕ СЛЕДОВАТ ретение от ть испольэо ормации и альные воз озможност поступающе и Голда, С а сумматор а мажорита декодиров, С.И.На Московского р мкин и В и,ДМирончиков Е.Г. Декоческих кодов. - М.: Связь,тво СССР 1985, видете 03 М г/ Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах пере- дачи информации, в частности в системах синхронизации,Цель изобретения - расширение функцИональных возможностей за счет обеспечения возмОжности определения номера и фазы поступающих на вход последовательности Голда,(ГТИ),12. по мо ния и генератор 9 вход 10, первый иВходы каждог дулю два соедине стра 1, для котор О = 1 в выражени ктовых импульсарой выходы 1сумматора -2 иы с 1-ми выходам и реги весовой коэф иен 2 п - 1= 0а+ =о На фиг. 1 представлена блок-схема системы декодирования двоичных последовательностей; на фиг. 2 и 3 - функциональные схемы соответственно первого и второго устройств мажоритарного декодирования двоичных последовательностей.Заявляемая система декодирования двоичных последовательностей содержит . регистр 1,первый и второй сумматоры 2 и 3 по модулю два, первое и второе устройства 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей, первый и второй блоки 6 и 7 декодирования, блок 8 вычитагде Ь - символ соответствующей компонен- Од ты входной двоичной последовательности;ви - К.й символ входной двоичной по. : ,) следовательности на 1-м выходе регистра;и - степень первообразного полинома соответствующей компоненты входной двоичной последовательностиВыходы сумматоров 2 и 3 по модулю два подключены к входам устройств 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей, кроме того, выход второго сумматора 3 соединен со вторым входом ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СИСТ НЫХ ПО (57) Изоб может бы дачи инф функцион печения в и фазы, тел ьност гистрдв устройств два блока 3 ил,ДИРОВАНИЯ ДВОИ ЕЛЬНОСТЕЙносится к автоматике, вано в системах пере- позволяет расширить можности эа счет обеси определения номера й на вход последоваистема содержит реа по модулю два, два рного декодирования, ания, блок вычитания,)Н= 25 Е(х) = Спхп + Спх" ++ С 1 х + Со ак=Ь +Ь 1,00 ОС40ОС04ОСдФ 100 Можно составить систему из 2 п уравнегде С - весовые коэффициенты, принимаю ний;щие значение 0 или 1. ак= Ь+ Ь;Первый и второй блоки 6 и 7 декодиро- ак+1 = Ь+1+ Ьз+1, вания служат для перевода значения текущей координаты в значение текущей фазы ак+ = Ь Ь 4+Н порождающей М-последовательности и реализованы на ПЗУ, в которых защита табли- дк+2 п - 1 = Ь+2 п+ Ь+2 п, ца перевода (соответствия) координаты вфазу, где каждый из символов М-последовательСистема декодирования двоичных по- ностей в правых частях уравнений можно следовательностей позволяет полностью определитьс помощьюматриц Н 1 и Н через первого сумматора 2 по модулю два. Выходы устройств 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей соединены с входами соответствующих блоков 6 и 7 декодирования, выходы которых соединены с входами блока 8 вычитания. Выход ГТИ 9 соединен с соответствующими входами регистра 1, первого и второго устройств 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей, Выход первого блока 6 декодирования является вторым выходом 12 заявляемой системы. Выход блока;8 вычитания является первым выходом 11 системы декодирования двоичных последовательностей.Устройства 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей (фиг. 2 и 3) включают в себя входной регистр 13, блок 14 проверочных сумматоров, мажоритарный элемент 15, дополнительный регистр 16 и определитель 17 координат. Блоки 14 и 17 выполнены на сумматорах 18 по модулю два, соединенных в соответствии с полиномами тех М-последовательностей, для декодирования которых предназначены устройства 4 и 5, на фиг, 2 и 3 даны примеры реализации устройств 4 и 5 уля полиномов соответственно Цх) = Х + Х + Х 7+ Х 2+ 1 и 2(х) Х 9 + Хв + Хб + Х 5 + Х + Хз + Х 2 + Х + 1Пара полиномов 41 х) = Х 9+ Х 8+ Х 7+ Х 2+ +1 и 12(х) = Х + Х + Х + Х + Х + Х + Х + +Х + 1 описывает М-последовательности, порождающие семейство последовательностей Голда, состоящее из 2 - 1 = 511 кодо 9вых последовательностей, Структура предлагаемой системы и принцип ее работы универсальны, т.е. справедливы для любых пар полиномов 11(х) и 12(х) и-й степени, порождающих последовательности Голда, В общем виде полином 1(х) и их сопровождающие матрицы Н имеют вид: распознать последовательность Голда, поступающую на вход регистра 1, определив ее номер и фазу, т,е, выдать всю необходимую информацию для установления синхро низма в системе передачи информации.Предлагаемая система способна без перестройки ее структуры и параметров декодировать 511. кодовых последовательностей Голда (в общем случае 2 п), поступающих 10 на ее вход. Для системы декодирования номера отводов регистра 1 и его разрядность находятся следующим образом (методика нахождения одинакова для любых пар порождающих М-последовательностей), 15 Первообразные полиномы 01(х) и 12(х) вданном случае имеют сопровождающие матрицы 30а векторы-столбцы координат -го и)-го символов первой и второй компонент, полиномы т 1(х) и 42(х), в общем случае имеют вид Х=1 х 1 и)4 Х ( о,1 -1)1 35 х и х; - К-е координаты 4-го и)-го символовпервой и второй компонент соответственно,К е (О, и - 1; 1 - знак транспортирования,Символы некоторой последовательности Голда можно рассматривать как резуль тат суммирбвания по модулю два символовдвух сдвинутых относительно друг друга порождающих М-последовательностей; 45где ак, Ь и Ь - соответственно К-й символ последовательности Голда, 1-й и)-й символы М-последовательностей.совокупность координат 1-го и)-го символов последовательностей,Так, используя значения первых строк матрицы Н 1 и Н 2 в некоторой степени 1, соответствующей номеру уравнения системы из 2 п уравнений (1 б О, 2 п - 11), это уравнение можно записать:ак+1 = Н 1, Х+ Ни Х,. где Н 1,1 и Н 2,1 - первая строка матриц Н 1 иН 2 соответственно,С учетом того, что Ь+ = х+, Ь 1+ = х 1+для любого 1, решение системы уравнений позволяет определить значение текущих . символов порождающихМ-последовательностей через совокупность символов последовательности Голда,записанных в регистр 1, т.е. решить задачудекодирования этой последовательности.Символы М-последовательностей, описываемые полиномами б(х) и 12(х), находятся спомощью выражений;о,е к+Р 1 о ОкоО+Эв ск 699 Б кв 14 ок 4 фЪокФЪ 1 о ск 3ое октав . р 1+о 6"Як+65 К 5-14 " к+.З К+3Оба соотношения для символов Ь и Ь 1можно записать в общей для этих символовкомпактной форме2 п - 1Ь= Д 01 а+=огде Ь - символы М-последовательностей, причем из развернутых соотношенИй для Ь и Ь 1 следует, что для символов первой М-последовательности, описываемой полиномом 11 х), весовые коэффициенты 01 = 1 при 1= О, 3, 4, 5, б, 10, 13, для второй О = 1 при 1= 3, 4, 5, 6, 10, 13, а для других значений 1 весовые коэффициенты фавны нулю для обеих компонент.Система декодирования двоичных последовательностей работает следуощим образом,Перед началом работы системы обнуляют регистры 1, регистры 13, дополнительные регистры 16 устройств 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей, для этого на соответствующие входы данных регистров подают сигнал "Уст,О",Символы последовательности Голда последовательно поступают с входа 10 на регистр 1, с выходовкоторого они подаются на входы сумматоров 2 и 3 по модулю два.Текущие символы Ь и Ь 1 с выходов сумматоров 2 и 3 поступают на входы соответствующих устройств 4 и 5 мажоритарного5 декодирования двоичных последовательностей. Каждое из устройств 4 и 5 настроенона обработку "своей" М-последовательности: устройство 4 - на обработку компоненты, описываемой полиномом 11(х), а10 устройство 5 - полиномом т 2(х). Одна параполиномов порождает 2 п - 1 последовательностей Голда, что обеспечивает декодирование всех этих последовательностей безперестройки системы.15 С выхода ГТИ 9 на регистры сдвига 1,13, 16 подаются тактовые импульсы.На выходах устройств 4 и 5 появляютсякоординаты двух М.-последовательностей,порождающих входную последователь 20 ность Голда, которая может содержать даже ошибочные символы В этом случаепроисходит их исправление. Эти координаты поступают на входы декодирующих .блоков 6 и 7, в которых производится пе 25 ревод значения текущей координаты взначение текущей фазы порождающей Мпоследовательности,Остановимся подробнее на работе блоков 6 и 7, Решение задачи определения фа- .зы и номера последовательности Голда,30 поступившей на вход системы декодирования, осуществляется на основе двух компонентньх М-последовательностей,формируемых на выходемажоритарных ус тройств 4 и 5. Пусть первая компонента35 представляет собой М-последовательностьдлиной 1 =7;1110010, причем это состояниепринимается в качестве исходного, т.е. ее,фаза равна О. Вторая компонента с исход.ным состоянием 1110100 при формирова 40 нии последовательности Голда сдвигаетсяотносительно первой влево, Очевидно, чторазность Фаз.1-1, где 1-фаза принятой второй.компоненты, а- Фаза первой; определяетномер поступившей на вход последователь 45 ности Голда, В блоках 6 и 7 происходитустановление фаз ) и 1 первой и второй компонент М-последовательностей соответственно. Например; на вход блока 6 поступилапервая компонента в виде 0010111, а на50 вход блока 7 - вторая. компонента в виде1101001, С учетом показанных выше исходных состояний 1 = 3; 1= 1, Тогда Фаза последовательности Голда формируется навыходе блока 6 и равна= 3 (сдвиг на три55 символа относительно исходного состоя ния), а номер последовательности Голдаравен разности 1-1, взятой по модулю длины,последовательности, 1 = 7, 1-3)поб 7 =вательность Голда со сдвигом, равным одному символу.Ниже. приведены табл. 1 и 2 соответствия вида компонент на входах блоков 6 и 7 номерами и в двоичной и десятичной фор ме, которые могут быть использованы при прошиве ПЗУ.С выходов блоков 6 и 7 текущие значения Фаздвух М-последовательностей 10поступают на соответствующие входы вычитающего блока 8, на выходе которого получают значение номера последовательностиГолда, т,е, величина разности фаз двух Мпоследовательностей, порождающих последовательность Голда,Таким образом, заявляемая системадекодйрования . двоичных последователь- .ностей дает возможность не толькодекодировать, но и полностью распознать 20последовательность Голда на входе системы, определив ее номер в фазу, т,е. выдатьвсю необходимую инФормацию для вводавсей системы в синхронизм. Система можетбыть реализована на микросхемах серии К 25155 и 133, а в качестве ПЗУ можно использовать любое ПЗУ, например серии К 541,565, 573, и др,Внедрение изобретения позволит упро стить задачу синхронизации, так как прототип мог быть использован лишь в составе с ., блоком синхронизации, который должен сравнивать приходящую последовательность Голда со всем возможным ансамблем 35 (в общем случае 2 пкодовых последовательностей) и йосле этого определять еще ее фазу. Все эти операции занимают большой объем времени и ведут к аппаратным затра- . там. В заявляемой системе декодирования 40 на выходе сразу появляются два числа - фаза и нОмер последовательности Голда, . Гаким образом, заявляемая система декодирования двоичных последовательностей, по срайнению с прототипом, обладает более 45 широкими функциональными возможностями.Формула изобретения Система декодирования двоичных последовательностей, содержащая регистр, информационный вход которого является первым входом системы, сумматоры по модулю два, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих устройств мажоритарного декодирования, входы соединены с.1-мивыходами регистра, для которых весовой коэффициент О = 1 в выражениигп - 1Ь=01 ак+1,1=0где Ь - символ соответствующей компоненты входной двоичной последовательности;ак+ - К-й символ входной двоичной последовательности на 1-м вйходе регистраи - степень первообразного полинома соответствующей компоненты входной двоичной последовательности,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности определения номера и фазы входной последовательности Голда, в систему введены блок вычитания, блоки декодирования и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами устройств мажоритарного декодирования и регистра, установочный вход которого является вторым входом системы, выходы устройств мажоритарного декодирования соединены с входами одноименных блоков декодирования, выход первого блока декодировайия соединен с первым входом блока вычитания йявляется первым выходом системы; выход второго блока декодирования соединен с вторым входом блока вычита- ниК выход которого является вторым выходом системы.Составитель А.КосолаповРедактор Т.Рожкова Техред М.Моргентал Кор Л.Фи тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 роизводствен Заказ 1385 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5