Устройство для приема избыточной информации

 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в системах передачи информации, в которых для передачи информации используются циклические коды. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости . Устройство содержит приемник 1, пороговые блоки 2, 4, блок 3 вычитания , генератор импульсов 5, элемент И б, регистры памяти 8,9, блок сумматоров 10, группы элементов И 11,12, элемент ИЛИ 13, элемент НЕ 14. Повышение помехоустойчивости за счет оценки качества принятых символов и дальнейшего использования этой информации в виде сигналов стирания при декодировании в целом, при условии того, что можно осуществить d - 1 стирание символов в кодовой комбинации, и при сравнении их с эталонными комбинациями принимаемого кода различие будет хотя бы в одном разряде. 1 ил. /J I

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (я)л G 08 С 19/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ЕДОМ СТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758126/24 (22) 13.11.89 (46) 07.01.93. Бюл. ¹ 1 (72) А.А.Кузнецов, И,В.Забавин, И,А.Дроздов и A,Н.Пашнев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 824263, кл, G 08 С 19/28, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ИЗБЫТОЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в системах передачи информации, в которых для передачи информации используются циклические коды. Цель изобретения — повышение поме„„!Ы„„1786498 А1

2 хоустойчивости; Устройство содержит приемник 1, пороговые блоки 2, 4, блок 3 вычитания, генератор импульсов 5, элемент И 6, регистры памяти 8,9, блок сумматоров 10, группы элементов И 11, 12, элемент ИЛИ 13, элемент НЕ 14. Повышение помехоустойчивости за счет оценки качества принятых символов и дальнейшего использования этой информации в виде сигналов стирания при декодировании в целом, при условии того, что можно осуществить d - 1 стирание символов в кодовой комбинации, и при сравнении их с эталонными комбинациями принимаемого кода различие будет хотя бы в одном разряде. 1 ил, 3

1786498

Изобретение относится к электросвязи и может быть исйользовано в системах пера памяти, выходы которого соединены со вторыми входами блока сумматоров по модулю два и с первыми входами второй схемы редачи дискретной информации, в которых разрешения соответственно, выходы блока сумматоров по модулю два подключены к первым входам первой схемы разрешения, выходы первой схемы разрешения, соединены с первыми входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом элемента И и с входом элемента НЕ, выход

10 щее приемник, пороговый селектор, вторую решающую схему (блок декодирования), " которого соединен с вторым входом схемы блок сравнения мер похожести. Недостатразрешения, выходы второй схемы разрешения являются выходами устройства.

Перечисленные выше элементы, ввеком устройства является низкая помехоустойчивость.

Наиболее близким к предлагаемому по денные в устройство, и соответствующие им технической сущности является устройство связи являются новыми и существенными для приема избыточной информации (см; авт,св. СССР N. 824263 по кл, 6 08 С 19/28, 1981, БИ N 15), содержащее приемник, перпризнаками предлагаемого устройства.

Сущность заявляемого изобретения состоит в повышении помехоустойчивости за

20 вый, второй, третий пороговые селекторы, счет оценки качества принятых символов и блоки буферной памяти, блоки регистров дальнейшего использования этой информации в виде сигналов стирания при декодировании в целом, при условии того, что можно осуществить d-1 стирание символом кода различие будет хотя бы в одном разряде. явлению технических свойств в новой совокупности, а предлагаемое устройство не имеет сходных технических решений в мального отождествления в целом кодовых комбинаций.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее приемник. первый технике и науке, то заявляемого устройство соответствует критерию "Существенные отличия

35 пороговый селектор, блок вычитания, блок

Вследствие того, что отождествление в регистрации памяти, вход которого подклю- целом является оптимальным при приеме чен к выходу йервого порогового селектора," сигналов, то возможность достижения полои второму входу блока вычитания, первый

40 жительного эффекта подтверждается тем, вход блока вычитания подключен к входу . что, используя огождествление сигналов в первого порогбвого селектора и подключен целом, данное устройство можно использок выходу приемйика, вход которого являет - . вать в каналах с меньшим соотношением ся входом устройства, введены генератор " сигнал-шум, по сравнению с прототипом, импульсов, элемент И, второй, третий регистры памяти, блок сумматоров по модулю лагаемого устройства.

Устройство содержит приемник 1, пердва; вторая, первая схема разрешения, элемент ИЛИ, элемент НЕ и второй пороговый вый пороговый блок 2, блок вычитания 3, второй пороговый блок 4, генератор импульселектор, вход которого соединен с выходом блока вычйтания, выход второго riopo: 50 сов 5, элемент 3 запрета, первый, второй, гового селектора подключен к входу записи информации третьего регистра памяти, вы- третий блоки регистров памяти 7, 8,.9, блок ходы третьего регистра памяти соединены Сумматоров 10, первую и вторую группы со вторыми входами первой схемы разрешения, выходы блока первого регистра паУстройство работает следующим образом.

На вход приемника 1 поступает сложмяти соединены соответственно с первыми входами блока сумматоров по модулю два, выход генератора подключен к первому вхоный избыточный сигнал. На выходе приемника 1 появляется (последовательно) ду элемента И, выход которого подключен к тактовому входу второго кольцевого регистдля передачи информации используются циклические коды.

Известно устройство (Бородин Л.Ф.

Введение в теорию помехоустойчивого кодирования. М., Советское радио, 1968 r., с.

271) приема избыточных сигналов, содержапамяти; сумматор, блок вычитания, усилитель и блок управления выдачей информации.

Недостатком устройства-прототипа я вляется низкая помехоустойчивость, вслед ствие неоптимального декодирования избыточной информации в решающем бло. ке, которое вызвано неоднозначной идентификацией символов кодовой комбинации.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства 3а счет опти25 в кодовой комбинации и при сравнении ихcэталонными комбинациями принимаемого

Так как результат, обусловленный новы30 ми признаками, достигается благодаря про45 при одинаковой длине кода. . На чертеже представлена схема предэлементов И 11, 12, элемент ИЛИ 13, эле55 мент НЕ 14.

1786498 совокупность аналоговых сигналов, соответствующих элементам входного сигнала, каждый аналоговый сигнал подается на вход порогового селектора 2. Если величина аналогового сигнала меньше установленно го порогового значения, то на выходе появится значение "О", если больше, то на выходе появится "1", Таким образом, аналоговый сигнал преобразуется в двоичный, В блоке вычитания 3 иэ величины двоичного сигнала вычитают величину соответствующего аналогового сигнала. С выхода порогового селектора 2 двоичная последовательность записывается в блок 7 регистра памяти. Записанная двоичная последовательность в блоке 7 регистра памяти соответствует посимвольному приему. С выхода блока вычитания 3 разностный сигнал поступает на вход второго порогового селектора 4, порог которого устанавливается с учетом обеспечения оптимальной помехоустойчивости. Известно, что при амплитудной телеграфии оптимальный порог первого порогового селектора выбирается равным

0пор.опт. = 0,5 Umc где 0пор.опт. устанавливаемый порог напряжения;

U — напряжение сигнала на входе приемника. ,На выходе блока вычитания появляется величина напряжения, связанная с входным и выходным напряжением первого порогового селектора

0вх.сел.1 0вых.сел.1 = 0вых.выч., где 0вх.сел.1.0вых.сел.1 входное и выходное напряжение селектора, поступающее на входы блока вычитания.

Значение величины выходного напряжения с блока вычитания может иметь величину в интервале (О; 0,5 0вых.сел.1), где Π— соответствует наилучшему качеству символа;

0,50вых.сел.1 — соответствует максимал ьной неопределенности значения символа.

Следовательно, порог второго порогового селектора выбирается с учетом вводимой зоны стирания символа, значение величины которой определяется необходимой помехоустойчивостью. Если

0пор,сел.2 < 0вх.сел.2, ТО На ВЫХОДЕ BTOPOI 0 порогового селектора появляется напряжение, соответствующее логическому "О" для третьего регистра памяти 9 и наоборот.

С выхода порогового селектора 4 двоичная последовательность записывается в блок 9 регистра памяти, В блоке 8 кольцевого регистра памяти записана опорная кодовая комбинация кода (7, 8)

5 у =(1;О;1: i;1;0;0}

Пусть на вход первого порогового селектора 2 поступила последовательность сигналов

10 х (О; 041; 053; 041; 1; 1; О}

Пороговый уровень первого порогового селектора 2 равен 0,5 величины, На выходе

15 его появится последовательность

Х=(0;О;1;1;1;О}

Ошибками поражены три символа кодо20 вой комбинации. Эта последовательность запишется в блок 7 регистра памяти.

С выхода блока вычитания 3 поступят разностные сигналы

Ь = (О; 0,41; 0,47; 0,41; О; 0; О}, 25 которые поступят затем на вход второго порогового селектора 4, порог которого установлен 0,4. На его выходе появится двоичная последовательность .

30 b = (1; 0; 0; 0; 1; 1; 1}

Значение "О" выходной последовательности свидетельствует о недостоверности принятого символа, Полученная таким обра35 зом последовательность параллельно информационной последовательности Х запишется в блок 9 регистра памяти.

С выходов первого и второго блоков 7, 8 регистров памяти логические сигналы, со40 ответствующие опорной и принятой кодовой комбинации, поступают на вход блока

10, на выходе которого появятся логические сигналы

45 с =(1;О;О;1;О;1;О}, которые поступят на входы элемента 13

ИЛИ, на выходе которого появится логическая "1". Пройдя через элемент НЕ 14, она

50 запретит поступление кодовой комбинации с выходов второго блока 8 кольцевого регистра памяти на выход устройства через вторую группу 12 элементов И.

Логическая "1" с выхода элемента 13

55 ИЛИ поступит на второй вход элемента 6, разрешая прохождение импульсов с генератора импульсом 5 на тактовый вход второго блока 8 кольцевого регистра памяти, в котором произойдет циклический сдвиг информации, которая примет вид

1786498 у =(О:1;0;1;1;1;О) с ={О:1;1;1;0;0;О}

p = (0; 0; 0; 0; 0; 0), P =20710

Рз=3 f(V)dV .

0н

Е 02

No Ощ

10=201g 0

0ш

Сигналы с выходов первого и второго блоков 8, 7 регистров памяти поступят на входы блока 10 сумматоров по модулю два, нэ выходах которого появятся сигналы поступающие нэ первые входы первой группы 11 элементов И, на вторые входы которой поступают сигналы В с выхода третьего блока 9 регистра памяти. На вход элемента

13 ИЛИ поступают сигналы на выходе элемента 13 ИЛИ будет присутствовать "0", разрешающий выдачу кодовой комбинации на выход устройства и 3aripeщающий дополнительные сдвиги в блоке 8 кольцевого регистра памяти, Таким образом, данный алгоритм приема позволяет оптимально декодировать избыточную информацию с наличием стираний.

Технические преимущества заявляемого изобретения по сравнению с устройством-прототипом состоят в повышении помехоустойчивости устройства за счет оптимального отождествления в целом кодовых комбинаций, которая достигнута благодаря введению в устройство генератора импульсов, элемента И, второго и третьего регистра памяти, блока сумматоров по модулю два, первой и второй схемы разрешения, элемента ИЛИ, элемента НЕ и второго порогового селектора.

Основываясь на теореме Финка (1), можно показать, что вероятность ошибочного декодйрования зашумленного сложного сигнала при использовании данного способа приема меньше, чем при посимвольном методе приема с исправлением максимально возможного числа ошибок.

Рассмотрим пример и покажем, что для . кода (63, 57) у и рототипэ вероятность ошибки, характеризующая помехоустойчивость, равна P = 2,07 10 . Эта вероятность определяется по формуле п

P=mg CI, Фок (1 — Рок)"

) =<+1 где п — длина кодовой комбинации: с — исправляющая способность кода;

Рок — вероятность ошибки в каналах с амплитудой модуляцией;

m — математическое ожидание ошибочных информационных символов. где К вЂ” число информационных символов;

Pj — вероятность того, что произойдет ошибка кратности J на длине блока и, Р = С1 P «(1 — Рок ) "

Заданная соотношением сигнал-шум

Ec/No = 10 дБ. Тогда.Ро.ê. = 7,5 10

20 и вероятность, характеризующая помехоустойчивость равна

Для предлагаемого метода приема вероятность ошибки. характеризующая помехоустойчивость, определяется следующим образом (3);

Р(Рз n) = 2 " nC -q Po,í. Рз (1-Ро.н.-Рз) где n — длина кодовой комбинации; г — число проверочных символов кода;

35 д — кодовое расстояние;

РО,H — вероятность трансформации элемента и ри отсутствии стираний;

Ps — вероятность стирания элемента.

Вероятность стирания определяется

40 формулой

45 где 1(у) — нормальный закон распределения;

0 — верхняя граница области стирания;

0H — нижняя граница области стирания.

Задаем Е/Np = 10 дБ.

Найдем среднее значение шума

1786498

Отсюда находим 0Ш = -д-Это и есть порог стирания.

Теперь определим вероятность стирания с учетом отношения Е/No.

: Составитель Н. Васильев

Техред M.Ìîðãeíòàë . Корректор М. Андрушенко

Редактор С; Кулакова

Заказ 248 . .. Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 где m — математическое ожидание; о2 — дисперсия

Рз = 0,19795.

Теперь определим общую вероятность ошибки

Р(Р,п) = 3,696 10

Таким образом предлагаемое устройство позволяет повысить помехоустойчивость на

0,8 дБ, Положительный эффект от использования изобретения по сравнению с прототипом состоит в том, что с повышением помехоустойчивости на 0,8 дБ, увеличивается скорость передачи информации. Устройство целесообразно использовать в каналах, в которых используются коды меньшей длины при том же соотношении сигнал/шум.

Формула изобретения

Устройство для приема избыточной информации, содержащее приемник, вход которого является входом устройства, выход приемника соединен с первым входом блока вычитания и через первый пороговый блок — с входом первого регистра и вторым

5 .входом блока вычитания, блок сумматоров, генератор, второй пороговый блока, выходы первого регистра соединены с соответствующими первыми входами блок сумматоров, второй и третий регистры, о т л и ч а ю щ е10 е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены две группы элементов И, элемент ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, элемент НЕ, выход генератора соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ, 15 выход блока вычитания соединен через второй пороговый блок с входом второго регистра, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы, выходы которых сое20 динены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента ЗАПРЕТ и через элемент НŠ— к первым входам элементов И второй группы, выход элемента ЗАПРЕТ

25 подключен к входу третьего регистра, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами элементов И второй группы и соответствующими вторыми входами блока сумматоров, выходы которых со30 единены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы, выходы элементов И второй группы являются выходами устройства,