Устройство для кодирования и декодирования сообщений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ,1сЦ 6, g

Ц м с вст(;1 т ;;ссс с1Г, Ъ"-:.:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О П.(РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2") 3597483/24 (?2) 22.04.83 (46) 30.04.92 ° Бюл. 1 16 (72) Н.М.Казаков (g3) 681.398(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 328461, w . G 06 « /00, 1970.

Некоторые вопросы теории кодиро" вания. Сборник переводов, Под ред.

Блоха 3.Л. и Пинскера М.С., М.:

Мир, 1970, с.54, рис.3. (4)(7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ

И ПЕКОДИРОВАНИЯ СООБЩЕНИИ, содержащее регистры сдвига, сумматор и хронизатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и реализации Функции кодового разделения каналов, в него введены блок сумматоров, ключи и блок ключей, объединенные первые входь1 первого и второго ключей являются входом устройства, объединенные выходы первого, третьего и четвертого ключей соединены с первым входом первого регистра, первый и вто-. рые выходы которого соединены с соответствующими первыми и вторыми входами блока ключей, выходы блока

Устройство относится к области электросвязи и может использоваться в системах передачи циФровой инФормаци.

Известно устройство для кодирования и декодирования сообщений, содержащее регистры, ключи, счетчик, блок управления и анализатор ошибок. (1) С 08 С 19/28, il 03 М 13/00

2 ключей соединены с соответствующими входами блока сумматоров, выход ко" торого соединен с первым входом пятого ключа, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход сумматора соединен с первыми входами шестого и седьмого ключей, выход шестого ключа соединен с первыми входами второго регистра, выходы второго регистра и седьмого ключа являются соответственно первым и вторым выходами устройства, первый выход первого регистра соединен с первыми входами третьего и восьмого ключей, выход восьмого ключа соединен с первыми входами четвертого и девятого ключей и является третьим выходом устройства, объединенные выходы второго и девятого ключей соединены с вторым входом сумматора, первые, вто" рой, третьи и четвертый выходы хронизатора соединены соответственно с вторыми входами соответствующих ключей, объединенными вторыми входами второго регистра, третьими входами блока ключей и вторым входом первого регистра.

Недостатком известного устройства является сложность, обусловленная использованием в устройстве сложного блока управления и анализатора ошибок.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для кодирования и декоди3

1 рова ния сообщений, содержащее хронизатор, первый переключатель, вход ко торого является входом устройства, второй переключатель, объединенные первые выходы первого и второго пере ключателей соединены с входом первого регистра, первые выходы первого регистра соединены с соответствующими входами первых сумматоров, выходы.которых соединены с соответствующими входами первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен с первым входом втnporо сумматора, второй вход которого подключен к второму выходу первого переключателя, выход второго сумматора соединен с первым входом трет ьего переключателя, выход и второй вход третьего переключателя соединены соответственно с входом и первым выходом второго регистра, вторые выходы второго регистра соединены с соответствующими входами мажоритарных элементов, выходы которых соединены с соответствующими входа" ми второго коммутатора, второй выход перв-r o регистра соединен с входом второго переключателя, второй выход второго переключателя и выход второго коммутатора соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого является выходом устройства.

Недостатком этого устройства также является сложность, обусловленная наличием дополнительного кольцевого регистра, коммутаторов и мажоритарных элементов, сложность которых растет с ростом длины сообщений и для синхронной работы которых требуется сложный хронизатор.

Другим недостатком известного устройства является невозможность реализации этим устройством функции кодового разделения каналов. ! (елью изобретения является упрощение устройства и реализация функции кодового разделения каналов.

Нель достигается тем, что в устройство для кодирования и декодирования сообщений, солержащее регистры сдвига, сумматор и хронизатор, введены блок сумматоров, ключи и блок ключей, объединенные первые входы первого и второго ключей являются входом устройства, объединенные вь ходы первого, третьего и четвертого ключей соединены с первым входом пер

soro регистра, первый и вторые вы55

Блок 3 сумматоров (многовходовой сумматор по модулю два) служит для формирования проверочных элементов кода по информационным элементам и формирует на своем выходе единицу, если число единиц, поступающих на его входы, нечетно, или нуль, если число единиц четно.

16)744 ходы. которого соединены с соответствующими первыми и вторыми входами блока ключей, выходы блока ключей соединены с соответствующими входами блока сумматоров, выход которого соединен с первым входом пятого ключа выход которого соединен с первым входом сумматора, выход сумматора соединен с первыми входами шестого и седьмого ключей, выход шестого ключа соединен с первыми входами второго регистра, выходы второго регистра и седьмого ключа являются соответственно первым и вторым выхоi5 дами устройства, первый выход первого регистра соединен с первыми входами третьего и восьмого ключей, выход восьмого ключа соединен с первыми входами четвертого и девятого ключей и является третьим phlxQBoH устройства, объединенные выходы втарого и девятого ключей соединены с вторым входом сумматора, первые, 25 второй, третьи и четвертый выходы хронизатора соединены соответственно с вторыми входами соответствующих ключей, объединенными вторыми входами второго регистра, третьими входами блока ключей и вторым входом первого регистра .

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для кодирования и декодирования сообщений содержит ре35 гистр 1 сдвига, блок 2 ключей (задатчик кодов), блок 3 сумматоров по модулю два, хронизатор 4, сумматор

5 по модулю два, регистр 6 сдвига (счетчик) и ключи 7-15.

® Регистр 1 сдвига служит для записи и временного хранения сообщения.

С помощью ключа 7 регистр 1 превращается в кольцевой регистр сдвига.

Блок 2 ключей управляется хронизатором 4 и служит для статического задания кода, то есть для настройки устройства на определенный код и ре- ализации функции кодового разделения каналов.

1163744 ционными элементами кодограммы. По окончании вторых и тактов передача сообщения прекращается, и регистр 1 сдвига запоминает информационную часть кодограммы. При необходимости повторной передачи сообщения хронизатор 4 вновь выдает импульсы сдвига на регистр в течение 2и тактов.

Причем первые и тактов открыты клю" чи 9, 10, 11, 14, а вторые и тактов открыты ключи 7, 13, 14, В течение первых и тактов сообщение поступает с регистра 1 через ключи 9, 11 на вход сумматора 5 и далее с выхода сумматора через ключ 14 на выход устройства. Одновременно сообщение через ключ 10 вновь вводится в регистр 1, В течение вторых п,тактов устройство работает также, как было описано выше. После передачи сообщения хронизатор 4 обнуляет регистр подачей тактовых импульсов на его вход при закрытых ключах

9, 13. После обнуления регистра устройство готово к кодированию следующего сообщения.

В режиме декодирования выходом . устройства является выход ключа 9, в блоке 2 ключей установлен тот же код (аккорд), uro и у кодера на передающей стороне; ключи 10, 11, 14 не используются. В течение первых и тактов работы устройства информационные элементы кодогpRMMbl проходят через открытый ключ 8 и записываются в регистр 1 сдвига. В течение вторых п тактов открыты ключи

7, 9, 12, 13, 15. При этом проверочные элементы кодограммы проходят через ключ 12 на вход сумматора 5, где суммируются на каждом такте с формирующимися по принятым информационным элементам проверочными элементами, поступающими на другой вход сумматора с выхода блока 3 сумматоров через открытый ключ 13. Сумматор формирует на своем выходе за вторые и тактов синдром. Нулевой синдром свидетельствует о том, что в принятом сообщении ошибок нет. Единичные символы синдрома свидетельствуют об ошибках в принятом сообщении.

Единичные символы синдрома накапливаются в регистре 6 сдвига, продяи" гаясь вдоль него, поскольку сами еди" ницы синдрома являются тактами записи. Если число единиц в синдроме рав; но или больше разрядности регистра

Хронизатор 4 управляет работой (открывает и закрывает) ключей 7-25, обнуляет регистр 6 сдвига после декодирования сообщения, устанавливает ключи блока 2 ключей в положение, со. ответствующее выбранному коду, и подает тактовые импульсы на сдвиг сообщения в регистр 1 сдвига, Сумматор 5 по модулю два служит 1О для выделения синдромов обнаруживаемых комбинаций ошибок.

Регистр 6 сдвига является пороговым блоком и служит для подсчета единиц выделяемого синдрома, no- I5 ступающих на его вход от сумматора 5 через ключ 15. Объединенные входы ячеек регистра 6 являются сдвигающими тактовь ми входами.

Устройство работает .следующим об- 2О ра зом.

B режиме кодирования на блоке 2 ключей зада н ка кой-либо код (набран аккорд), сообщение подается на входы ключей 8, 12, хрониза тор 4 подает 25 тактовые импульсы на вход регистра

1 сдвига и открывает ключи 8, 12, 14 в течение первых п тактов. При

f. этом сообщение записывается через ключ 8 в регистр 1 и поступает через ключ 12 на вход сумматора 5, на дру-гой вход которого подается логический

"0" (пос кольку в первые Il Тактов ключ 13 закрыт) . С выхода сумматора

5 по модулю два сообщение проходит через открытый ключ 14 на выход устройства. В течение вторых п тактов открыты ключи 7, 13, 14 и дополнительно может быть открыт ключ 9, остальные ключи закрыты. Сообщение

40 по тактовым импульсам от хронизатора 4 продвигается по регистру 1, включенному через ключ 7 по кольцевой схеме, Продвигаясь по закольцованному регистру, элементы сообщения последовательно появляются на выходах регистра и через статически закоммутированные ключи блока 2 поступает на входы блока 3 сумматоров. С выхода блока 3 снимаются проверочные элементы кода в течение вторых и тактов, 50 которые поступают через открытый ключ 13 на вход сумматора 5, на другом входе которого действует "0", поскольку ключ 12 в это время закрыт.

С выхода сумматора проверочные эле" менты кодограммы поступают через открытый ключ 14 на выход устройства вслед за ра нее переда н ными информа-

3744

116

6, то в последнем разряде регистра

6 появляется единица, свидетельствую щая о том, что R принятом сообщении произошла неисправимая .ошибка. По этому сигналу получатель стирает принятое сообщение, Через 2п тактов ре" гистр 6 обнуляется по сигналу от хронизатора 4, регистр 1 обнуляется,. как было описано выше, и устройство готово к приему следующего сообщения, Разрядность регистра 6 определяется минимальным кодовым расстоянием в соответствии с максимальным правдоподобием, причем регистр может быть заменен двоичным счетчиком, сопряженным соответствующими разряда- ми с элементом И, а реализованный алгоритм коррекции по синдрому повышает достоверность и является оптимальным. Блок 3 сумматоров (многовходовой сумматор по модулю два) можно реализовать на схемах признания равнозначности с последующей инверсией на выходе послелней из схем. При включении дополнительного регистра сдвига между выходом ключа

14 и входами ключей 10, 11 устройство становится датчиком псевдо" случайных последовательностей.

Изобретение позволяет более простыми средствами осуществлять кодирование и деокдирование сообщений по сравнению с прототипом за счет коррекции ошибок по синдрому, а не мажоритарно. Устройство применимо для кодирования сообщений любой длины п любым систематическим циркулянтным 2п,п (аккордным) кодом из

2 -(и+2) кодов, а также. укороченныН

1л ми и удлиненными а ккордными кодами с любой скоростью передачи, причем именно среди этих кодов находятся наилучшие ансамбли из всех известных кодов, в том числе и квазисовершенные что позволяет адаптироФ ваться к различным каналам связи, характеру помех и пакетов ошибок, к любому источнику двоичных сообщений. Устройство позволяет произ"

2О водить дистанционную смену кода и осуществлять псевдослучайное кодирование, Устройство применимо в цифровом радиовещании, телевидении, телефонии, телеметрии с кодовым д разделением каналов, как датчик пнсевдослучайных чисеЛ и генератор периодических псевдослучайных. последовательностей любого периода и широкого спектра для локации. Устройство может быть использовано в режиме обнаружения ошибок без коррекции ..

1163744

Корректор A.06p aр ехред N.Èîðãåíòàë

Реда кт ор 0. Юр кова Заказ 231.4 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат."Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101