Пороговый декодер сверточного кода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 182 5 А о.Й 2 5)5 Н 03 М 13/ СА ИЗО АВТ ОМУ ТЕЛЬСТВУ ниГО втоматике мэх цифроточные коды.мехоустойблокэ 7 эательности, а, второго 2 и второго ержки сигГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(56) Авторское свидетельство СССРФ 586571, кл. Н 03 М 13/00, 1978.Авторское свидетельство СССРМ 1252944, кл. Н 03 М 13/12, 1985. ГОВЫЙ ДЕКОДЕР СВЕРТОЧНО(57) Изобретение относится к а и может применяться в систе вой связи, использующих свер Цель изобретения - повышение по чивости - достигается введением держки синдромной последова второго анализатора 8 синдром порогового элемента 9, первого 1 15 блоков запрета, блока 14 зад ЕТЕНИЯ" "нала управления коррекцией, блока 19 задержки информационной последовательности второго корректора 23 ошибок, блока 20 управления коррекцией. Сущность изобретения состоит в том, что с введением новйх элементов и связей реализуется новая дисциплина функционирования, состоящая в том, что производится декодирование информации с учетом синдромной последовательности, формируемой непосредственно при поступлении информационной и проверочной последовательностей и с учетом задержанной синдромной последовательности. При этом при декодировании в первом случае определяется факт наличйя ошибки кратности выше, чем позволяет 3 исправлять ортогональный код, который используется при декодировании информации во втором.фслучае для запрета ложных коррекций, предотвращая тем самым размножение ошибок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил,1824675 Первый анализатор 5 гиндрома предназначен для обнаружения ошибок в информационных и проверочных символах ипредставляет собой регистр сдвига с обрат 5 ными связями и сумматорами по модулюдва, состав и количество которых определяется порождающим многочленом ортогонального сверточного кода, Первый входсоединен с выходом формирователя 3 синд 10 рома, второй вход - с выходом первого блока 12 запрета, второй выход соединен спервым входом второго сумматора 11 помодулю два, а первый выход - со входомпервого порогового элемента б,15 Первый пороговый элемент б предназначен для принятия решения о значениишумовых символов, Порог срабатывания порогового элемента 6 выбирается исходя иэ.числа ортогональных проверок, Выход по 20 рогового элемента 6 соединен со вторымвходом первого блока 12 запрета.Блок 7 задержки синдромной последовательности предназначен для задержкисиндромной последовательности на время.25 необходимое для принятия решения о наличии ошибок, кратность которых выше гарантированно исправляемых ортогональнымкодом. В качестве блока 7 задержки используется регистр сдвига, длина которого опре 30 деляется требуемым временем задержки,Выход блока 7 подключен к первому входувторого анализатора 8 синдрома,Второй анализатор 8 синдрома предназначен для обнаружения ошибок в инфор 35 мационных и проверочных символах ипредставляет собой регистра сдвига с обратными связями и сумматорами по модулюдва, состав и количество которых определяется порождающим многочленом ортого 40 нального сверточного кода. Выход второгоанализатора 8 синдрома соединен со вто рым пороговым элементом 9.Второй пороговый элемент 9 предназначен для принятия решения о до 45 стоверности принятых символов, Порогсрабатывания второго порогового элемента9 выбирается исходя из числа ортогональных проверок, Выход второго пороговогоэлемента 9 соединен со вторым входом вто 50 рого блока 15 запрета Формирователь 3 синдрома служит для формирования синдромиой последовательности из принятой проверочной последовательности и проверочной последовательности, сформированной на прием ной стороне. В качестве формирователя 3 синдрома используется сумматор по модулю два.Корректор 4 ошибок также представляет собой сумматор по модулю два. Изобретение относится к автоматике и может применяться в системах цифровой связи, использующих сверточные коды,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости декодера.На фиг.1 приведена блок-схема порогового декодера сверточного кода; на фиг,2 - структурная схема блока управления коррекцией.Пороговый декодер сверточного кода содержит первый кодер 1, первый сумматор 2 по модулю два, формирователь 3 синдрома, первый корректор 4 ошибок, первый анализатор 5 синдрома, первый пороговый элемент 6, блок 7 задержки синдромной последовательности, второй анализатор 8 синдрома, второй пороговый элемент 9, второй кодер 10, второй сумматор 11 по модулю два, первый блок 12 запрета, генератор 13 тактовых импульсов, блок 14 задержки сигнала управления коррекцией, второй блок 15 запрета, первый элемент 16 ИЛИ, элемент 17 ЗАПРЕТ, второй элемент 18 ИЛИ, блок 19 задержки информационной последовательности, блок 20 управления коррекцией, пороговый счетчик 21, формирователь 22 временного интервала, второй корректор 23 ошибок.Блок 20 управления коррекцией содержит.Т-триггер 24, элемент И 25, пороговый счетчик 26,Первый кодер 1 предназначен для формирования по информационным символам проверочной последовательности, В качестве кодера 1 используется регистр сдпига, связанный с сумматором по модулю два. Длина регистра сдвига, число сумматоров по модулю два и их связи определяются видом порождающих многочленов кода, Первый выход первого кодера 1 соединен с первым входом первою корректора 4 ошибок, второй выход - с первым входом первого сумматора 2 по модулю два,Первый сумматор 2 по модулю два предназначен для формирования проверочной последовательности квазиортогонального сверточного кода, Второй вход первого сумматора 2 по модулю два соединен с выходом второю кодера 10, а выход - со вторым входом формирователя 3 синдрома. Второй кодер 10 предназначен для формирования добавочных разрядов в кодовом слове квазиортогонального кода, позволяющих обнаружить факт ошибочного декодирования принятых информационных символов. Выход второго кодера 10 соединен со вторым входом первого сумматора 2по модулю два.Второй сумматор 11 по модулю двапредназначен для коррекции младшегосимвола синдромной последовательности вслучае определения значения шумовогоЯсимвола ео, Выход второго сумматора 11по модулю два соединен с первым входомпервого элемента ИЛИ 16, а второй вход - свыходом первого блока 12 запрета.Первый блок 12 запрета предназначендля запрещения выдачи информации с выхода первого порогового элемента 6 в случаепоступления сигнала запрета на первый входс выхода блока 20 управления коррекцией.Генератор 13 тактовых импульсов предназначен для формирования тактовых импульсов, необходимых для работы формирователя22 временного интервала и блока 20 управления коррекцией и является самостоятельнымустройством, Первый выход генератора 13тактовых импульсов подключен ко второмуразрешающ;му входу элемента 17 ЗАПРЕТ,а второй выход - ко второму входу блока 20управления коррекцией.Блок 14 задержки сигнала управлениякоррекцией предназначен для задержки управляющего сигнала запрета коррекции,подаваемого на первый вход второго блоказапрета. Блок 14 представляет собой регистр сдвига, длина которого выбираетсясогласно требуемому времени задержки.Второй блох 15 запрета пр.днззначендля запрета выдачи информации с выходавгорого порогового элемента 9 на время,необхо,11 мое для о.иски рестра сдвигаеторого анализатора 8 синдрома. В,ходвторого блока 15 запрета подключен ко а орым входам второго анализатора 8 синдрома и второго корректора 23 ошибок.Первый элемент ИЛИ 16 предназначендля объединения сигналоа ошибок, поступающих с выхода первого порогового элемента 6 через первый блок 12 запрета и свыхода второго сумматора 11 по модулюдва, Выход первого элемента 16 ИЛИ подключен к счетному входу порогового счетчи ка 21 и к первому разрешающему входуэлемента 7 ЗАПРЕТ,Элемент 17 ЗАПРЕТ предназначен дляподачи тактовых импульсов с первого выхода генератора 13 тактовых им:;ульсов на входформирователя 22 временного интервала впромежуток времени от момента поступленияна первый разрешающий вход э,емента 17ЗАПРЕТ сигнала о наличии ошибок со второго выхода первого анализатора 5 синдромачерез второй сумматор 11 по модулю два ипервый элемент 16 ИЛИ до момента поступления на его запрещающий вход сигнала свыхода второо элемента 18 ИЛИ.Второй элемеы 18 ИЛИ предназначендля установки а закрь гое состояние элемента17 ЗАПРЕТ и сброса показаний порогового счетчика 21 и формироаате" 22 времен огоинтервала в случае пос 1 уп ения нэ входыэлемента 8 ИЛИ сигнала переполнения свыхода порогового счетчика 21, так и г, вы 5 хода формирователя 22 временного интервала.Блок 19 задержки информационной последовательности предназначен для задержки информационной последовательности,10 Блок 19 представляет собой регистр сдвига,длина которого выбирается согласно требуемому времени задержки, Вход блока 19подключен к выходу пепаого кодера 1, авыход - к первому входу второго корректора15 23 ошибок.Блок 20 управления коррекцией предназначен для выдачи управляющего сигналана первый вход первого блока 12 запрета ичерез блок 14 задержки сигнала управления20 коррекцией на первый вход второго блока15 запрета,Порог срабатывания счетчика 26 выбира-.ется равным длине кодового ограничителяквазиортогонального систематического свер 25 точного кода. Второй вход блока 20 управления коррекцией соединен со вторым выходомгенератора 13 тактовых импульсоа, а первыйвход, - с выходом по.огоаого счетчика 21,Пороговый сче 1 чик 21 предназначен30 для подсчета количества сигналов ошибок, пос 1 упаюцих с выхода пернг.;о алеман, ИЛИ1 г, и выдачи сигнала ошг:и нэ перв, входблока 20 упр;:аления .орреиеи ; лччэ. переполнения, Порог срабатывэн я поровос35 сне гчика 21 аыбирется исходя из кормктиру,ощих свойств кваз;ортогонального саер 1 очного кода и требований пс допустимойвероятности рансформации сообщений Выход порогового счетчика 21 подлюцен ко ато 40 рому входу второго эг:.мента ИЛИ 18,Формирователь 22 временного интервала предназначен для устао зления временного интервала анализа информации,поступающей на вход порогового счетчика45 21, В качестве формирователя 22 временногоинтервала используется счетчик порог срабатывания которого выбирается исходя издопустимой вероятности трансформации сообщений, длины кодового ограничения и коррек 50 тирующей способности кваэиортогональногосверточного кода, Выход формирователя 22временного интервала подклочен к первомувходу второго элемента ИЛИ 18,Второй корректор 23 ошибок предназ 55 начен для коррекции символов задержанной информационной последовательности всоответствии с решением второго порогового элемента 9 о значении шумового сигналаео , В качестве второго корректора 23 ошибок используется сумматор по модулю даа, 182467540 45 50 55 Выход ыторого корректора 23 ошибок является информационным янходом устройства,При работе устройства возможны три случая,1. Декодирование информации происходит при отсутствии ошибок,2. Декодирование информации происходит при наличии ошибок, уровень которых меньше или равен корректирующей способности ортогонального систематического сеерточного кода.3. Декодирование информации происходит при наличии ошибок, уровень которых больше корректирующей способности ортогонального систематического сверточного кода.При декодировании информации в первых двух случаях устройство работает аналогично известным с той лишь разницей, что выдача символов информационной последовательности осуществляется с некоторой задержкой. При декодировании же информации в третьем случае появляется возможность обнаруживать ошибки, вес которых больше веса ошибок гарантированно исправляемых ортогональными сверочными кодом, но и уменьшить эффект размножения ошибки, возникающий в извесг;ом устройстве.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии в регистрах сдви" га первого кодера 1, второго кодера 10, первого 5 и второго 8 анализаторов синдрома, блоков задержки синдромной 7 последовательности сигнала управления коррекцией 14, информационной последовательности 19 записаны нулевые сигналы. Содер:кимое порогового счетчика 21 и формирователя 22 временного интервала также равно нулю, Первый выход генератора 13 тактовых импульсов элементом 11 ЗАПРЕТ отключен от первого входа формирователя 22 временного интервала. В первом и втором пороговых элементах 6 и 9 установлено пороговое зна 1+1чение Е-- , где - число ортогональных проверок, построение которых допускает применяемый код. В пороговомакопп счетчике 21 установлен порог у-- до 2 пустимого числа ошибок на интервале Ю тактов и принимаемых из канала связи информационной и проверочной последовательностях, Блок 20 управления коррекцией по сигналу с выхода порогового счетчика 21 выдаст управляющий сигнал, запрещающий выдачу информации с первого порогового элемента б и второго порогового 5 10 15 20 25 30 35 элемента 9 на время, равное длине кодового ограничения кааэиортогонального систематического сверточного кода, В формирователе 22 временного интервала установлен порог ЧЧ числа тактов и сигнал на его выходе появится в случае, если число ЧЧ окажется превышенным.Иэ канала связи на информационный вход устройства в последовательном коде с тактовым периодом Л Т поступают сигналы двоичной информационной последовательности. Первый кодер 1 формирует на первом выходе проверочные последовательности. В случае отсутствия ошибок проверочные последовательности с первого выхода первого кодера 1 идентичны с проверочными последовательностями, поступающими из канала связи. В этом случае е регистрах сдвига первого 5 и второго 8 анализаторов синдрома записываются нулевые сигналы, Содержимое порогового счетчика 21 не изменяется, сигнал ошибки на первый вход блока 20 управления коррекцией не поступает. Блок 20 управления коррекцией сигнала запрета коррекции не формирует. Задержанная информационная последовательность коррекции не подвергается, поскольку порог второго порогового элемента 9 не превышается, и в неизменном виде поступает на информационный выход устройства,В случае, если в канале связи на длине кодового ограничения возникла одно- или . двухкратная ошибка, пороговый декодер сверточного кода работает следующим образом. Как и в предыдущем случае, в результате покомпонентного сравнения проверочных последовательностей, поступающих из канала связи и проверочных последооательностей, формируемых на приемной стороне, формируется синдром, формирователем 3 синдрома, который поступает в первый анализатор 5 синдрома, Таким образом, поскольку по условию произошла ошибка, в первом анализаторе 5 синдрома будет записан ненулевой синдром, Далее первый пороговый элемент 6 принимает решение о значении шумового символа на каждом такте работы порогового декодера, сигнал с выхода которого через первый блок запрета 12 поступает в соответствующие разряды регистра сдвига первого,анализатора 5 синдрома, вторые входы первого корректора 4 ошибок и второго сумматора 11 по модулю два, в котором происходит коррекция считываемого символа синдрома в случае определения его значения первым пороговым элементом 6, Далее выходной сигнал с выхода первого порого вого элемента 6 и сигн;ю г, внсодд второго50 55 1. Пороговый декодер сверточного кода, содержащий первый кодер, вход которого является информационным входом устройства, первый выхоД первого кодера соединен через первый корректор ошибок с входом второго кодера, выход которого соесумматора 11 по модулю два поступают нэ соответствующие входы первого элемента ИЛИ 16, с выхода которого поступают сигналы на счетный вход порогового счетчика 21, который осуществляет подсчет числэошибок. Одновременно с этим сигналы ошибок с выхода первого элемента ИЛИ 16 поступают на первый управляющий вход элемента ЗАПРЕТ 17, подключая выход генератора 13 тактовых импульсов ко входу формирователя 22 временного интервала .Поскольку по условию количество ошибок мало, формирователь временного интервала подсчитает И/ тактов и сформирует на своем выходе сигнал раньше, чем переполнится пороговый счетчик 21. Сигнал с выхода формирователя 22 временного интервала через второй элемент ИЛИ 18 осуществляет сброс содержимого формирователя 22 временного интервала. порогового счетчика 21 и возвратит в исходное состояние элемент 17 ЗАПРЕТ, отключив выход генератора 13 тактовых импульсов от входа формирователя 22 временного интервала. Нэ выходе порогового счетчика 21 сигнал не появится, блок 20 управления коррекцией сигнал запрета коррекции не выдаст.Задержанная блоком 7 задержки синдромной последовательности синдрома последовательность поступит во второй анализатор 8 синдрома. Второй пороговый элемент 9 осуществит на каждом такте работы порогового декодера принятие решения о значении шумового символа. Сигнал с его выхода через второй блок 15 запрета поступит в соответствующие разряды регистра сдвига второго анализатора 8 синдрома и на второй вход корректора 23 ошибок, на первый вход которого поступают задержанные сигналы информационной последовательности. Скорректированные символы информационной последовательности с выхода второго корректора 23 ошибок поступят получателю. Очередной сигнал вызовет повторение описанных операций,В случае, если на передаваемую кодовую последовательность квазиортогонального систематического сверточного кода на длине кодового ограничения воздействовала трех- и более кратная ошибка, исправляющей способности ортогонального систематического сверточного кода, входящего в состав квазиортогонального, недостаточно для коррекции ошибок, Работа порогового декодера аналогична описанному выше, Пороговый счетчик 21 подсчитывает число сигналов ошибок с выхода первого элемента 16 ИЛИ и формирует сигнал на выходе, если произойдет его переполнение 5 10 15 20 25 30 35 40 на временном интервале О/ таков. По сиг налу с выхода порогового счетчика 21 блок 20 управления коррекцией выдаст сигнал нэ первый вход первого блока 12 запрета и через блок 14 задержки на первый вход второго блока 15 запрета, которые прекратят выдачу сигналов с первого порогового элемента 6 и спустя время задержки, установленное в блоке 14 задержки сигнала управления коррекцией, с выхода второго порогового элемента 9. Таким образом, отключив цепи коррекции с выхода первого порогового элемента 6 на время, равное длине, кодового ограничения, мы очищаем от возникшей ошибки регистры сдвига первого анализатора 5 синдрома, первого кодера 1 и второго кодера 10; запрещая выдачу сигналов коррекции с выхода второго порогового элемента 9, мы предотвращаем ложные коррекции информации и тем самым размножение ошибок и очищаем регистры сдвига второго анализатора 8 синдрома,По истечении времени запрета коррекции блок 20 управления коррекцией прекратит выдачу сигнала запрета коррекции. К этому времени в регистрах сдвига первого кодера 1, второго кодера 10, первого анализатора 8 синдрома будут записаны сигналы, не искаженные воздействием обнаруженной ошибки, и декодирование информации продолжится согласно описанному алгоритму,Таким образом, благодаря введению новых элементов и связей достигается повышение помехоустойчивости,Техническое преимущество предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом состоит в том, что достигается повышение помехоустойчивости за счет введения блока задержки синдромной последовательности, второго порогового элемента, первого и второго блоков запрета, блока задержки сигнала управления коррекцией, блока задержки информационной последовательности, блока управлениякоррекцией, второго корректора ошибок.Положительный эффект, который можетбыть получен в случае использования изобретения состоит в том, что с повышениемпомехоустойчивости уменьшается верояткость ошибочного декодирования,Формула изобретениядинан с первым входом первого сумматора по модулю два, второй выход первого кодера соединен со вторым входом первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу формирователя синдрома, первый вход которого является проверочным входом устройства, выход - соединен с первым входом первого анализатора синдрома, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом первого порогового элемента и первым входом второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с вторыми входами первого корректора ошибок, первого анализатора синдрома и второго сумматора по модулю два, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу порогооо. го счетчика и первому разреша 1 ощему входу элемента ЗАПРЕТ, второй разрешающий вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, выход элемента ЗАПРЕТ подключен к первому входу формирователя временного интервала, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу формирова геля воеменного интервала, входу запрета элемента ЗАПРЕТ и второму входу первого счетчика, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, о т л и е ю щ и й тем, что, с целью повышения пом; хаус 1".йчивости, в "ого введены бла задержки синдромнои последовательности, в, орей анализатор синдрома, второй пороговый элемент, первый и второй блоки эапрел, блок задержки сигнала управления коррекцией, блок задержки информационной последовательности, второй корректор ошибок и блок управления коррекцией. первый вход которого подключен к второму выходу генератора 1;.ктовых импульсов, а второй вход соединен с выходом порогового счетчика, выход блока управления коррекцией подключен непосредственно к перво му входу первого блока запрета и через блокзадержки сигнала управления коррекцией к первому входу второго блока запрета, вход и выход блока задержки синдромной последовательности подключены соответственно 10 к выходу формирователя синдромов и первому входу второго анализатора синдромов, выход которого подключен к входу второго порогового элемента, выход которого подключен к второму входу второго блока эа прета, выход которого подключен к второмувходу второго анализатора синдрома и первому входу второго корректора ошибок, выход первого порегового элемента соединен с вторым входом первого блока запрета, 20 выход которого соединен с вторым входомпервого корректора ошибок, вход и выход блока задержки информационной последовательности соединены соответственно с первым выходом первого кодера и вторым 25 входом второго корректора ошибок, выходкоторого является информационным выходом устройства,Лекодер по п,1, отл ича ющийсягем, и о блок управления коррекцией содер жит Т-триггер, элемент И и пороговыйсчетчик, выход которого подключен к свому входу обнуления и входу обнуления Т-триггера,:.информационный вход которого является вторым входом блока, вы ход Т-триггера подключен к первомувходу элемента И и является выходом блока, вт;рой вход и выход элемента И соответственно являются первым входом блока и одключены к счетному входу поро голого счетчика.