Кодек каскадного мажоритарного кода

 

КОДЕК КАСКАДНОГО МАЖОРИТАРНОГО КОДА, содержащий кодер первого внешнего кода, вход которого .является первым входом кс ека, а выход подключен к первому входу первого сумматора по модулю два, к второму входу которого и к первому входу канала связи подключен выход кодера второго внешнего кода, выход первого сумматора по модулю два подключен к второму входу канала связи, -первый выход которого подключен к первому входу блока памяти и к первому входу второго сумматора по модулю два, к второму входу которого подключен второй вы:Ход канала связи, выход второго сумматора по модулю два подключен к второму входу блока памяти и к входу блока коррекции ошибок первого внешнего кода, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого сумматоров по модулю два, к вторым входам которых подключены соответг ственно первый и второй выходы блока памяти, при этом выход третьего сумматора по модулю два является первым выходом кодека, а также декодер второго внешнего кода, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в канале с четырехпозиционной фазовой модуляцией, в кодек введены преобразователь абсолютного кода в относительный и последовательно соединенные счетчик ошибок и управляемый фазовращатель, а также преобразователь относительного кода (Л в абсолютный, выход которого является вторым выходом кодека, вторым входом которого является вход преобразователя абсолютного кода в относительный , выход которого подключен к входу кодера второго внешнего кода, при этом второй и третий входы управляемого фазовращателя соединены соот00 ветственно с вторым выходом блока ел dd памяти и выходом четвертого сумматора по модулю два, а первый и второй выходы управляемого фазовраща00 теля подключены к входам декодера второго внешнего кода, выход которого подключен к преобразователю относительного .кода в абсолютный.

СОЮЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц4 Н 03 M 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOf4Y СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3691094/24-09 (22) 16.01.84 (46) 15.10.85. Бюл. Р 38 (72) С.Л. Портной, Э.Э. Немировский и Д.P. Анкудинов (53) 621.394.14(088.8) (56) Коллесник В.Д., Иирончиков Е.П.

Декодирование циклических кодов.

И.: Связь, 1968.

Авторское свидетельство СССР

У 965000, кл. Н 04 L 1/10, 1981. (54) (57) КОДЕК КАСКАДНОГО МАЖОРИТАРНОГО КОДА, содержащий кодер первого внешнего кода, вход которого является первым входом ко ека, а выход подключен к первому входу первого сумматора по модулю два, к второму входу которого и к первому входу канала связи подключен выход кодера второго внешнего кода, выход первого сумматора по модулю два подключен к второму входу канала связи, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти и к первому входу второго сумматора по модулю два, к второму входу которого подключен второй выход канала связи, выход второго сумматора по модулю два подключен к второму входу блока памяти и к входу блока коррекции ошибок первого внешнего кода, выход которого подключен к

„„SU„„3185613 А первым входам третьего и четвертого сумматоров по модулю два, к вторым входам которых подключены соответ- . ственно первый и второй выходы блока . памяти, при этом выход третьего сумматора по модулю два является первым выходом кодека, а также декодер второго внешнего кода, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в канале с четырехпозиционной фазовой модуляцией, в кодек введены преобразователь абсолютного кода в относительный и последовательно соединенные счетчик ошибок и управляемый фазовращатель, а также ф преобразователь относительного кода в абсолютный, выход которого является вторым выходом кодека, вторым входом которого является вход преобразователя абсолютного кода в относитель- д ный, выход которого подключен к входу кодера второго внешнего кода, при ввел этом второй и третий входы управляе- вава мого фазовращателя соединены соот- (ф ветственно с вторым выходом блока д памяти и выходом четвертого сумма- ф тора по модулю два, а первый и второй выходы управляемого фазовращателя подключены к входам декодера второго внешнего кода, выход которого подключен к преобразователю относительного .кода в абсолютный.

1185613

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для помехоустойчивого кодирования и декодирования информации в каналах дискретных систем связи с четырехпоэиционной фазовой телеграфией (4ФТ) и неоднозначностью фазы сигнала четвертого горядка.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости в канале а четырехпозиционной фазовой модуляцией.

На фиг. 1 представлена структурная схема кодека каскадного мажоритарного кода, на фиг. 2 — структурная схема управляемого фаэовращателя, на фиг. 3 — диаграмма переходов при скачках фазы сигнала в канале.

Кодек каскадного мажоритарного кода содержит кодер 1 первого внешнего кода, преобразователь 2 абсолютного кода в относительный, кодер

3 второго внешнего кода, первый сумматор 4 по модулю два, канал 5 связи, блок 6 коррекции ошибок перво-о внешнего кода, второй сумматор 7 по модулю два, блок 8 памяти, третий и четвертый сумматоры 9 и 10 по моду. .пю два, счетчик 11 ошибок первого 30 внешнего кода, управляемый фаэовращатель 12, декодер 13 второго внешнего кода,, преобразователь 14 относительного кода в абсолютный, управляемый фазовращатель 12, содержащий первый и второй сумматоры 15 и 16 по модулю два, первый элемент НЕ 17, третий сумматор 18 по модулю два, второй элемент НЕ 19, первый и второй ключи 20 и 21. gQ

Кодек каскадного мажоритарного кода работает следующим образом.

На вход кодера 1 первого внешнего кода поступают К информацион1 ных символов, а с его выхода кодовое 41 слово длины 11 (14(y«) n«) ... "-(4))по9 ф 7 9 ф 9 ступает на первый вход первого сумматора 4, На вход преобразователя 2 абсолютного кода в относительный посту- у> пают К)9 информационных символов, Они преобразуются в выходную посдедовательность9 символы которой передаются в относительном коде. Далее они поступают на вход кодера 3 второго внешнего кода, с выхода которого кодовое слово второго внешнего кода y 2 (ó(1)9 у -)... yôíoñòónàåò на второй вход первого сумматора 4 по модулю два и на первый вход канала, на второй вход которого поступает с выхода первого сумматора 4 по модулю два результат сложения по модулю два слова первого внешнего кода и слова второго внешнего кода у ф у(. Здесь (1) (г) и далее символом (+) будем обозначать суммирование по модулю два. Находящийся в канале модулятор 4ФТ каждой паре символов -(." = 1-("9 ъ(2)и "= J 2

= y (() =1 р ) ставит в соответствие определенную фазу передаваемого сигнала, при этом он использует отображение кодом Грея (фиг. 3). Так паре символов "00" соответствует нулевая фаза перецаваемого сигнала, паре

"01" — + -, паре "11" — и 9 паре

"10" — минус - (-. Демодулятор 4ФТ

9 также находящиися в канале, выделяет из принятого сигнала кодовое слово

1(2)

)) л (Н

cC1 ) P= 1,4 поступающее на выходы канала. С первого выхода канала символы с(.; ()=1,)1) (1) поступают на первый вход второго сумматора 7, а с второго выхода канала символыо . = $ (j =l,n) поступают на

ЯЕ1 л(2) .) 2 второй вход сумматора 7 по модулю два и записываются в регистры блока 8 памяти. На выходе второго сумматора 7 по модулю два определяется слово первого внешнего кода " ; Ям,,j =1,n), л,) (1) 4 (2) которое записывается в регистры блока 8 памяти и поступает на вход блока 6 коррекции ошибок первого внешнего кода, содержащего формирователь синдрома и проверок, а также пороговые элементы.

На выходе этого блока формируются ошибки в слове первого внешнего кода л ), (=1,q) которые вместе с символами слова первого внешнего кода

j(!l (j =t,h)9 хранившимися в блоке 8

1 памяти, поступают на первый и второй входы третьего сумматора 9 по модулю два, на выходе которого, являющемся первым выходом кодека, получаются откорректированные символы слова первого внешнего кода у . = .(, 1 Я (".)(1= 19n).

) 1

Символы слова второго внешнего кода т . (=1,)1) с второго выхода блол (2) ка 8 памяти с ошибками в слове перл ) вого внешнего кода F "() = 1,)1), форми) руюшимися на выходе блока 6 коррекции ошибок первого внешнего кода, поступают на входы четвертого сумматора 10

1185613 по модулю два, выход которого соединен с первым входом управляемого фазовращателя 12, на второй вход которого с второго выхода блока 8 памяти поступает слово второго внешнего кода. Таким образом, на первом и втором входах управляемого фазовращателя 12 формируется слово л (г)

3 ) л (г) л ()

®(, )--1,п

На третий вход управляемого фазовращателя 12 подается либо символ "О", либо символ "1" с выхода счетчика 11 ошибок первого внешнего кода, на вход которого подаются ошибки с выхода блока 6 коррекции ошибок первого внешнего кода. Счетчик 11 ошибок представляет обычный двоично-десятич20 ный счетчик до"П (длина внешних кодов кодека), старший разряд счетчика является выходом. Для простоты будем считать n=2 (m- целое число). Таким образом, на выходе счетчика 11 появляется символ "О", если число ошибок, исправляемых первым внешним кодом, 1„ вЂ, и символ ",1" †.если г

Третий вход управляемого фазовра30 щателя 12 является управляющим. При поступлении на него символа "0" информационные символы без изменения поступают на выходы управляемого фазовращателя 12. !:ри поступлении на управляющий вход управляемого фазовращателя 12 символа "1" входные символы изменяются.

Если i-e символы входного слова совпадают, т.е. g(z1 уЯ+) 1", .то

1 1 на выходы фазовращателя поступают символы л (г) г) р ) у1

- 45

Если же -е символы входного слова не совпадают, т.е. . -. Q+ ). „ то л и (г) л() на выходы управляемого фазовращателя 12 поступают символы

Y.

1г)

50 (г) л 1,1)

Т 91.

И в том и в другом случаях это равносильно повороту фазы принимаемого сигнала на угол — . С выходов 55

2. управляемого фазовращателя 12 скорректированное соответствующим образом слово поступает на соответствующие входы декодера 13 второго внешнего кода, представляющего собой мажоритарный декодер ° С его выхода поступают исправленные символы слова второго внешнего кода и подаются на вход преобразователя 14 относительно кода в абсолютный.. С выхода преобразователя 14 относительного кода в абсолютный, являющегося вторым выходом кодека, поступают декодированные символы слова второго внешнего кода, сЛедующие в абсолютном коде.

Чтобы кодек устранял неоднозначность фазы четвертого порядка, первый и второй внешние коды должны удовлетворять определенным требованиям. Первый внешний код должен быть фазируем в канале с двухпозиционной фазовой телеграфией (2ФТ), а второй внешний код — прозрачным в таком канале.

Исследования показывают, что условие фазируемости для кодека мажоритар" ного кода сводится к тому, что в каждой ортогональной проверке относительно ошибки должно содержаться нечетное число символов, число ортогональных проверок должно быть нечетным, что соответствует четному реализуемому минимальному кодовому расстоянию,.а декодирование осуществляется без коррекции синдрома в случае исправления ошибки.

Условие прозрачности в канале с

2ФТ сводится только к наличию четного числа символов. в каждой проверке относительно ошибки.

Пусть внешние мажоритарные коды с параметрами (n, k,,d„) и (n, Кг, с12}, где n — длина кодов К и К вЂ” число

2 информационных символов первого и второго внешних кодов cf u cf — миние мальные хемминговы расстояния первого и второго внешних кодов, исправляют

d1-2 42-2 и 1 = г ошибок в канале

2 2 с 2ФТ. Тогда первый и второй внешние коды исправляют столько же ошибок в канале с 2ФТ и неоднозначностью фазы сигнала второго порядка.

В предлагаемом кодеке каскадного мажоритарного кода кодер первого внешнего кода остается без изменений, а с внешней стороны кодека второго внешнего кода поставлены преобразователь

2 на передаче и преобразователь 14 на приеме.

1185613

Если („ = 2, то декодер каскадного мажоритарного кода исправляет и менее ошибок в принятом слове.

Если в канале с 4ФТ перескока фазы не было, то рассматриваемый декодер функционирует аналогично декодеру прототипа. Это объясняется тем, что декодер первого внешнего кода исправляет не более 1„ ошибок. Для простоты считаем, что произошло, ошибок и слово

". ервого внешнего кода декодируется правильно î Так хак 1 < у то на вы ходе счетчика ошибок первого внешнего кода находится символ "П" и управляемый фазовращатель практически отключается. Декодер второго внешнего кода также исправляет т., = 212 ошибок, и правильная информация через преобразователь 14 относи ельного кода в абсолютной поступает на выход.

Предположим, что в канале произо7/ шел перескок фазы сигнала на угол

В этом случае вместо слова первого внешнего кода получена его инверсия

,за исключением ошибочных позиций), что соответствует перескоку фазы сигнала на угол в канале с 2ФТ. Так

25 как ходек первого внешнего кода фазируем, то слово первого внешнего кода З0 декодировано правильно, причем в нем довательно, на выходе декодера второго внешнего кода также получено инверсное слово (за исключением ошибоч- 40 ных позиций). Декодер второго внешнего кода фактически декодирует слово итеративного кода (2, 1,2) Д+ (п,К2, 2) с параметрами 2, 2, 2c(2). Код (2,1,2), состоящий из двух слов:

00 и 11, является прозрачным. Исходя из этого, итеративный код также прозрачен. Действительно, удваивается число проверок, но в каждой проверке остается четное число символов. Таким образом, декодируется инверсное информационное слово второго внешнего хода. На выходе пре50.исправле-ьо (r --1„ ) ошибок. Так как (t - 4 ) 7 †", то на выходе счетчика 11 ошибок первого внешнего кода находится 1, и управляемый фазовращатель 35 поворачивает все столбцы слова

Y второго внешнего кода еще на вЂ,;. Слеобразователя 14 относительно кода в абсолютный слово является правильным.

Пусть в канале произошел перескок фазы сигнала на угол Ti(2, До входа управляемого фазовращателя 12 декодер 13 работает аналогично случаю перескока фазы сигнала на Г/2 . Управляемый фазовращатель 12 фактически устраняет перескок фазы для второго внешнего кода и кодовое слово декодируется верно.

Предположим теперь, что в канале с 4ФТ произошел перескок фазы сигнала на угол . В этом случае слово первого внешнего кода остается без изменения и при числе ошибок не более „ декодировано правильно.

На выходе счетчика .11 ошибок находится "О", и управляемый фазовращатель 12 не производит поворота фазы сигнала. В этом случае слово второго внешнего кода инвертировано.

На выходе декодера 13 получается инверсное информационное слово второго внешнего кода, и на выходе преобразователя 14 слово является правильным, Таким образом, для первого внешнего кода канал с 4ФТ ничем не отличается от канала с 2ФТ, и декодер фаэируемого кода в таком канале осуществляет успешное декодирование.

Управляемый фазовращатель 12 делает для второго внешнего кода как бы канал с 2ФТ, и таким образом вто„Рой декодер также осуществляет правильное декодирование в случае 1„ или менее ошибок.

Структура кодека каскадного мажоритарного кода допускает внесение в него мягкого решения. Общая схема декодера при этом не изменяется, необходимо только получать из канала информацию о надежности принятых символов и соответствующим образом обрабатывать ее в декодере.

Таким образом, предлагаемый кодек каскадного мажоритарного кода обеспечивает высокую помехоустойчивость в канале с четырехпозициоиной фазовой модуляцией.

1185613 фьмоР

4ь8 2

Составитель С. Осмоловский

Техред С.Мигунова Корректор M. Максимишинец

Редактор Т. Митейко

Филиал IIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6438/59 Тираж 871 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5