Способ декодирования помехоустойчивого кода

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.

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в декодерах цифровых потоков с большой вероятностью ошибки в корректируемых данных.

Декодеры цифровых потоков широко используются для того, чтобы исправлять ошибки при передаче и хранении цифровых данных. Техническая и экономическая польза применения систем кодирования состоит в том, что кодирование многократно повышает кпд используемых каналов, что особенно важно для чрезвычайно дорогих спутниковых и космических каналов связи. Одним из главных элементов в символьном декодере, обеспечивающем повышение достоверности принимаемой информации в каналах связи, особенно с высоким уровнем помех, является символьный пороговый элемент (СПЭ).

Известны способы декодирования помехоустойчивых кодов.

Один из известных способов декодирования помехоустойчивых кодов, в том числе и мажоритарно декодируемых [Овечкин Г.В. и Золотарев В.В. Эффективные алгоритмы помехоустойчивого кодирования для цифровых систем связи. Электросвязь, №9, 2003, с.34-37], заключается в том, что информационные символы, передаваемые получателю, направляют в декодер из канала связи, в котором возможно внесение ошибок в цифровое сообщение, вместе с избыточными символами кода, которые преобразуются декодером в символы синдрома, обладающие свойством зависимости их значений только от ошибок, произошедших в канале связи, и не зависят от информационных символов, передаваемых получателю, и суммируют в декодере с помощью порогового элемента на каждом такте работы после очередного сдвига данных по своим регистрам соответствующие символы в ячейках регистра, определяемых выбранным кодом, и после суммирования производят сравнение результата с пороговым значением, по результатам которого судят о необходимости замены декодируемого информационного символа.

Недостатком способа является относительно низкая оперативность, обусловленная операцией суммирования большого количества целых чисел, которая снижает скорость декодирования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ декодирования помехоустойчивого кода [RU 2377722, Н03М 13/43, 27.12.2009], заключающийся в том, что направляют в декодер из канала связи двоичные или недвоичные информационных символы кода вместе с избыточными символами кода, преобразуют их в символы регистра синдрома и направляют в пороговый элемент, где вычисляют оценки значений декодируемых символов на основе проверок в ячейках синдрома, определяемых декодируемым помехоустойчивым кодом, сравнивают результат вычислений с пороговым значением и по результатам сравнения принимают решение о необходимости изменения декодируемого информационного символа, причем символы синдрома направляют в пороговый элемент на такое число тактов его работы раньше относительно момента принятия решения о значении декодируемого символа, какое соответствует количеству символов регистра синдрома на входе порогового элемента, при этом решение о необходимости изменения информационного символа производят на основе конвейерных вычислений, при которых одновременно принимают на разных стадиях решения относительно целой группы декодируемых символов.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая оперативность способа, обусловленная длительным проведением операции вычисления оценки значений декодируемых символов в пороговом элементе, поскольку эта операция предполагает, что такое число тактов его работы раньше относительно момента принятия решения о значении декодируемого символа, какое соответствует количеству символов регистра синдрома на входе порогового элемента. Это снижает скорость декодирования.

В частности, анализ оперативности известного способа и быстродействия реализующих его устройств показывает, что число операций для реализации способа пропорционально d2, где d - число входов порогового элемента, которое обычно равно кодовому расстоянию используемого кода.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение относительно способа, является устранение указанных недостатков и повышение оперативности способа для повышения скорости декодирования реализующих его устройств.

Технический результат заключается в повышении оперативности декодирования.

Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что, в способе, в котором из канала связи направляют в декодер двоичные или недвоичные информационные символы и избыточные символы проверок информационных символов используемого кода с параметрами q, R и d, где q - размер передаваемого символа кода, R - кодовая скорость и d - минимальное кодовое расстояние, соответственно, преобразуют их в символы регистра синдрома, которые направляют в пороговый элемент, где вычисляют оценки значений информационных символов используемого кода, сравнивают результаты вычислений с пороговыми значениями и по результатам сравнения принимают решение о необходимости изменения символа используемого кода, согласно предложенному изобретению, в пороговом элементе формируют рабочий и частотный массивы памяти, в которые после предварительного обнуления направляют символы проверок, при этом в ячейку рабочего массива с номером xn, где xn - значение очередной n-й проверки, поступающей в пороговый элемент, добавляют единицу, а в очередную n-ю, начиная с первой, ячейку частотного массива записывают значение xn, после чего в обычном режиме просмотра частотного массива после использования всех d проверок, относящихся к декодируемому символу, выбирают два наиболее часто встречающихся значения проверок, которые используют в качестве оценки значений ошибок в информационных символах используемого кода для принятия решения о необходимости изменения декодируемого символа.

Способ декодирования помехоустойчивого кода осуществляется следующим образом.

Из канала связи в декодер поступают зашумленные в канале связи информационные и проверочные символы используемого кода (двоичные или недвоичные информационные символы и избыточные символы проверок информационных символов используемого кода с параметрами q, R и d, где q - размер передаваемого символа кода, R - кодовая скорость и d - минимальное кодовое расстояние, соответственно. Зашумленные информационные и проверочные символы используемого кода преобразуют в символы регистра синдрома, которые направляют в пороговый элемент, где вычисляют оценки значений информационных символов используемого кода, сравнивают результаты вычислений с пороговыми значениями и по результатам сравнения принимают решение о необходимости изменения символа используемого кода.

При этом в пороговом элементе формируют рабочий и частотный массивы памяти, в которые после предварительного обнуления направляют символы регистра синдрома, причем в ячейку рабочего массива с номером xn, где xn - значение очередной n-й проверки, поступающей в пороговый элемент, добавляют единицу, а в очередную n-ю, начиная с первой, ячейку частотного массива записывают значение xn, после чего в обычном режиме просмотра частотного массива после использования всех d проверок, относящихся к декодируемому символу, выбирают два наиболее часто встречающихся значения проверок, которые используют в качестве оценки значений ошибок в информационных символах используемого кода для принятия решения о необходимости изменения декодируемого символа.

В качестве доказательства повышения оперативности способа, т.е. повышения быстродействия реализующих его устройств, приведем следующие расчеты.

Допустим, что пороговый элемент применяется к коду с некоторыми параметрами q, R и d, где q - размер передаваемого символа кода, R - кодовая скорость и d - минимальное кодовое расстояние, соответственно. Пусть первоначально будут обнулены все q ячеек некоторого рабочего массива A и d ячеек в другом, частотном массиве В. Далее выбираются последовательно все d проверок декодируемого символа ij и в ячейку массива А с номером xn, где xn - значение очередной проверки, добавляется единичка. При этом такое же значение записывается в соответствующую ячейку массива В. Объем операций для этой группы вычислений равен N1=q+3d. Затем проверяется, не превышено ли в соответствующей ячейке массива А текущее число наиболее часто встречаемых значений проверок. Общее число таких поисковых операций равно N2=5*d. Если теперь перейти к декодированию нового информационного символа, то можно повторить уже проделанные для первого символа вычисления. Но в выражении для оценки объема операций N1=q+3d учтено, что для нового процесса коррекции очередного символа сначала надо обнулить массив А, который при больших значениях q может быть чрезмерно большим. Однако с другой стороны понятно, что этот массив и так почти полностью обнулен, кроме тех d ячеек, в которые записывались значения проверок. Это значит, что на самом деле обнулять надо только те ячейки, в которые добавлялись значения проверок, которые одновременно записывались в соответствующие ячейки массива В. Следовательно, массив А обнуляется полностью только один раз и только на старте процесса декодирования. А на каждом цикле декодирования необходимость обнуления возникает только в конце процесса декодирования каждого символа и только для d конкретных ячеек. Тогда объем операций будет определяться соотношением N2tot=4*d+5*d+d+4=10d+4, что обусловливает существенно большую оперативность предложенного способа относительно известного, а техническая реализация соответствующих устройств оказывается гораздо проще, так как они будут иметь линейную от параметра d сложность, в отличие от прототипа, в котором они имеют квадратичную от параметра d сложность - d2.

Таким образом, благодаря введению дополнительных операций способа (в частности, тем, что в пороговом элементе формируют рабочий и частотный массивы памяти, в которые после предварительного обнуления направляют символы регистра синдрома, при этом в ячейку рабочего массива с номером xn, где xn - значение очередной n-й проверки, поступающей в пороговый элемент, добавляют единицу, а в очередную n-ю, начиная с первой, ячейку частотного массива записывают значение xn, после чего в обычном режиме просмотра частотного массива после использования всех d проверок, относящихся к декодируемому символу, выбирают два наиболее часто встречающихся значения проверок, которые используют в качестве оценки значений ошибок в информационных символах используемого кода для принятия решения о необходимости изменения декодируемого символа) достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении оперативности способа.

Способ декодирования помехоустойчивого кода, согласно которому из канала связи направляют в декодер двоичные или недвоичные информационные символы и избыточные символы проверок информационных символов используемого кода с параметрами q, R и d, где q - размер передаваемого символа кода, R - кодовая скорость и d - минимальное кодовое расстояние, соответственно, преобразуют их в символы регистра синдрома, которые направляют в пороговый элемент, где вычисляют оценки значений информационных символов используемого кода, сравнивают результаты вычислений с пороговыми значениями и по результатам сравнения принимают решение о необходимости изменения символа используемого кода, отличающийся тем, что в пороговом элементе формируют рабочий и частотный массивы памяти, в которые после предварительного обнуления направляют символы проверок, при этом в ячейку рабочего массива с номером xn, где xn - значение очередной n-й проверки, поступающей в пороговый элемент, добавляют единицу, а в очередную n-ю, начиная с первой, ячейку частотного массива записывают значение xn, после чего в обычном режиме просмотра частотного массива после использования всех d проверок, относящихся к декодируемому символу, выбирают два наиболее часто встречающихся значения проверок, которые используют в качестве оценки значений ошибок в информационных символах используемого кода для принятия решения о необходимости изменения декодируемого символа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике передачи данных, в частности к адоптивным декодерам мажоритарного декодирования. .
Изобретение относится к декодированию помехоустойчивого кода. .

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.

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

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. .

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

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

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

Наверх