Устройство для приема избыточной информации

СОоз советснихсоцидлистичеснихРеспуБлин 350 С 08 С 19 2 госудю ственнцй номитет сссе по дклдм изоБщ:тоний и отнят ВТОРСНОМУ СНИДЕТВЪСТВ(56) 1, Бородин Л.Ф. Введение в теорию помехоустойчнвого кодирования, И., " Советское радио", 1968, с,271,2. Авторское свидетельство СССР М 824263, кл. 6 08 С 19/28, 1979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ИЗБЫТОЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее приемник,вход которого соединен с входом устройства, выход приемника соединен непосредственно с первым входом первого блока вычитания и через первый пороговый селектор с входом первого двоичного регистра и вторым входом первого блока вычитания, выход которого через первый блок бу-Ферной памяти соединен с первыми входами первого блока усилителей, первые выходы первого блока усилителей через второй пороговый селектор соединены с вторым входом первого блока усилителей, вторые выходы которого соединены с первыми входами первого блока сумматоров, вторые входы которого соединены с выходами первого двоичного регистра, второй блок буферной памяти и декодер, о-т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройствав него введены,ЯО 292 5 третий, четвертый и пятый пороговые селекторы, третий и четвертый блоки буферной памяти, второй блок вычйтания, второй блок усилителей, второй двоичный регистр, второй блок сумматоров и элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу-:" первого порогового селектора, выход первого блока сумматоров через второй блок буферной памяти соединен с первым входом второго блока вычи- тания и входом третьего порогового селектора, выход третьего порогового селектора соедйнен с вторым входом элемента ИЛИ, входом второго двоичного регистра и вторым входом второго блока вычитания, выход которого через третий блок буферной памяти соединен с первыми входами второго блока усилителей, первые выходы которого через четвертый пороговый селектор соединены с вторым входом второго .блока усилителей, вторые выходы второго блока усилителей соединены с первыми входами второго блока сумматоров, вторые входы которого подключены к выходам второго двоичного регистра, выходы второго блока сумматоров через последовательно соединенные пятый порого вый селектор и четвертый блок буферной памяти соединены с третьим вхо.- дом элемента ИЛИ, выход которого через декодер соединен с выходом устройства.Изобретение относится к электросвязи, а именно к приемным устрой" ствам систем передачи телеметрической информации, использующих составные сигнапы с избыточностью, формируеьые на основе помехоустойчивых кодов Хемминга, и низкоскоростные ( узкополосные ) каналы связи высокого качества.Известно устройство для приема сообщений, передаваемых сложными сигналами на основе избыточных кодов, состоящее из первой и второй решающих схем.1 ).Однако в таком устройстве недостаточно полно используется апостериорная информация о принятом сложном сигнале с избыточностью.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является Устройство для приема избыточной информациисодержащее приемник, выход которого подключен через блок буферной памяти и через последо вательно соединенные первый пороговый селектор, декодер и блок регистров памяти к перному и второму входам блока управления выдачей информации, выход которого подключен к второму входу блока регистра памяти, блок вычитания, усилитель, второй пороговый селектор и последовательно соединенные двоичный регистр сдвига, сумматор и третий порогоный селектор, выход которого подключен к нторому йходу декодера.Данное устройство обеспечиваетвысокую помехоустойчивость приемаинформации в высокоскоростных системах передачи телеметрической информации вследствие полного использования апостериорной информации овыходных элементарных сигналах блока приемника, а также нозможностьобрабатывать составные сигналы сизбыточностью, Формируемые на основе длинных корректирующих кодов(сложность устройства с ростомдлины кодовых комбинаций увеличивается по закону, близкому к линейному ) (2,Однако, вследствие того, чтотехнически очень сложно обеспечитьстабильность амплитуд элементарныханалоговых сигналов при длительномхранении опорного сигнала, устойчиМость приема информации данным уст"рбйстном является низкой.,Нестабильность амплитуд элементарных аналоговых сигналов, определяющих опорный сигнал, 1 три прочих"равных условиях ( виде модуляции,параметрах кода, отношении сигналшум на входе устройства и т.д. )обусловливает уменьшейие среднеговремени безотказной работы устройства, В данном случае под отказом 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 понимается ошибочный прием сообщения вследствие искажения опорного сигнала, вызванного указанной нестабильностью. Целью изобретения является повышение надежности и упрощение устройства.Указанная цель достигается тем; что н устройство для приема избыточной информации, содержащее приемник; вход которого соединен с входом у:тройства, выход приемника соединен непосредственно с первым входом первого блока вычитания и через первый пороговый селектор с входом первого двоичного регистра и вторым входом первого блока вычитания, выход которого через первый блок бу. ферной памяти соединен с первыми входами первого блока усилителей, первые выходы первого блока усилителей через второй пороговый селектор соединены с вторым входом перво. го блока усилителей, вторые выходы которого соединены с первыми входами первого блока сумматоров, вторые входы которого соединены с выходами первого двоичного регистра, второй блок буферной памяти и декодер, введены третий, четвертый и пятый поро. гоные селекторы, третий и четвертый блоки буферной памяти, второй блок вычитания, второй блок усилителей, второй двоичный регистр, второй блок сумматоров и элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого порогового селектора, ныход первого блока сумматоров через второй блок буферной памяти соединены с первым входом второго блока вычитания и входом третьего порогового селектора, выход третьего порогового селектора соединен с вторым входом элемента ИЛИ, входом второго двоичного регистра и вторым входом второго блока вычитания, выход которого через третий блок буферной памяти соелинен с первыми входами нторого блока усилителей, первые выщоды которого через четвер. тый пороговый селектор соединены с вторым входом второго блока усилителей, вторые выходы второго блока усилителей соединены с первыми входами второго блока сумматоров, вторые входы которого подключены к выходам второго двоичного регистра, выходы второго блока сумматоров через последовательно соединенные пятый пороговый селектор и четвертый блок буферной памяти соединены с третьим входом элемента ИЛИ, выход которого через декодер соединен с выходом устройства.Устройство реализует способ коррекции эоны по методу граничной компенсации.На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства дляприема избыточной информации; нафиг, 2 - геометрическиЕ модели,поясняющие идею функционированияданного устройства,Физическая сущность предлагаемогоустройства заключается в следующем.гВершины куба (фиг. 2) соответствуют двоичным кодовым комбинациям,из которых Аи 47 - разрешенные.Ребра куба определяют единичные расстояния (по Хеммингу ) между соответствующими вершинами, Кодовое расстояние (минимальное)между разрешеннымикомбинациями 4 и Я 2 равно трем. Ввиде куба изображено множество сигнальных точек, соответствующих составным аналоговым сигналам на выхо,"де блока приемника, формируемым наоснове двоичного трехзначного кодас минимальным кодовым расстояниемЫ= 3,Алгоритм функционирования, пред"ставляющий сущность изобретения,состоит в следующем.Рассмотрим переднюю грань кубаА А 2 А 1 А(Фиг. 2)1 1 2Характерной особенностью сигнальных точек квадрата А ., - 1 -2 - 3является их отождествление при посим.вольной обработке с разрешенной ком-.бинацией А . На фиг. 5 (левый рисунок ) заштрихована область сигнальных точек, которые за счет градиентной продедуры, но беэ декодера, исправляющего ошибки, отождествляются с комбинацией А . Тогда в квадрате А - 4 - 2 - 1 точки из треуголь 22ника А- 2 - 1 первой решающейсхемой отождествляются с Аг . Декодером, обнаружгивающим ошибки, отмечается, что А - неразрешеннаякодовая комбийация. Тогда вектор,например АХ , усиленный до А 7 Хн,можно "вбросить" в область посимвольного приема (в которой решение принимается без декодера, исправляющегоошибки ) для А , что фиксируетсяобнаруживающим ошибки декодером,Аналогично отождествляются с Асигнальные точки из треугольниковА " - 3 - 2 2 - 7 - 9 2 - 8 - 9Р Ри пятиугольника 2-б-11-7. Суммарная область сигнальных точек,отождествляемых с А, подобным образом, изображена в виде заштрихованной области на левом рисунке(фиг. 5). Если сравнить областьприема в целом А - А 4 - 5 - Аг1с этой заштрихованной областьюА - А - 8 -10 - 11 - 9 - А "7то можно заметить, что существуюттакие области сигнальных точек (онизаштрихованы на правом рисункеф.5)А 2-4-10-8 А 7 - 11 - 5, которые известнымустройством без исправляющего ошиб 10 ки декодера не отождествляются с комбинациейВ данном устройстве (фиг. 4) точку Х, находящуюся в одной из таких областей, можно "вбросить" в зашт рихованную область (левый рисунок фиг. 5 ) соответствующим усилением разностного сигнала (вектора ) АХ до А Х ( Ы устройстве, реализую.щем градиентное декодирование в целом, "вбрасывание" принципиально осуществляется в область треугольника А - 4 - 2 ). После этой операции с помощью декодера, обнаруживающего ошибки, анализируют комби нацию А 2 - результат суммирования1 1сигнального вектора А 2 и А 2 Х, Еслипри анализе не обнаруживается раз-.решенной комбинации, то вычисляютразностный сигнал (вектор ) А,Х 20 = ОХ - ОА , который усиливают довеличины вектора А Х. В результатесуммирования сигнального вектораОАг с вектором А Х получают радиусвектор ОХ = ОА + А 2 Х сигнальной175 точ ки ХДалее Х обрабатывают посимвольно(по первой решающей схеме )Результат обработки - А, Ее анализ с помощью декодера, обнаруживающегоошибки, свидетельствует о том, что .А 1 - разрешенная комбинация.Таким образом, в предлагаемомустройстве по любой из сигнальныхточек (за исключением точек, расположенных на границе областей отождествления, вероятность которыхмала ) области А, - А4 - 5 - Апринимается решение в пользу А , каки при приеме в целом (и в известномустройстве с градиентным декодирова нием ), но с той лишь разницей, чтоопорный сигнал их хранится в течение длительного времени формированияРазрешенных кодовых комбинаций.В известном устройстве решение 45 принимается последовательно, но помере формирования двоичных кодовыхкомбинаций. Критерием принятия решения является принадлежность соответ.ствующей двоичной кодовой комбина О ции к числу РазРешенных.Рассмотренные геометрические модели иллюстрируют свойства граничных областей для кодов произвольнойэначности с кратностью исправляемыхошибок т, = 1 (т.е. с минимальнымкодовым расстоянием й = 3,4 ), к которым и принадлежат коды Хэмминга.Положительный эффект - исключение необходимости длительного хране.ния опорного сигнала, согласно рас смотренным моделям, достигается эасчет того, что решение принимаетсяне по окончании некоторого времени1 в, а по истечении небольшого отрезка времени 1 (1 М Ти)и иссле 65 довании воэможности с помощью де 1029235 1 ОДанное устройство наиболее целесообразно использовать в системах передачи телеметрической информации об объектах или процессах, имеющих важное технологическое значение,параметры характеристики ) которыхизменяются во времени чрезвычайномедленно, вследствие чего для пере-,дачи информации о них в общем тракте отводится узкая полоса частот.1029205 Составитель Н. Бочароваедактор Т. Митейко Техред Т.Фанта Корректор А. Тиско 984/4 Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 618 ВНИИПИ Государственн по делам иэобрете 3035, Москва, Ж, РПодл исноекомитета СССРи открытийская наб д. 4/5