Устройство для приема дискретной информации, закодированной корректирующим кодом

 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в системах передачи дискретной информации, использующих избыточный код для обнаружения и частичного исправления ошибок при работе на каналах связи низкого качества. Целью изобретения является повышение достоверности приема при наличии пакетов ошибок. Устройство для приема дискретной информации, закодированной корректирующим кодом, содержит накопитель 1, декодирующий блок 2, блок 3 управления, обнаружитель 4 зависимых ошибок, счетчик 5 импульсов, накопитель 6, блок 7 памяти, блок 8 суммирования, формирователь 9 сигнала "Состояние канала связи", блок 10 определения коэффициента искажения входного сигнала, датчик 11 кода, блок 12 определения коэффициента корреляции, счетчик 13 импульсов, регистры 14-16 сдвига. В устройстве для приема дискретной информации, закодированной корректирующим кодом, входной сигнал декодируется в декодирующем блоке 2, который представляет собой декодер циклического кода, исправляющий ошибки малой кратности и обнаруживающий ошибки более высокой кратности. В процессе приема информации осуществляется текущий контроль состояния канала связи и анализ характера группирования искаженных кодовых комбинаций на основе оценки коэффициентов искажения и корреляции. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 Н 03 Y. 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4385636/24-09 (22) 29.62.88 (46). 30.09,90, Вюл. Р» 36 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) А.Н. Гаврилов,, С.В. Егоров, В.Н. Карпов и A.Í, ылькин (53) 621.394.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 680189, кл. Н 04 Т. 1/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 1172021, кл. Н 03 М 13/00. 1984.

8 д

2 (54) УСтРОРСТВО ДЛЯ ЛРИЕМА ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМА1ЩИ, ЗАКОДИРОВАННОЙ КОРРЕКТИРУНЧЧИМ КОДОМ (57) Изобретение относится к электро связи и может быть использовано в системах передачи дискретной информации, используиших избыточный код для, обнаружения и частичного исправления ошибок при работе на каналах связи низкого качества. !(елью изобретения является повышение достоверности

1596464 приема при наличии пакетов ошибок, Устройство для приема дискретной информации, закодированной корректирующим кодом, содержит накопитель 1, декодирующий блок 2, блок 3 управле5 ния, обнаружитель 4 зависимых ошибок, счетчик 5 импульсов, накопитель 6, блок 7 памяти, блок 8 суммирования, формирователь 9 сигнала "Состояние канала связи", блок 10 определения коэффициента искажения входного сигнала, датчик 11 кода, блок 12 определения коэффициента корреляции, сч тчик 13 импульсов, регистры 14-16

Изобретение относишся к электросвязи и может быть использовано в системах передачи дискретной информации, использующих избытОчнОй код для обнаружения и частичного исправ- 25 пения ошибок при работе на каналах связи низкого качества.

Целью изобретения является повы- шение достоверности приема при наличии пакетов ошибок, 30

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для приема дискретной информации, закоди- . рованной корректирующим кодом; на фиг. 2 - структурная электрическая схема блока управления; на фиг. 3 структурные электрические сьемы второго накопителя и блока памяти; на фиг, 4 — структурная электрическая схема декодирующего блока.

Устройство для приема дискретной информации, закодированной корректирующим кодом содержит первый накопитель 1, декодирующий блок 2, блок управления 3, обнаружитель 4 зависимых ошибок, первый счетчик 5 импульсов, второй накопитель 6, блок памяти 7, блок суммирования 8. формирователь 9 сигнала Состояние канала связи блок определения коэ4нЬициента искажения 10 входного сигнала, датчик кода

11, блок определения коэффициецта корреляции 12, второй счетчик 13 импульсов, первый регистр 14 сдвига, второй регистр 15 сдвига, третий ре55 гистр 16 сдвига.

Обнаружитель 4 зависимых ошибок содержит блок задержки 17 и элемент

И 18. сдвига. В устройстве для приема дискретной информации, закодированной корректирующим кодом, входной сигнал декодируется в декодирующем блоке 2, который представляет собой декодер циклического кода, исправляющий ошибки малой кратности и обйаруживающий ошибки более высокой кратности. В процессе приема информации осуществляется текущий контроль состояния канала связи и анализ характера группирования искаженных кодовых комбинаций на основе оценки коэффициентов искажения и корреляции. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. формирователь сигнала "Состояние канала связи" содержит блок оценки 1I9 коэффициента корреляции, блок сравнения 20 °

Блок управления 3 содержит генератор 21 тактовых импульсов, формирователь 22 управляющих сигналов, регистр

23 сдвига, первый дешифратор 24, первый RS-триггер 25, второй счетчик 26 импульсов, третий дешифратор 2?, третий КЯ-триггер 28, первый, второй и, третий элементы И 29-31, второй

RS-триггер 32, первый счетчик 33 импульсов, второй дешифратор 34.

Второй накопитель 6 содержит элемент И 35, элементы ИЛИ 36, 37 и регистр 38 сдвига.

Блок памяти 7 содержит синхронный распределитель 39, блок регистров 40 и стартстопный распределитель 41, Декодирующий блок 2 содержит эле» мент И 42 и 43, генератор синдрома

44, элемент ИЛИ 45, счетный триггер

46, элемент ИЛИ 47, элементы И 48 и

49, элемент ИЛИ 50, RS-триггеры 51 и 52, элемент ИЛИ 53, элементы И 54, и 55, генератор синдрома 56.

Устройство для приема дискретной информации, закодированной корректирующим кодом, работает следующим образом.

На информационный вход накопителя (фиг. 1), запись в который осуществляется управляющими импульсами VI от блока управления 3, непрерывно поэлементно поступает последовательность кодовых комбинаций с одновременным декодированием в декодирующий блок 2, который представляет собой пульсов счетчиком ЗЗ, препваритель45 но установленным в "0", и дешифрация его состояния. Дешифратор 34 дешифрирует С-ый импульс, сбрасывает счетчик 35, второй RS-триггер 32 и запирает второй элемент И 30, запрещая

50 формирование сигнала У7.

Объем серии импульсов С можно оп55

5 159 декодер циклического кода, исправля-1 ющий ошибки малой кратности и обнаруживающий ошибки более высокой кратности.

Декодирующий блок 2 (фиг, 4) состоит из двух идентичных декодеров, работающих поочередно: первая кодовая комбинация обрабатывается первым декодером: вторая — вторым, третья— первым и т.д. Это обуславливается тем, что на обработку одной кодовой

\ комбинации требуется время, равное двойной длительности кодовой комбинации. При этом пока один из декодеров производит коррекцию кодовой комбинации и ее передачу в выходной накопитель (потребителю), другой осуществляет прием следующей кодовой комбинации для ее последующего декодирования. Сигналы от декодирующего блока 2 поступают в регистр 23 блока управления 3 (фиг. 2), предварительно установленный в "0" тактирующим сигналом У2. Информационные выходы регистра 23 подключены к первому дешифратору 24, который в случае равенства всех признаков "О" устанавливает первый триггер 25 в "0" сигналы с которого в этот момент запрещают запись в блок памяти 7 (сигнал У5) и разрешают запись во второй накопитель 6 (сигнал У4). В случае приема комбинации с неисправляемой ошибкой признак "1" записывается в регистр

23 сигналом У2 и одновременно устанавливает первый КЯ-триггер 25 в "1", что позволяет сформировать сигнал У4 рауа блокировки второго накопителя 6, анализирует состояние регистра 23 и если все признаки станут равными

"О"„ первый дешифратор 24 устанавливает первый RS-триггер 25 в "О", в результате завершается блокировка второго накопителя 6 (сброс сигнала

У1) и завершается запись в блок памя ти 7 (сигнал У5) и до момента записи первого разряда очередной комбинации во второй накопитель 6 прои.".аодится считывание комбинаций из блока памяти 7 во второй накопитель 6.

С началом блокировки элементы правильно принятых комбинаций записываются в блок памяти 7, а их признакив регистр 23 ("1" — прием с неисправляемой ошибкой, "О" — прием без ошибок). Синхронно с приемом комбинаций производится сдвиг признаков импульсами У2 в регистре 23, :. в слу10

40 чае правильного повторного приема вместо "1™ (при условии, что перво- начально имел место искаженный прием) записывается "О" с одновременной записью принятой комбинации в блок памяти 7.

В случае правильного повторного приема первый RS-триггер 25 сбрасывается деиифратором 24 в "0", прекращая блокировку второго накопителя 6 и запись в блок памяти 7, Одновременно с выходя первого элемента И 29 (открыт сигналом первого RS-триггера 25) формируется сигнал У6 для запуска стяртстопного распределителя

41 второго някопителя 6 (фиг.З).

При отсутствии сигнала У4 элемент

И35 второго накопителя 6.(фиг.3) открыт и сигнал управления У1 через элемент ИЛИ 36 разрешает запись элементов кодовых комбинаций чере элементы ИЛИ 37 в регистр 38 для выдачи из потребителю (сигнал У1 управляет сдвигом в регистре 38). В случае блокировки сигнал 74 закрывает элемент И 35 и устанавливает регистр 38 в "0" (стирая тем самым записанную ранее комбинацию). Запись в регистр

38 в этом случае не производится.

Окончание блокировки сопровождается установкой первого RS-триггера 25 в "О" и второго ЕЯ-триггера 32 в "1", что позволяет cAopMHpoBRTh серию импульсов с выхода второго элемента

И 30 для перезаписи элементов комбинации из блока регистров 40 через стартстопный распределитель 41 в регистр 38. Управление регистром 38 осуществляется в этом случае сигналом У7, формируемым с третьего выхода формирователя 22. Одновременно производится подсчет числа этих имределить, кяк С = n(h-1),где h — длина блокировки, n — длина кодовой комбинации, таким образом, с третьего выхода формирователя 22 Аормируется сигнал с периодом повторения

t (< q разряда, а с выходя второго элемента И 30 — серия импульсов, количество которых достаточно для пе1596464 реэаггиси всех элементов KopoBblx комбггнаций длины из блока регистров 40, l число которых равно h-1.

Зя время, значительно меньшее перисггя повторения сигнала У2, старт5 стопггьй распределитель 41 производит опрос регистров блока регистров 40 и выдачу из них информации в регистр

38 гго иоментя записи первого разряда очередной комбинации иэ сумматора 8, В процессе приема информации осущестггггяется текущий контроль состоя- ния канала связи (подсчет числа ком15 бинаций с обнаруженными ошибками— первым с гетчиком 5 и числа смежньгх комбинаций с обнаруженными ошибками второй счет гик 13) и анализ характера группирования искаженных кодовых комбинаций на основе оценки коэффи20 циентов искажения и корреляции.

При обнаружении ошибок в принятой комбинации (исправляемых и неисправляемь1х) сигнал с выходя декодирующе- 25 го блока 2 поступает в первом счетчике 5 на суммирующий вход (для подсчета комбинаций с обняруживаемыми ошибками), в регистр 14, тактируемьпг сигналом У2 с блока управления 3, и через обнаружитель 4 — во второй счетчик 13 на суммирующий вход (для подсчета смежных комбинаций с обнаруженными ошибками) и в регистр 15 тактируемый сигналом У2.

С выхода сигнала "Ненулевой синдpnM" декодирующего блока 2 формируется сигнал "Нейулевой синдром" в виде "1". если прием с обнаруженными исправляемыми ошибками, и "0" — в противном случае (беэ оппгбок), Этот поток "0" и "1" поступает на суммирующие входы первого счетчика 5 (непо средственно) и второго счетчика 13 (через обнаружитель 4), а также на информационные входы первого и второго регистров 14 и 15, тактируемых сигналом У2 с блока управления 3, В первом счетчике 5 формируется код К числа искаженных кодовых комбинаций, во втором счетчике 13 — код 1 1 числа искаженных смежных кодовых комбинаций, которые подсчитываются на дли-. не N объема контролируемой выборки, В первый регистр 14 последовательно записывается поток признаков ошибочных и безошибочных кодовых комбинаций ("0" — правильный прием, "1"— искаженный прием), т.е. статистика потока ошибок в канале, а во второй регистр 15 — поток признаков смежных ошибочных и безошибочных комбинаций, формируемых анализатором зависимых ошибок 4, В устройстве для приема дискретной информации, закодированной корректируюдим кодом, организация непрерывного (без сброса) контроля осуществляется следующим образом.

До момента приема N кодовых комбинаций производится контроль состояния канала связи на объеме контролируемой выборки N после приема (N+1)-й комбинации информация полностью не сбрасывается, однако из значения кода, сформированного на длине контролируемой выборки,М; производится вычитание значения признака приема 1-й кодовой комбинации и одновременно прибавление значения признака приема (Г1+1)-й комбинации и т.д, Этя процедура повторяется с получением каждого очередного признака, формируемого в результате обработки текущей кодовой комбинации декодирующим блоком 2.

Таким образом, анализ результатов контроля, осуществлеHEIblH на объеме контролируемой выборки, производится на каждом такте, т.е. после приема каждой кодовой комбинации, Для реализации отмеченного принци.па контроля выходы последних разрядов первого и второго регистров 14 и 15 подклгзчены к вычитяющим входам первого и второго счетчиков 5 и 13, что позволяет на каясггый такт гтриема кодовой комбинации произвести сброс информации о реэупьтате приема i-й комбинации путем вычитания значения признака приема i-й комбинации из значения кода, накопленного на объеме Г1, (коды К и К1) и ввод информации о результатах приема (И+1)-й текущей кодовой комбинации путем сложения значения признака приема (И+ )-й комбинации со значением кода, накопленного ня объеме N, без сброса всех ранее накопленных признаков.

Значения кодов К и К1, полученные, на объеме контролируемой выборки N, позволяют получить оценку характера группирования искаженных комбинаций следующим образом.

Блок определения коэффициента искажения 10 производит деление эначе1596464 ния кода К на значение кода N что позволяет оценить коэффициент искажения кодовых комбинаций в канале л

P = К/N. Аналогично блок определения коэффициента корреляции 12 про5 изводит деление значения кода К1 на значение кода К, что позволяет получить коэффициент корреляции Р и К /К. В дальнейшем осуществляется 10

f анализ состояния канала на наличие ..в нем зависимого характера искажения ко овых комбинаций с помощью формирователя 9, в котором блок оценки

19 производит оценку отношений двух коэффициентов: коэффициента корреляции и коэффициента искажения

- 9„/P,.

В случае независимого характера искажений кодовых комбинаций коррел ляции Р стремится к Р, тогда отношение у <1, а для завйсимого характера искажений кодовых комбина,,ций коэффициент, корреляции P„ ) P тогда отношение g)4 На основе анализа отношения у принимается решение о характере группирования ошибок в канале и целесообразности применения различных режимов декодирования корректирующим кодом. При этом, чем у больше 1, тем сильнее зависимый характер группирования ошибок и целесообразнее в этом случае отказываться от. исправления. В противном случае у < 1, т.е. при независи- мом характере группирования целесооб- 35 разен режим частичного исправления, что обеспечивает при заданной достоверности увеличение пропускной.способности устройства для приема дискретной информации, закодированной корректирующим кодом за счет снижения числа перепросов искаженных кодовьж комбинаций., Если у < 1, то блок сравнения 20 формирует сигнал "1" ("0" — в противном случае), который подается на информационный вход третьего регистра 16, управление которым осуществля. ется сигналом УЗ с блока управления 3, который разрешает запись результатов сравнения кодов и в течение периода, рнвного длительности кодовой .комбинации (пока производится вычитанис значения признака приема i-й комбинации и суммирование значения призна- 55 ка приема (N+i)-й комбинации и определение ), хранит результат у.

3а это время производится вычисление значения следующей текущей оценки g, которая запоминается (после сравне- . ния третьим регистром 16, тактируемым сигналом УЗ, который позволяет запомнить текущее значение сигнала ("О" или "1") из формирователя 9 и произвести соответствующее переключение режима декодирования в декодирующем блоке 2, Сигнал "1" с выхода третьего регистра 16 задает режим частичного исправления ошибок путем открывания элемента И 48 декодирующего блока 2 (фиг. 4), что позволяет производить исправление кодовой комбинации на блоке суммирования 8, если имел место прием с исправляемой ошибкой..

В случае наличия пакетов ошибок сигнал "О" с третьего регистра 16 закрывает элемент И 48. запрещая исправление комбинаций на блоке суммирования.

Если в этот момент имеет место прием с исправляемой ошибкой, то с выходов декодирующего блока 2 формируются сигналы "Ненулевой синдром" (сигнал

"1" — с выхода элемента ИЛИ 53) и

"Невозможность исправления" (сигнал

"О" с выхода ИЛИ 50), т.е. декодирующий блок 2 способен исправить ошибку. Однако Третий регистр 16 запрещает исправление ошибки (сигнал "О"), следовательно кодовая комбинация в этом случае исправляться не должна, декопирующий блок 2 должен Формировать признак "1" как сигнал о невозможности исправления ошибки (в связи с работой в режиме обнаружения ошибок). Этот сигнал формируется элементом И 49 открытым сигналам "1" с выхода KlH 53 (ненулевой синдром) с сигналом "О" с выхода третьего регистра 16 (режим обнаружения ошибок), поступающим на инверсный вход. Таким образом, осуществляется отказ от коррекции исправляемой ошибки и зались признака "1" (неисправляемая ошибка) в регистр 23 для блокировки второго накопителя 6 блоком управления 3, Ъормула изобретения

1, Устройство для приема дискретной информации, закодированной корректирующим кодом, содержащее последовательно соединеннь|е первый накопитель, блок суммирования, блок памяти и второй накопитель, второй инАормацион1596464

12 ный вход которого подключен к выходу блока суммирования, последовательно соединенные декодирующий блок, и блок управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к управляющим входам блока суммирования и блока памяти, последовательно соединенные датчик кода, блок определения коэффициента искажения входного сигнала и формирователь сигнала "Cocтояни:-. канала связи последовательно соединенные первый счетчик импульсов и блок определения коэффициента корреляции, выходы кото.рого подсоединены к вторым входам Формирователя сигнала Состояние канала связи", последовательно соединенные обнаружитель зависимых .ошибок и второй счетчик импульсов, выходы которого подсоединены к соответствующим вторым входам блока определения коэффициента корреляции, вторые входы блока определения коэффициента искажения входного сигнала подключены к соответствующим выходам первого счетчика импульсов, второй информационный вход блока суммирования подключен к выходу сигнала "Исправляемая ошибка" декодирующего блока, выход сигнала "Ненулевой синдром" которого годсоединен к Ь объединенным суммирующему входу первого счетчика импульсов и входу обнаружителя зависимых ошибок, а третий выход блошка управления подсоединен к управляющему входу второго накопителя, причем выход второго накопителя является выходом устройства, отличающееся тем, что, .с цепью повышения достоверности приема при наличии пакетов ошибок, введены первый, второй и третий регистры сдвига, при этом информационные входы первого, второго и третьего его регистров сдвига подключены соответственно к выходу сигнала "Ненулевой синдром" декоди ующего блока и выходам обнаружителя зависимых ошибок„и формирователя сигнала "Состояние канала связи", объединенные тактовые входы декодирующего блока, первого и второго регистров, сдвига и тактовый вход третьего регистра сдвига подключены соответственно к второ му и первому дополнительным выходам блока управления, выходы первого и второго регистров сдвига подсоединены соответственно к вычитающим входам

15

30

45 та И, тРетий выход Формирователя управляющих сигналов подсоединен к

55 сдвига и синхронизирующий вход генератора тактовых импульсов являются соответственно первым и вторым вхо5

35 первого и второго счетчиков импульсов, выход третьеrn peгистра сдвига подсоединен к управляющему входу декодирующего блока, дополнительный тактовый вход которого, объединен:-.— ный с тактовыми входами первого и второго накопителей и блока памяти, подключены к первому выходу блока управления, второй, третий и четвертый дополнительные выходы которого подсоединены соответственно к второму и третьему управляющим входам блока памяти и второму управляющему входу второго накопителя, причем объединенные информационные входы первого накопителя и декодирующего блока и второй вход и пятый дополнительный выход блока управления являются соответственно информационным и синхронизирующим входами и дополнительным выходом устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, Формирователь управляющих сигналов, регистр сдвига, первый дешифратор, первый RS-триггер, первый элемент И, второй RS-триггер, второй элемент И, первый счетчик импульсов и второй дешифратор, выход которого подсоединен к R-входу второго RS-триггера и сбросовому входу первого счетчика импульсов, последовательно соединенные второй счетчик импульсов, третий дешифратор, третий RS-триггер и третий элемент И, второй вход которого объеди"ен с тактовым входом второго счетчика и подключен к первому выходу формирователя управляющих сигналов, второй вход которого подсоединен к второму входу первого элеменвторому входу второго элемента И, объединенные входы "Установка О" первого и второго счетчиков импульсов и регистра сдвига через ключ подключены к положительному выводу источника электропитания, а информационный вход регистра сдвига подклю-. чен к S-входу первого RS-триггера, причем информационный вход регистра дами блока управления, а первый и

13!

4 второй выходы формирователя управляющих сигналов, прямой выход первого

RS-триггера, выход третьего элемента И, инверсный выход первого RS-триггера и выходы первого и второго элементов И являются соответственно пер-. вым, вторым и третьим выходами блока управления, первым, вторым, третьим и четвертым дополнительными выходами блока управления, 159б464

Фиг.

Составитель В. Орлов

Техред М,Ходанич

Редактор Н, Горват

Корректор Л, Пилипенко

Заказ 2917 Тираж бб2 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ С"CP

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

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