Многоканальное устройство кодирования информации кодами- произведениями

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ КОДАМИ-ПРОИ3ВЕДЕНИЯМИ , содержащее в каждом канале коммутатор, первый вход которого соединен с входом канала, а первый выход подключен к входу кодера внешнего кода, а также соединенные последовательно кодер внутреннего кода, кольцевой регистр сдвига и элемент неравнозначности, выход которого соединен с выходом устройства, блок синхронизации, ЕЬЁХОД которого сое- , динен с управляющим входом кольцевого регистра сдвига и вторыми .входами коммутаторов всех каналов, отличающееся тем, что, с целью расишрения функциональных возможностей и упрощения устройства, в него введены мультиплексоры внутреннего и внешнего .кода, блок приоритетного управления, а в каждый канал - буферный регистр внутреннего кода, вход которого подключен к второму выходу .коммутатора, и бу1 ерный регистр внешнего кода,: первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом кодера внешнего кода и третьим выходом коммутатора, причем выходы буферных регистров внутреннего кода каждого канала подключены к соответствующим входам мультиплексора внутреннего кода, выход которого подключен к входу кодера внутреннего кода, при этом I выходы буферных регистров внешнего кода каждого канала подключены к (Л соответствующим входам мультиплексора внещнего кода, выход которого соединен с вторым входом элемента неравнозначности., четвертые выходы коммутаторов каждого канала соединены с соответствующими входами блока приоритетного упра.вления, первый и второй.выходы которого подключены соответственно к входу блока синхро1 Э низации и управляющему входу мультио плексора внещнего кода, а выход блока О9 синхронизации соединен с управляющими уходами мультиплексора внешнего кода, рлока приоритетного управления и буферных регистров виещнего кода йсех каналов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (б1) Н 03 К 13/24 каналов. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3574164/18-21 (22) 07.04.83 (46) 07.07.84. Бкл; И - 25 (72) Е.Л.Кон, А.В.Корноушкин, Н.Н.Матушкин и А.А.10жаков (71) Пермский политехнический институт (53) 681.32 (088.8) (56) 1. Цифровые методы в космической связи. Под ред. Голомба. М., "Связь", 1969, с. 169.

2. Авторское свидетельство СССР

М;927089, кл. Н 03 К 13/24, 1980 (проч"отип). (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ КОДАМИ-ПРОИЗВЕДЕНИЯМИ, содержащее в каждом канале коммутатор, первый вход которого соединен с входом канала, а первый выход подключен к входу кодера внешнего кода, а также соединенные последовательно кодер внутреннего кода, кольцевой регистр сдвига и элемент неравнозначности, выход которого соединен с выходом устройства, блок синхронизации, выход которого сое- . динен с управляющим входом кольцевого регистра сдвига и вторыми входами коммутаторов всех каналов, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с .целью расширения функциональных возможностей и упрощения устройства, в него введены мультиплексоры внут„„SU„„102037 реннего и внешнего кода, блок приоритетного управления, а в каждый:канал — буферный регистр внутреннего кода, вход которого подключен к второму выходу:коммутатора, и буферный регистр внешнего кода,:первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом кодера внешнего кода и третьим выходом коммутатора, причем выходы буферных регистров внутреннего кода каждого канала подР ключены к соответствующим входам мультиплексора внутреннего кода, выход которого подключен к входу кодера внутреннего кода, при этом выходы буферных регистров внешнего g кода каждого канала подключены к соответствующим входам мультиплексора внешнего кода, выход которого соединен с вторым входом элемента неравнозначности, четвертые выходы коммутаторов каждого канала соединены с соответствующими входами блока уаеа. приоритетного управления, первый и второи выходы которого подключены соответственно к входу блока синхронизации и управляющему входу мульти- аи плексора внешнего кода, а выход блока синхронизации соединен с управляющими уходами мультиплексора внешнего кода, рлока приоритетного управления и буферных регистров внешнего кода всех

20

1 »O2Î

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах передачи цифровой информации.

Известно устройство кодирования 5 информации нелинейными кодами Плоткина равномерности, равной степени двух, содержащее первое v второе запоминающие устройства и сумматор по модулю два, выходы первого и второго запоминающих устройств coåäèíåíû с входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с входом второго запоминающего устройства и выходом кодирующего устройства (I j.

Недостатком такого устройства является то, что оно позволяет кодировать информацию кодами Плоткина, имеющими размерность, равную степени двух, тогда как коды Плоткина могут задаваться матрицами Адамара любой размерности, кратной четырем .

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство кодирования информации кодами Плоткина, содержащее в каждом канале коммутатор, первый вход которого соединен с входом канала, а первый выход подключен к входу кодера внешнего кода, а также соединен- 30 ные последовательно кодер внутреннего кода, кольцевой регистр сдвига и элемент неравнозначности, выход которого соединен с выходом устройства, блок синхронизации, выход 35 которого соединен с управляющим входом кольцевого регистра сдвига и вторыми входами коммутаторов всех каналов 2 .

Недостатком известного устройства, является то, что оно позволяет кодиро- 40 вать информацию кодами-произведениями только на основе матриц Адамара размерности, кратной четырем. Использование этого кодера в многоканальном кодирующем устройстве приводит к зна- 45 чительным аппаратурным затратам.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и упрощения устройства °

Цель достигается тем, что в много- 50 канальное устройство кодирования ин.— формации кодами-произведениями, содержащее в каждом канале коммутатор, первый вход которого соединен с вхоgoM ка нала, B II eP BblH Bblx og IIo+KJIIo 55 чен ко входу кодера внешнего кода,,а также соединенные последовательно ,кодер внутреннего кода, кольцевой регистр сдвига и элемент неравнозначности, выход которого соединен с выходом устройства, блок синхронизации, выход которого соединен. с управляющим входом кольцевого регистра сдвига и вторыми входами коммутаторов всех каналов, введены мультиплексоры внутреннего и внешнего кода, блок приоритетного управления, а в каждый канал — буферный регистр внутреннего кода, вход которого подключен ко второму выходу коммутатора, и буферный регистр внешнего кода, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом кодера "внешнего кода и третьим выходом коммутатора, причем выходы буферных регистров внут реннего кода каждого канала подключены к соответствующим входам мультиплексора внутреннего кода, выход которого подключен ко входу кодера внутреннего кода, при этом выходы буферных регистров внешнего кода каждого канала подключены к соответ.— ствующим входам мультиплексора внешнего кода, выход которого соединен со вторым входом элемента неравнозначности, четвертые выходы коммутаторов каждого канала соединены с соответствующими входами блока приоритетного управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входу блока синхронизации и управляющему входу мультиплексора внешнего кода, а выход блока синхронизации соединен с управляющими входами мультиплексора внешнего кода, блока приоритетного управления и буферных регистров внешнего кода всех каналов.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2- временная диаграмма его работы.

Каждый канал 1 многоканального устройства кодирования информации кодами-произведениями содержит коммутатор 2, первый выход которого подключен к входу кодера 3 внешнего кода, выход которого соединен с первым входом буферного регистра 4 внешнего кода. Второй и третий выходы коммутатора 2 соединены соответственно . с входом буферного регистра

5 внутреннего кода и вторым входом буферного регистра 4 внешнего кода, а четвертые выходы коммутаторов 2 всех каналов 1 подключены к соответствующим входам блока 6 приори1102037 тетного управления. Выходы буферных регистров 5 внутреннего кода подключены к соответствующим входам мультиплексора 7 внутреннего кода, выход которого подключен к входу кодера 8 внутреннего кода, выход которого подключен к входу параллель- ной записи кольцевого регистра 9 сдвига, выход которого соединен с первым входом элемента 10 неравнозначности. Выходы буферных регистров

4 внешнего кода подключены к соот-. ветствующим входам мультиплексора

11 внешнего кода, выход которого соединен с вторым входом элемента 10 неравнозначности. Первый и второй выходы блока 6 приоритетного управления соединены с входом блока 12 синхронизации и управляющим входом мультиплексора 11 внешнего кода.

Вход 13 каждого канала 1 соединен с первым входом коммутатора 2, при этом вторые входы коммутаторов 2 и управляющие входы блока 6 приоритетного управления, мультиплексора 7

° t внутреннего кода и кольцевого регистра 9 сдвига подключены к выходу блока 12 синхронизации. Выход элемента 10 неравнозначности соединен с выходом 14 устройства.

Работа устройства основана на следующих принципах. Если вектор

1 1 2

1 принадлежит внешнему коду, а вектор

72 . (Ь19 Ь2 ° э Ьп )

2 принадлежит внутреннему коду, то ектор

2 будет иметь размерность а1 ° и и представит собой последовательность из и векторов Ч на позициях, где

1 а; = О, и инверсий векторов Ч на позициях, где а;= 1. Здесь символ (+) означает сложение по модулю два.

Сформированный таким образом код и называется кодом-произведением исходных векторов.

Вектор 72, принадлежащий внутреннему коду, задается матрицей Адамара Hn . Вектор 7„, принадлежащий внешнему коду, задается коэффициен2 тами многочлена циклического систематического (n, m) кода Е(х), который образуется следующим образом.

Многочлен а(х), соответствующий

m-разрядной комбинации безызбыточного кода, умножается на х, где k=n-m.

Произведение а(х) х" делится на образующий многочлен циклического кода

g(x) степени k. В общем случае при делении получим некоторое частное q(x), той же степени, что и а(х) и остаток г(х), степень которого не

1О превышает k-1. Иногочлен f(x) циклического систематического (n, m) кода, соответствующий входной комбинации а(х), образуется.по формуле

f (х) = a(x) х Q+r(x), (2)

Устройство функционирует- следующим образом.

2р В исходном режиме все буферные регистры 4 и 5 и кольцевой регистр 9 сдвига очищены, на входе блока 6 приоритетного управления заявки отсутствуют. Пусть источники начали

25 вырабатывать информационные последовательности, поступающие на входы соответствующих каналов 1. Формирование внешних и внутренних кодов в каналах происходит однотипно. Для определенности будем считать, что интенсивность источников одинакова.

Пусть на вход устройства приходит информация в следующем порядке а1т анэ а 2 ° Коммутатор 2 канала

1 разбивает приходящую на его вход

13 информационную последовательность а„ на две части длиной log>n и m, соответственно. Первая часть последовательности длиной login записы4О вается в буферный регистр 5 внут.реннего кода. Вторая часть длиной

m содержащая информацию о состоянии объекта,и его адреса, поступает на кодер 3 внешнего кода, представ4> ляющий собой (n-m) ðàçðÿäíûé сдвиговый регистр с обратными связями (n — общее число символов внешнего кода, ш — число информационных симсолов). За ш тактов в таком реГистре происходит. формирование (n m) проверочных символов, которые записываются в и-разрядный буферный регистр 4 вслед sa информационными символами. Синхронизация кодера

3 и буферных регистров 4 и 5 осуществляется коммутатором 2. Пришедшая позднее последовательность ап аналогично подготавливается в своем канале. Пришедшая еще позднее после1102037 довательность а2 также начинает готовиться в своем канале.

По окончании log и + n тактов в регистре 5 внутреннего кода записывается первая часть сообщения а1 длиной log n в регистре 4 внешнего кода записан циклический систематический (n,òï) код, являющийся внешним

1 кодом выходного кода-произведения, на блок 6 приоритетного управления подается сигнал заявки на обслуживание первого канала 1. Так как блок 6- свободен, он осуществляет ди— намическое приоритетное обслуживание первой пришедшей заявки от канала а, При этом блок 6 осуществля1 ет подключение выхода буферного регистра 4 внешнего кода первого ка— нала через мультиплексор 11 внешнего кода ко второму входу элемента 10 неравнозначности и запускает блок

1 2 синхр они зации .

20

Блок 12 синхронизации осуществляет подачу на кодер 8 внутреннего кода через мультиплексор 7 внутренне- го кода символов из буферного регистра 5 внутреннего кода, которым в кодере 8 ставится в соответствие одно из п2 кодовых слов, переписы- 30 вается в кольцевой регистр 9 сдвига. По окончании формирования символов внутреннего кода в кольцевом регистре 9 сдвига блок 12 синхрони,35 зации сбрасывает коммутатор 2 первого канала 1, тем самым подготавливая его к приему новой информации, и начинает выталкивать из буферного регистра 4 внешнего кода через мультиплексор 11 символы внешнего кода на

40 второй вход элемента 10 неравнозначности. 3а время нахождения каждого из п символов внешнего кода на втором входе элемента tO внутренний код длины п в кольцевом регистре 9 сдви2 45 гается импульсами блока 12 синхронизации на п2 позиций и на первом входе . элемента 10, соединенном с выходом кольцевого регистра 9, последовательно появляются символы внутренне5Î го кода. После n., сдвигов в кольцевом

2 регистре 9 слово внутреннего кода снова "àéìåò свое исходное положение. На элементе 10 неравнозначности осуществляется вычисление вектора кода-произведения по формуле (1) . По

55 окончании формирования кода-произведения блок 12 синхронизации снимает обслуженную заявку канала а1 с соответствующего входа блока 6 приоритетного управления.

Пусть за время обслуживания канала а1 сформировались внешние коды каналов а„ и а2, которые выставили заявки на обслуживание в блок 6. При этом сформировалась очередь вида: а „, а,„, а2,.... После п п2 тактов блок 12 синхронизации вырабатывает сигнал, снимающий обслуженную заявку от канала а „, а блок 6 приоритетного управления переходит к обслуживанию следующей очереди заявки канала а . При этом состояние очереди становится следующим: а„, а,...Ф, где Ф вЂ” пустое место в очереди, соответствующее обслужен— ному каналу а1. Обслуживание ад происходит аналогично. После обслужи" вания канала а блок 12 синхрони— п зации вырабатывает сигнал, снимающий его заявку и блок 6 переходит к обработке заявки от канала а2. При этом состояние очереди стало: а» ...Ф, Ф.

Дальнейшее функционирование устройства состоит в том, что информация от источников поступает в свои каналы, где производится ее кодирование внешним кодом. При этом блок 6 приоритетного управления формирует очередь из подготовленных сообщений.

Сообщение, занимающее первое место в очереди, обслуживается кодером 8 внутреннего кода. Затем происходит сдвиг очереди на одну позицию. В дальнейшем процесс протекает аналогично °

Рассмотрим функционирование описанного устройства на следующем примере, Пусть количество обслуживаемых источников равно трем. Каждый источник вырабатывает последовательность импульсов длиной 6. Пусть на вход устройства приходит информация в следующем порядке; а„ .а ct Будем использовать в качестве внутреннего кода код Плоткина, задаваемый матрицей Ацамара Н . Тогда на вход кодера

8 внутреннего кода приходит информационная последовательность длины

1ogn-- log 4= 2, 2 2 2

Кодирование внутреннего кода будет осуществляться по правилу:

00-1111

01-1010

10-1100

11-1001

1102037

Пусть в качестве внешнего кода используется циклический систематический код (7,4) с образующим полиномом g(x)=x + х2+ 1. Пусть информа ционная последовательность первого 5 источника а„ будет следующей—

11 1001. Тогда информация последовательность внутреннего кода, пода ваемая коммутатором 2 первого кана- ла в буферный регистр 5 внутреннего кода, а через мультиплексор 7 внутреннего кода — на вход кодера 8 внутреннего кода, будет следующей—

11. На выходе кодера 8 появится кодовый вектор внутреннего кода — 1001.

Информационная последовательность внешнего кода — 1001. Здесь два -правых разряда определяют код адреса источника по правилу:

1 источник — 01 2р

2 -"- —, 10

3 -"- — 11

В буферном регистре 4 внешнего кода сформируется внешний код — 1001 011 (по формуле (2)). Кодовые вектора составляющих кодов подаются на входы элемента 10 неравноэначности и на его выходе появляется векторпроизведение (по формуле (1) ) .

0110 1001 1001 0110 1001 ЗР

0110 0110

Пусть информационная последователь. ность третьего источника а> будет следующей: 10 1111, тогда на выходе кодера 8 внутреннего кода — 1100, в буферном регистре 4 третьего канала внешнего кода сформируется внешний код — 1111 111.. Тогда векторпроизведение будет следующим

0011 0011 0011 0011 0011 4р

0011 0011

Пусть информационная последовательность второго источ .ика а будет следующей — 01 0110, тогда на выходе кодера 8 внутреннего кода появится кодовый вектор внутреннего кода " 1010, а в буферном регистре 4 второго канала внешнего кода сформируется внешний код — 0110 100.

Тогда вектор-произведение будет следующим

1010, 0101 0101 1010 0101

1010 1010

Этот пример иллюстрируется временной диаграммой (фиг. 2), где обозначены сигналы в первом (а-д), втором (е-к) и третьем (л-.п) каналах в следующих точках: а, е, л — вход канала 1, б, ж, м — вход буферного регистра 5 внутреннего кода, в,з,н— вход кодера 3 внешнего кода, г,и,о— вход буферного регистра 4 внешнего кода, д,к,п — четвертый выход коммутатора 2; р — выход кольцевого регистра 9 сдвига; с — выход мультиплексора 11 внешнего кода, т — выход 14 устройства.

В многоканальном устройстве кодирования информации расширяются функциональные возможности за счет кодирования информации кодами-произведениями, с использованием в качестве внутреннего кода кода Плоткина любой размерности, кратной четырем, а в качестве внешнего кода — циклического систематического (n, m).êoäà при меньших аппаратурных затратах.

В известном устройстве аппаратурные затраты равны п + п2+ п>, где п,n>—

2 2

1 длина кодовых векторов внешнего и внутреннего кодов соответственно.

В данном устройстве аппаратурные затраты на каждый канал приблизительно п2+ n + 1(п + 1оя2п2)

2 составят где и и п2- длина кодовых векторов внешнего и внутреннего кодов соответственно, 1 — число каналов.

1102037

1102037

Ю ь Ь»

Ъ

Ъ

Ъм

Ъ»

Ъ

Ъ»

Ъ» ь

Ch

Ъ»

ВНИИПИ Заказ 4782/43 Тираж 862 Подаисное

Филиал ППП "Патент" ° г.Уагород,;улЛроектиаа, 4 ь ь

Ъ ь ь ъ ь ъ ь ь

Ъ» ь

Ъ ь ь

Ъ» Ь

С

С>

° о ь ь

Зэ. ь ь

%» ь

О » ъ

С3 ь ь ъ

С:ъ » ь ь ь ь ь Ф ь

Ю

Ю

Ф:Э ь ь

Ъ» ь

Ch

» ь

Ch ь

%» ь

Ъ» ь ь ь

° е ь ь

Ъ ь ь ь ь ь

Сз ь. ь ь о ь ь ь ь ь

»е ь

Ю

Ю

Ю

Ъ з

Ъ» ь ь

»е

Cb

Cs

»» ь в

%» ь

Многоканальное устройство кодирования информации кодами- произведениями Многоканальное устройство кодирования информации кодами- произведениями Многоканальное устройство кодирования информации кодами- произведениями Многоканальное устройство кодирования информации кодами- произведениями Многоканальное устройство кодирования информации кодами- произведениями Многоканальное устройство кодирования информации кодами- произведениями Многоканальное устройство кодирования информации кодами- произведениями 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в "Компакт дисках" для оптического считывания высококачественной звуковой информации или для хранения цифровых данных
Изобретение относится к области кодирования и передачи данных и может быть использовано в автоматизированных системах подготовки и пуска ракет космического назначения. Техническим результатом является повышение достоверности передачи сообщений в каналах связи. Способ содержит этапы, на которых все передаваемые сообщения защищают от искажений циклическим кодом и обеспечивают одинаковую помехоустойчивость всем передаваемым сообщениям; при этом особо важные сообщения, искажения которых могут привести к опасным последствиям, передаются двумя следующими друг за другом кодовыми комбинациями циклического кода, при этом информационная часть первой кодовой комбинации содержит нечетное число единиц, а информационная часть второй кодовой комбинации является инверсией по отношению к информационной части первой кодовой комбинации.
Наверх