Способ декодирования помехоустойчивого кода

Авторы патента:

H03M13/43 - мажоритарная логика или пороговое декодирование

Владельцы патента RU 2377722:

Золотарев Валерий Владимирович (RU)

Изобретение относится к декодированию помехоустойчивого кода. Способ декодирования помехоустойчивого кода, включающий поступление в декодер из канала связи двоичных или недвоичных информационных символов вместе с избыточными символами кода, преобразование последних в символы регистра синдрома, вычисление оценок значений декодируемых символов на основе определенных ячеек синдрома, определяемых выбранным кодом, сравнение результата вычисления с вычисляемым порогом и принятие решения о необходимости изменения декодируемого информационного символа по результатам сравнения, отличающийся тем, что символы синдрома поступают на пороговый элемент на такое число тактов его работы раньше относительно момента принятия решения о значении декодируемого символа, каково количество символов синдрома на входах порогового элемента, причем принятие решения о необходимости изменения информационного символа производят на основе конвейерных вычислений, при которых одновременно принимают на разных стадиях решения относительно целой группы декодируемых символов. Технический результат - повышение скорости работы декодеров до уровня, определяемого максимально возможной скоростью сдвига данных по регистрам сдвига.

Изобретение относится к декодированию помехоустойчивого кода для обнаружения ошибок и их исправления.

Как известно, при использовании помехоустойчивых кодов, в том числе и мажоритарно декодируемых, информационные символы поступают в декодер из канала связи (в котором возможно внесение ошибок в цифровое сообщение) вместе с избыточными символами кода, которые путем простых стандартных операций преобразуются в символы синдрома, обладающие важным свойством зависимости их значений только от ошибок, произошедших в канале связи, и совершенно не зависят от информационных символов, которые нужно передать получателю (см., например, Овечкин Г.В. и Золотарев В.В. Эффективные алгоритмы помехоустойчивого кодирования для цифровых систем связи. Электросвязь, № 9, 2003 г., с.34-37).

Символы регистра синдрома могут быть как двоичными, так и недвоичными, многоразрядными, что может определяться как видом передаваемой информации, так и приемным устройством, модемом, из которого цифровой поток поступает в декодер, исправляющий ошибки. Если модем мягкий, то символы синдрома небольшие целые числа даже при передаче обычного двоичного потока. Если модем жесткий, то символы синдрома - двоичный поток, поскольку такой модем просто принимает решения о значении символов двоичных потоков, не оценивая их надежность.

Декодер с помощью порогового элемента сначала суммирует на каждом такте работы после очередного сдвига данных по своим регистрам некоторые символы в определенных ячейках (которые определяются выбранным кодом) и после суммирования сравнивает результат с определенным назначаемым или вычисляемым порогом, который и определяет, нужно ли менять декодируемый информационный символ или нет. Это общая схема для всех линейных кодов, блоковых и сверточных.

Недостатком известной схемы является то, что обычно быстродействие суммирующих элементов порогового элемента и регистра сдвига имеют близкие значения. Поэтому при суммировании 5-ти, 30-ти и более чисел на пороговом элементе (ПЭ) оказывается, что работа декодера замедляется из-за того, что процесс суммирования небольших целых чисел, которых, тем не менее, довольно много, затягивается и скорость работы декодера очень заметно снижается по сравнению со случаем, если бы данные перемещались бы по регистрам сдвига с максимальной возможной для выбранной элементной базы скоростью.

Задачей изобретения является повышение скорости работы декодеров мажоритарного типа до уровня, определяемого только максимально возможной скоростью сдвига данных по регистрам сдвига в выбранной элементной базе.

Указанная задача достигается способом декодирования помехоустойчивого кода, включающим поступление в декодер из канала связи двоичных или недвоичных информационных символов вместе с избыточными символами кода, преобразование последних в символы регистра синдрома, вычисление оценок значений декодируемых символов в пороговом элементе декодера на каждом такте работы после очередного сдвига данных по своим регистрам на основе некоторых символов в определенных ячейках регистра синдрома, определяемых выбранным кодом, сравнение результата вычисления с определенным назначаемым или вычисляемым порогом и принятие решения по результатам сравнения о необходимости изменения декодируемого информационного символа, при этом данные из ячеек регистра сдвига считывают пороговым элементом на несколько позиций раньше того момента, когда значения этих ячеек требуются для вынесения решения о значении декодируемого символа, а указанные вычисление и сравнение заканчивают на пороговом элементе через несколько тактов его работы к моменту принятия решения о необходимости изменения декодируемого символа.

Указанное считывание пороговым элементом данных из ячеек регистра начинают на такое число позиций регистров сдвига раньше момента, когда значения символов синдрома потребуются для решения о значении декодируемого символа, каково количество символов синдрома на входах порогового элемента декодера.

Способ осуществляется следующим образом.

Из канала связи поступают зашумленные в канале связи информационные и проверочные символы кода и после вычисления вектора синдрома, зависящего только от конфигурации ошибок канала связи, эти символы проходят мимо ПЭ декодера. Его функция состоит в том, чтобы определить, какие символы на позициях, определяемых кодом, встречаются чаще других и на сколько. Если код двоичный, то это только возможные значения 0 и 1, а в случае недвоичного кода возможные значения будут определяться алфавитом кода, например q=256, как это имеет место в кодах Рида-Соломона и в других кодовых конструкциях. Но для вынесения такого решения нужно несколько тактов работы решающего устройства, входящего в состав порогового элемента. Это сильно замедляет работу всего устройства в целом, что очень нежелательно.

Изобретение состоит в том, что на ПЭ декодера любого типа, использующего такой ПЭ, содержимое надлежащих ячеек, среди которых нужно определить наиболее часто встречающееся значение, поступает на некоторое число позиций регистров сдвига раньше того момента, когда они уже потребуются для принятия требуемого решения. Поэтому такое решающее, возможно, конвейерное устройство, по мере продвижения декодируемых данных, будет выполнять необходимые функции в разных своих слоях (на разных уровнях), и к моменту декодирования решения будут готовы. Такие устройства одновременно принимают решения относительно целой группы декодируемых символов, находясь в каждый момент времени на разных стадиях принятия решений относительно различных соседних символов, находящихся в регистрах декодера. Величина, на которую надо брать символы синдрома и, может быть, других ячеек декодера, раньше, определяется числом тактов работы того порогового элемента, который должен быть реализован. Например, для двоичного случая надо отдавать на ПЭ символы не менее, чем на LOG₂N+2 позиций, (N - число символов на входе ПЭ) регистров раньше момента, когда надо принимать решения относительно декодируемого символа, а для недвоичных символов эта задержка может составлять до (3-5)N позиций, в зависимости от конкретной реализации ПЭ.

Способ декодирования помехоустойчивого кода, включающий поступление в декодер из канала связи двоичных или недвоичных информационных символов вместе с избыточными символами кода, преобразование последних в символы регистра синдрома, вычисление оценок значений декодируемых символов на основе определенных ячеек синдрома, определяемых выбранным кодом, сравнение результата вычисления с вычисляемым порогом и принятие решения о необходимости изменения декодируемого информационного символа по результатам сравнения, отличающийся тем, что символы синдрома поступают на пороговый элемент на такое число тактов его работы раньше относительно момента принятия решения о значении декодируемого символа, каково количество символов синдрома на входах порогового элемента, причем принятие решения о необходимости изменения информационного символа производят на основе конвейерных вычислений, при которых одновременно принимают на разных стадиях решения относительно целой группы декодируемых символов.

Изобретение относится к телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи и обработки дискретной информации для исправления ошибок при многократном повторении сообщений.

Устройство для мажоритарного декодирования имитостойких циклических кодов при трехкратном повторении комбинации // 1709538

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в цифровых системах передачи информации. .

Декодер мажоритарного двоичного кода // 1566488

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. .

Устройство для мажоритарного декодирования // 1566479

Изобретение относится к автоматике и вычилительной технике и является усовершенствованием извесного устройства по а.с. .

Устройство для приема и мажоритарного декодирования информации // 1562977

Изобретение относится к электросвязи, может использоваться в системах передачи информации и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. .

Устройство для мажоритарного выбора сигналов // 1441402

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при обработке резервированной по времени информации . .

Устройство для приема и мажоритарного декодирования информации // 1439750

Изобретение относится к электросвязи и может использоваться для мажоритарного декодирования многократно повторенных сообщений. .

Устройство для мажоритарного декодирования // 1436276

Вероятностный мажоритарный декодер // 1396282

Изобретение относится к вычислительной технике. .

Декодер рекуррентной последовательности // 1367164

Адаптивный декодер // 2379833

Изобретение относится к технике передачи данных, в частности к адоптивным декодерам мажоритарного декодирования

Способ декодирования помехоустойчивого кода // 2557454

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в декодерах цифровых потоков. Техническим результатом является повышение скорости декодирования. Способ содержит этапы, на которых: из канала связи направляют в декодер информационные символы и избыточные символы проверок, преобразуют их в символы регистра синдрома, направляют в пороговый элемент, вычисляют оценки значений информационных символов используемого кода, сравнивают результаты вычислений с пороговыми значениями, принимают решение о необходимости изменения символа используемого кода, причем в пороговом элементе формируют рабочий и частотный массивы памяти, в которые направляют символы проверок, в ячейку рабочего массива с номером значения очередной проверки добавляют единицу, а в очередную, начиная с первой, ячейку частотного массива записывают значение xn, просматривают частотный массив, выбирают два наиболее часто встречающихся значения проверок, используют их в качестве оценки значений ошибок в информационных символах используемого кода для принятия решения о необходимости изменения декодируемого символа.

Способ работы символьного порогового элемента в символьном мажоритарном декодере // 2573741

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении возможности выбора решения символьного порогового элемента среди многих значений символов проверок, что и позволяет увеличить скорость декодирования. Такой результат достигается тем, что с некоторого числа ячеек синдромного регистра декодера на вход вычислителя направляют значения символов проверок используемого кода, содержимое которых направляют далее в блок сравнения символов и в блок определения частоты их появления, который выносит решение о значении ошибки, при этом в символьный пороговый элемент введены два массива памяти, в одном из которых хранят значения проверок, а во втором - количество проверок из всех возможных их значений, поступивших на вход декодера.

Устройство мажоритарного декодирования кода рида-соломона по k-элементным участкам кодовой комбинации с порогом определения неисправляемой ошибки // 2610684

Изобретение относится к системам телекоммуникаций и вычислительной технике и может найти применение в устройствах приема информации из канала передачи или воспроизведения информации с высоким уровнем ошибок. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности исправления ошибок, в том числе и за пределами гарантированно исправляемой кратности ошибок, при сохранении возможности быстрой обработки кодовой комбинации. Заявленное устройство содержит блок обработки входной последовательности, блок вычисления информационных элементов, выполненный с возможностью вычисления информационных комбинаций на основе двойственного базиса, блок хранения вычисленных элементов и блок принятия решения, содержащий блок поиска максимального значения счетчиков, блок вывода результата декодирования, блок вычисления разности между значениями счетчиков, блок сравнения с порогом. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство мажоритарного декодирования кода рида-соломона по k-элементным участкам кодовой комбинации // 2613760

Изобретение относится к системам телекоммуникаций и вычислительной технике и может найти применение в устройствах приема информации из канала передачи или воспроизведения информации с высоким уровнем ошибок. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности исправления ошибок, в том числе и за пределами гарантированно исправляемой кратности ошибок, при сохранении возможности быстрой обработки кодовой комбинации. Устройство содержит блок обработки входной последовательности, блок вычисления информационных элементов, выполненный с возможностью вычисления информационных комбинаций на основе двойственного базиса, блок хранения вычисленных элементов, состоящий из n идентичных блоков памяти, и блок принятия решения, выполненный с возможностью принятия решения о наличии неисправляемой ошибки в принятой кодовой комбинации. 5 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 прилож.

Модифицированное устройство коррекции ошибок // 2635253

Изобретение относится к телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи и обработки дискретной информации для коррекции ошибок при повторении сообщения. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости в условиях интенсивного воздействия помех, приводящих к значительному искажению одноименных символов при повторении сообщения. В устройстве, содержащем четыре регистра сдвига с переключателями, решающий блок, синхронизатор с соответствующими связями, дополнительно введены пятый регистр сдвига с переключателем, кодопреобразователь, второй решающий блок, формирователь результата с соответствующими связями. Это позволило расширить набор решающих правил на ограниченном объеме памяти. Предложенный набор решающих правил исправляет ошибки в одноименных символах до четырехкратных включительно и пятикратных ошибок. Это ведет к увеличению помехоустойчивости, так как уменьшается эквивалентная вероятность искажения единичного символа в итоговой комбинации, что приводит к уменьшению потерь информации. 6 ил., 5 табл.

Способ декодирования информации с использованием свёрточных кодов // 2637487

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для коррекции ошибок при передаче, хранении, чтении и восстановлении цифровых данных. Техническим результатом является повышение вероятности исправления ошибок. Способ содержит этапы, на которых: после передачи информации по каналу связи начальной части принятого кода ее информационные символы направляют в информационный регистр декодера, а проверочные символы - в синдромный регистр декодера, в котором активный элемент, выполненный в виде первого порогового блока и являющийся первым решающим элементом декодера, используют для анализа и исправления ошибок в контролируемых информационных символах начальной части принятого кода, предварительно увеличивают число ячеек информационного и синдромного регистров в соответствии с числом символов принятого кода и используют дополнительный активный элемент в виде второго порогового элемента для анализа и исправления ошибок в контролируемых информационных символах принятого кода после анализа и исправления ошибок в контролируемых информационных символах в начальной части принятого кода. 3 ил.