Устройство для декодирования двоичных кодов при трехкратном повторении сообщений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()944129 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 10.80 (21) 2992522/18 24 с присоединением заявки .%(51)М. Кл.

Н 04 Ь 1(08

G 06 F 11/10

Гееударстеенный комнтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15 07.82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 18.07.82 до делам нэобретеннй н аткрытнй (53) УДК 681, . 326.7 (088.8)

А.. Д, Ве ът, И. С. Гольдберг, М. Б, Песин и B. П. Краснов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕКОДИРОВАНИЯ ДВОИЧНЫХ

КОДОВ ПРИ ТРЕХКРАТНОМ ПОВТОРЕНИИ СООБЩЕНИЙ

Изобретение относится к цифровой технике, в частности к логическим решающим устройствам.

Известно устройство цля мажоритарного декодирования двоичных сигналов, соцер5 жащее логические эжменты И, логический элемент ИЛИ. Устройство предназначена для восстановления правильного значения двоичного сигнала по поступающим на вход устройства цля декодирования трех аналогичных, но подверженных искажению двоичных сигналов (1 ), Недостатком известного устройства для декодирования является неоптимальность декодирования.

Наиболее близким к изобретению является устройство цля мажоритарного декодирования двоичных кодов при трехкратном повторении сообщений, содержащее схему сравнения и управляемый вентиль, первые 20 входы которых соединены с входом устройства, троичный регистр, переключающий элемент,:один вхоц которого соединен с вхоцом устройства, другой вход — с вы«

2 ходом схемы сравнения, третий вход — с выходом управляемого вентиля, выход переключающего элемента соединен со входом троичного регистра, выход которого соединен со . вторым входом схемы сравнения и управляемого вентиля. В состав схемы сравнения устройства — прототипа входят два элемента И и элемент ИЛИ (21.

Не достатком известного устройства также является неоптимальнссть декодирования, что заключается в следующем.

При передаче трех раз одного и того же двоичного сигнала в результате воздействия помех на передаваемый сигнал и eto искажений на вход декодируюшего устройства поступают три сигнала, причем из этих трех сигналов K сигналов могут быть равны единице, а (3-К) сигналов равны нулю. В соответствии с поступившей последовательностью сигналов устройство для декодирования, в соответствии с реализуемым им правилом мажоритарного декодирования, определяет какой сигнал пере.дается трн раза, равный нулю илн равный

3 9441 ецишще, т.е. пп искаженным значениям сигнала восстанавливает его правильное значение. Реализация известным устройством заранее установленного правила декодирования в силу случайной природы передаваемого сигнала и искажений неминуемо связано с возможностью ошибочного восстановления передаваемого сигнала.

Например, может оказаться, что при перецаче сигнала, равного единице, в силу . >p искажения на вхоц устройства для декодирования оцин раз поступает сигнал, равный ецинице, а цва раза — сигнал равг ный нулю. Устройство, согласно мажоритарного правила цекоцнрования, выдает сиг- 5 нал, равный нулю. Происходит.ошибочное восстановление сигнала. Ошибочное восстановление сигнала приводит к отрицательным последствиям (потерями) в работе системы, в которую входит устройство для декодирования, причем ошибочное восстановление нуля вместо единицы и единицы вместо нуля могут привоцить к совершенно различным последствиям. Оптимальным правилом

С цекоцирования является такое, которое обе 5 спечивает минимальные средние потери (минимальный средний риск), вызываемые ошибочные восстановлением сигнала. Этот коитерий учитывает как вероятность ошибок восстановления сигнала, так и их послецствия. Мажоритарный принцип цекоцирования при трехкратном построении сообщений, реализуемый известным устройством, пвецусматривающий выцачу единицы при поступлении на вхоц устройства цля

35 декодирования двух или трех единиц, является частным случаем оптимального декодирования по критерию минимума срецне- го риска и является оптимальным при условии равных вероятностей и последствий

40 ошибочного восстановления сигнала, т.е. равной вероятности выцачи нуля вместо единицы и ециницы вместо нуля и оцинаковых последствий этих ошибок. B цействительности эти условия часто не выполняются. B этом случае известное устройство

45 для мажоритарного декодирования не обеспечивает минимума среднего риска и не является оптимальным. Условия оптимального декоцирования по критерию минимума среднего риска цля трехкратно передава- 0 емого сигнала в зависимости от численных значений: вероятностей искажений сигнала и послецствий ошибочного восстановления предусматривают одно из трех правил цекоцирования: выдачу устройством для 55 декодирования сигнала, равного единице только при поступлении на его Вход трех сигналов, равных ецинице; выдачу устрой29 4 ством цля декодирования игнала, равного единице при поступлении на его вхоц или двух сигналов, равных единице или трех сигналов, равных ецинице (мажоритарный принцип); выдачу устройством для декодирования сигнала, равного единице при поступлении на его вход одного, двух или трех сигналов, равных единице. Одно из этих трех правил является оптимальным.

Бель изобретения - ув обличение точности декодирования путем обеспечения оптимального правила декодирования устройством для декодирования.

Поставленная цель ц.остигается тем, что в устройство цля декодирования двоичных кодов при трехкрать:ом повторении сообщений, содержащее элемент ИЛИ, счетчик символов, первыЦ второй и третий элементы И, причем выходы первого, второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, информационный вход устройства соединен со счетным входом счетчи.са символов, введен регистр, причем входы регистра являются управляющими входами устройства, первый и второй выходы регистра соединены соответственно = первыми входами первого и второго элементов И, выход младшего разряда счетчика символов соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, вход старшего разряда счетчика символов соединен с BTэрыми входами первого и третьего элементов И.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для декодирования.

В устройство входят эа.мент ИЛИ 1, первый элемент И 2, второй элемент И 3, третий элемент И 4, регистр 5, счетчик 6 сообщений.

Регистр 5 предназначен для запоминания кода правила цекодироьания, счетчик

6 — для счета числа единиц, поступивших на вход устройства для декодирования при трехкратном повторении сообщений. Выходы счетчика 6 соединены со входами трех элементов И 2-4. Входы регистра 5 соединены с управляющими вхоцами устройства, выходы регистра 5 соединены соот-, ветственно со входами пер.3ого 2 и второго 3 элемента И, выходы элементов

И 2-4 соецинены со входами элемента

ИЛИ 1. Выхоц послецнего является выходом устройства цля декодирования. Вхоцы первого и второго разрядов регистра

5 9441

5 соединены с первым и вторым управляющими входами устройства цля декодирования.

Устройство цля декодирования работает следующим образом.

На управляющие входы устройства для декодирования и соответственно на входы первого и второго разрядов регистра 5 поступает один из кодов 00, 10, 11, который запоминается регистром 5. С вы-10 ходов регистра 5 код поступает на входы первого 2 и второго 3 элементов И. После поступления указанного кода и его запоминания, иа вхоц устройства и соответственно на вход счетчика 6 трижцы . поступает перецаваемый двоичный сигнал, подверженный возцействию помех. Двоичный двухразряцный счетчик 6 считает число поступивШих на его вход единиц. Если на выходах регистра 5 установлен код 00,>о то на выходах первого 2 и второго 3 элементов И сигналы равны нулю. Третий элемент И 4 выдает сигнал, равный единице, только при наличии цвух единиц на его входах, т.е, при поступлении на вход счетчика 6 трех единиц. Сигнал -с выхода третьего элемента И 4 через элемент ИЛИ 1 поступает на выход устройства для декодирования.

Таким образом, при коде 00 на выхо- зо дах регистра 5 реализуется правило декодирования, при котором единица на выхоце устройства для цекодирсеания выдается только при поступлении на его вход трех единиц.

Если на выходах регистра 5 установлен код 10, сигнал на выходе второго элемента И 3 присутствует при наличии единицы на выходе старшего разряда счетчика 6, т.е. при поступлении на вход счетчика 6 двух или трех единиц. На выходе третьего элемента И 4 сигнал, равный единице, также будет при поступлении на вход счетчика 6 трех единиц.

Таким образом в этом случае реализу43 ется правило цекодирования, при котором единица на выхоце устройства для цекодидирования выдается только при посгуплении на вход устройства цля декодирования двух или трех единиц.

Если на выходах регистра 5 установлен" код 11, на выходе второго элемента И единица будет при поступлении на вход счетчика 6 одной единицы. Второй 3 и третий 4 элементы И работают, как в предыдущем случае.

29 6 . Таким образом, при коде 11 реализуется правило декодирования,при котором единица на выходе устройства,для декоднрова ри выдается при поступлении HB его вход uai трех единиц, или двух единиц или одной единицы.

Предлагаемое устройство цля дек.одирования позволяет повысить точность декодирования и тем самым помехозащищенность и уменьшить на выходе цифрового устройства вероятность появления ошибок в вице ложных сигналов, приводящих к наиболее опасным последствиям в работе аппаратуры, в которую входит устройство цля декодирования.

Ф орму ла и зоб рет ения

Устройство для декоцирования двоичных кодов при трехкратном повторении сообщений, содержащее элемент ИЛИ, счетчик символов, первый, второй и третий элементы И, причем выходы первого, второго и третьего элементов И соецинены соответственно с. первым, вторым и третьим . входами элемента ИЛИ, выход которого является выхоцом устройства, информационный вход усгройства соединен со счетным входом счетчика символов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности декодирования принимаемого символа, введен регистр, причем входы регистра являются управляющими входами устройства, первый и второй выходы регистра соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, выход младшего разряда счетчика символа соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, выход старшего разряда счетчика символов соединен с вгорыми входами первого и третьего элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колесников В. И. Оптимальный избыточный синтез многоканальных структур

ЦВМ. М., Советское радио, 1976, с. 13-15.

2. Контроль функционирования больших систем. Под ред. Г, П. Шибанова, М., Машиностроение", 1977, с. 163-164, рис. 4.8 (прототип).

944129

Составитель И. Сигалов

Редактор И. Митровка Техред А.Бабинед Корректор М, Шаропи т

Заказ 5157/76 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент,. г. Ужгород, ул. Проектная, 4