Устройство для кодирования и декодирования циклических кодов

 

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может найти применение в системах передачи данных, телеуправления, телекодовой связи и телесигнализации. Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение устройства. Устройство для декодирования циклических кодов содержит К- и М-разрядные регистры 1 и 2 сдвига, сумматоры 3, 4,5 и 6 по модулю два,первый и второй . дешифраторы 7 и 8, счетчик 9 импульсов , первый и второй элементы И 10 и 11, блок 12 синхронизации, генератор. 13 импульсов, переключатели 14,15,16, 17 и 18, входы 19 и 20 информационного и-фазирующего сообщений, информационньй вход 21, выход 22, управляюпщй вход 23 устройства, вход 24 Запись, выходы 25, выход 26 Готовность . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с 9 (Л 00 о rsD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 " C3 H 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3985954/24-24 (22) 02. 12. 85 (46) 07.04.87, Бюл. В 13 (71) Специальное конструкторское бюро вакуумных покрытий при Госплане

ЛатвССР (72) В. Г.Бронов (53) 681.32(088.8) (56) Питерсон У, Узлдон 3, Коды, исправляющие ошибки. — М., 1976, с. 199, фиг. 7.5 а.

Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных приборах. — Л., 1974, с. 114.

Авторское свидетельство СССР

У 365033, кл. Н 03 Х 13!00, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Н 431638, кл. Н 03 М 13/00, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОЦИРОВАНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ КОДОВ

„„SU„„1302440 A 3 (») Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может найти применение в системах передачи данных, телеуправления, телекодовой связи и телесигналнзации. Целью изобретения является повьппение быстродействия и упрощение устройства.

Устройство для декодирования циклических кодов содержит К- и М-разрядные регистры 1 и 2 сдвига, сумматоры 3, 4,5 и 6 по модулю два,первый и второй . дешифраторы 7 и 8, счетчик 9 импульсов, первый и второй элементы И 10 и

11, блок 12 синхронизации, генератор .

13 импульсов, переключатели 14, 15, 16, 17 и 18, входы 19 и 20 информационного и-фазирующего сообщений, информационный вход 2 1, выход 22, управляющий вход 23 устройства, вход 24

"Запись", выходы 25, выход 26 "Готовность". 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1302440

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и может найти применение в системах передачи данных, телеуправления.

Целью изобретения является повыше5 ние быстродействия и упрощение устройства.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для кодирования и декодирования цикличес- 10 ких кодов; на фиг.2 — структурная электрическая схема блока синхрони- . зации; на фиг.3 — пример электрической схемы дешифратора, рассчитанной для конкретного случая, когда обра- 15 зующий полином фазирующего сообщения равен Х + Х + 1, комбинация циклово" го фазирования равна 0010010, à К 7 1, Устройство для декодирования циклических кодов содержит К- и И-раз- 20 рядные регистры 1 и 2 сдвига, сумматоры 3-6 по модулю два, первый и второй дешифраторы 7 и 8, счетчик 9 импульсов, первый и второй элементы И

10 и 11, блок 12 синхронизации, гене- 25 . ратор 13 импульсов, переключатели 1418, входы 19 и 20 информационного и фазирующего сообщений вход 21, выход 22, управляющий вход 23, вход

"Запись" 24, выходы 25, выход "Го- 30 товность" 26.

Блок 12 синхронизации содержит блок 27 выделения первого импульса делители 28 и 29 частоты.

Связи регистра 1 сдвига и сумматора 3 по модулю два, регистра сдвига и сумматора 4 по модулю два определяются образующими полиномами соответственно информационного Р(х) и фа-.. зирующего Ф(х) кодовых слов, 40

В режиме декодирования регистр 1 сдвига сумматоры 3 и 5 по модулю два, а также регистр 2 сдвига, сумматоры

4 и 6 по модулю два образуют Хаффменовские фильтры соответственно инфор- 45 мационных и фазирующего кодовых слов.

Все связи между регистрами 1 и 2 сдвига и соответствующими им сумматорами по модулю два описываются образующими полиномами P(x) и Ф(х) ° При 50 мер реализации подобных фильтров, в

6 частности для полинома С(х) = х + + х + х + х + 1, известен.

5 4 3

В режиме кодирования регистры 1 и

2 сдвига и соответствующие им сумматоры 3 и 4 по модулю два образуют генераторы соответственно информационной и фазирующей последовательностей.

Дешифратор 8 состоит из К незавимых ячеек и строится по следующим правилам.

Вход ячейки дешифратора 8 непосредственно связан с ее выходом, когда в соответствующем разряде К-разрядного регистра 1 сдвига записана сумма по модулю два некоторого информационного и нулевого символов фазирующего кодовых слов (на момент выдачи декодированного сообщения потребителю информации), Вход ячейки дешифратора 8 соединен с выходом последней через инвертор, когда в соответствующем разряде К-разрядного регистра 1 сдвига на момент выдачи декодированного сообщения потребителю информации записана сумма по модулю два некоторого информационного и единичного символов фазирующего кодовых слов.

Блок 27 выделения первого импульса может быть реализован, например, на основе известного.

Устройство для кодирования и деко" дирования циклических кодов работает следующим образом.

Режим декоцирования. Передача.

На управляющий вход 23 устройства на время кодирования подается единичный сигнал.

Вход блока 12 синхронизации отключен от вхаца 21. С первого выхода блока 12 синхронизации на тактовые входы К- и И-разрядных регистров 1 и

2 сдвига поступают тактовые сигналы.

К-разрядный регистр сдвига и сумматор 3 по модулю два с логическими обратными связями, определяемыми образующим нолиномом информационных кодовых слов Р (х), образуют генератор информационных кодовых слов.

М-разрядный регистр 2 сдвига и сумматор 4 по модулю 2 с логическими обратными. связями, определяемыми образующим полиномом фазирующего кодового слова Ф (х), образуют генератор фазирующего кодового слова.

По приходу нулевого сигнала на вход "Запись", 24 в К- и Y-разрядные регистры 1 и 2 сдвига в параллельном коде переписывается информация от входов 19 и 20 информационного и фазирующего сообщений. По окончании данного сигнала устройство начинает генерировать две последовательности— информационную и фазирующую одинакового периода в соответствии с тактовой частотой.

13024

3

Выходы генераторов информационного и фазирующего кодовых слов, являющихся выходами соответственно первого и второго сумматоров по модулю два 3 и

4, объединяются третьим сумматором 5 по модулю два. В результате на выхо5 де сумматора 5 по модулю два и, следовательно, на выходе 22 устройства формируется выходная последовательность того же периода, что и .суммируемые по модулю два информационная и фазирующие последовательности. При этом символы информационной последовательности всегда суммируются по модулю два с одноименными символами фазирующей последовательности.

Полученная таким образом кодограмма передается потребителю информации для декодирования. Формирование подобной кодограммы возможно благодаря тому, что тактирование К- и M-разрядных регистров 1 и 2 сдвига осуществляется от одного источника, а поли-!

HoMbI ф (х) и Р (х), являясь сомножителями полинома (х + 1), не имеют об- 25 щих множителей (где n = 2 — 1, ш — . целоЕ положительное число), т.е. в закодированном состоянии информационное и фазирующие кодовые слова имеют одинаковую длину и (полиномы Р(х) и 30

Ф (х) содержат не менее одного множителя степени m).

На все время кодирования (передача) процесс формирования выходного циклически закодированного сообщения (в виде совокупности нулевых и единичных логических сигналов) с периодом, равным п, носит непрерывный характер.

Режим декодирования. Прием.

На управляющий вход 23 устройства, на время декодирования подается нулевой сигнал.

На входе "Запись" 24 фиксируется единичный сигнал. . 45

В этом режиме К-разрядный регистр

1 сдвига, сумматоры 3 и 5 по модулю два с логическими обратными связями, ойределяемыми образующим полиномом

Р (х), образуют Хоффменовский фильтр информационных кодовых слов. М-разрядный регистр 2 сдвига, сумматоры

4 и 6 по модулю два с логическими обратными связями, определяемыми образующим полиномом Ф (х), образуют Хоф- 55 фменовский фильтр фазирующего кодового слова, которое априорно известно.

Входом Хоффменовского фильтра информационных кодовых слов являются

40 объединенные входы переключателей 14 и 15, а выходом — выход сумматора 5 по модулю два.

Входом Хоффменовского фильтра фазирующего кодового слова являются объединенные вход переключателя 16 и вход сумматора 6 по модулю два, а выходом — выход сумматора 6 по модулю два.

Итак, вход 21 устройства оказывается через последовательно соединенные Хоффменовские фильтры информационного и фазирующего кодовых слов соединенным через вход элемента И 11 с установочным входом счетчика 9 импульсов, по второму входу элемента

И 11 осуществляется стробирование сигнала, поступающего на его вход.

На вход 21 устройства непрерывно поступает циклически закодированное сообщение (в виде совокупности нулевых и единичных логических сигналов) с периодом, равным и. Оно содержит просуммированные по модулю два в процессе непрерывного кодирования К-символьное произвольное информационное и M — символьное фазирующее кодовые слова, имеющие после кодирования одну и ту же длину и.

При поступлении на вход 21 устройства сообщения, закодированного подобным образом (в бинарном коде), блок 12,синхронизации начинает вырабатывать тактовые импульсы, синхронизирующие работу предлагаемого устройства с устройством, ведущим передачу.

Одновременно в соответствии с тактовыми импульсами, поступающими с пер-. вого выхода блока 12 синхронизации на вход счетчика 9 импульсов и входы Ки М-разрядных регистров 1 и 2 сдвига, ! в последние последовательно записывается входное бинарное сообщение °

Через (К + M) тактов отфильтрованное входное сообщение, стробируемое сигналами, снимаемыми со второго вы- хода блока 12 синхронизации через второй элемент И 1I начинает посту" пать на вход счетчика 9 импульса.

При прохождении входного сообщения через последовательно соединенные Хоффмановские фильтры информационного и фазирующего кодовых слов из него последовательно исключаются (отфильтровываются) информационная и фазирующая составляющие последнего.

В случае безошибочного приема через (К + M) тактов появляется сообщение, состоящее из одних нулевых сим1302440 гдеPВ" л сс = и ю

5 волов, которое после стробирования поступает на вход счетчика 9 импульсов, Пока на входе счетчика 9 импульсов присутствует нулевой сигнал, ! счетчик 9 импульсов подсчитывает чис5 ло неискаженных символов, поступающих подряд на вход 21 устройства, так как длина нулевой кодограммы, поступающей на вход счетчика 9 импульсов в начальное состояние, определяет неис- 10 каженный участок принимаемой устройством кодограммы.

В случае поражения принимаемого сообщения помехами ошибки размножаются устройством и на выходе суммато- 15 ра 6 по модулю два появляются единичные сигналы, поступающие после стробирования на вход счетчика 9 импульсов и устанавливающие его в начальное состояние ° 20

Таким образом, число нулевых символов Хоффменовского фильтра фазирующего кодового слова характеризует число безошибочно принятых символов входного сообщения. В случае отсут- 25 ствия ошибок в сообщении на выходе элемента 11 через (К + М) тактов сформируется нулевой сигнал. Счетчик 9 импульсов подсчитывает число тактовых .! импульсов, поступающих на его вход с 30 первого выхода блока 12 синхронизации. При этом степень достоверности принятой информации определяется объемом счетчика 9 импульсов и определяется для случая нескоррелированныхз5 ошибок, подчиняющихся биноминальному, закону распределения вероятностей, по выражению

Р 1 -1/2 Е В„Р" (1 - Р) =G-+I вероятность ошибочного приема символа, число проверочных символов кодового слова с образующим полиномом $ Р (х) Ф (х)); длина кодового слова; кратность гарантийно обнаруживаемых ошибок кода с образ щ noJIHHOMQH (P (x) Ф(х) ; 50 число вариантов ошибок

i-кратности, на обнаруживаемых данным кодом; число, определяющее объем счетчика 9 импульсов, причем

N + K + M где К вЂ” объем счетчика; о

К,M — числа„ соответствующие разрядности регистров 1 и 2 сдвига.

Достоверность принятой информации в соответствии с данной формулой oIIделается как для кода, образующий полином которого равен произведению

{Р (х).Ф (х)} образующих полиномов соответственно информационных и фразирующего кодовых слов.

При подсчете счетчиком 9 импульсов необходимого числа импульсов с его выхода на вход элемента И 10 поступит единичный сигнал, разрешающий прохождение единичного импульсного сигнала с выхода дешифратора 7 на выход "Готовность" 26. На время присутствия на выходе "Готовность" 26 импульсного единичного сигнала на выходах дешифратора 8 и, следовательно, на выходах 25 присутствует декодированное информационное сообщение.

Сигнал на выходе дешифратора 7 появляется при поступлении на его входы

I комбинации циклового фазирования с учетом фазового сдвига.

Наличие данной комбинации на входах дешифратора 7 при одновременном наличии единичного сигнала на выходе счетчика 9 импульсов означает, что в К-разрядном регистре 1 сдвига в данный момент находится сумма по модулю два исходного К-символьного сообщения и первых К символов фазирующего кодового слова.

При прохождении входного сообщения через Хоффменовский фильтр информационных кодовых слов на его выход через

К тактов в случае безошибочного приема поступит только фазирующее кодовое слово с определенным фазовым сдвигом, определяемым образующим полиномом P (х) информационных кодовых слов, последнее при прохождении Хаффмановского фильтра фазирующего кодового слова через И-тактов исключается, а через (К + И) тактов — с выхода

Хоффмановского фильтра фазирующего кодового слова. На установочный вход счетчика 9 импульсов начинает постуI пать последовательность, состоящая только из одних нулевых символов.

Длина последней определяет неискаженный участок входного сообщения.

По приеме устройством для декодирования циклических кодов участка неиска-женного входного сообщения не менее определенной длины, что определяет

1302440 степень его достоверности при декодировании и регулируется выбором объема счетчика 9 импульсов и при поступлении на входы дешифратора 7 комбинации циклового фазирования с учетом фазового сдвига, на выходе 26

"Готовность" предлагаемого устройства появляется импульсный сигнал, на время присутствия которого на выходах устройства для декодирования цикли- 10 ческих кодов фиксируется исходное декодирование сообщение, принятое с требуемой степенью достоверности.

Формула изобретения 15

1. Устройство для кодирования и декодирования циклических кодов, содержащее К-разрядный регистр сдвига, первые выходы которого соединены с 20 соответствующими входами первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу второго сумматора по модулю два и первому входу первого переключателя, выход 25 второго сумматора по модулю два соединен с первыми взводами соответственно второго переключателя и третьего сумматора по модулю два, М-разрядный регистр сдвига, первые выходы которого 30 подключены к соответствующим входам четвертого сумматора по модулю два, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два, вторые входы И-разрядного регистра сдвига подключены к соответствующим входам первого дешифратора, счетчик, второй дешифратор, третий, четвертый и пятый переключатели, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повы- 40 шения быстродействия и упрощения устройства, в. него введены элементы И, блок синхронизации и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации, 45 первый выход которого соединен с первыми входами К- и M-разрядных регистров и счетчика, второй выход блока синхронизации соединен с первым входом первого элемента И, выход которо-50

ro подключен к второму входу счетчика, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, первые входы третьего и четвертого переключателей подключены к выходу четвертого сумма-55 тора по модулю два, выход первого дешифратора подключен к второму входу второго элемента И, выход которого является выходом "Готовность" устройства, второй вход четвертого переключателя подключен к выходу второго сумматора, выход третьего сумматора соединен с вторым входом первого элемента И, вторые входы первого и третьего и первый вход пятого переключателя объединены и являются информационным входом устройства, выход пятого переключателя соединен с вторым входом блока синхронизации, выход первого переключателя соединен с вторым входом К-разрядного регистра сдвига, вторые выходы которого подключены к соответствующим входам второго дешифратора, выходы которого являются первыми информационными выходами устройства, выход четвертого переключателя подключен к второму входу M-разрядного регистра сдвига, выход третьего переключателя соединен с вторым входом второго сумматора по модулю два, третьи входы К- и M-разрядных регистров сдвига объединены и являются входом "Запись" устройства, вторые входы второго и третьего переключателей и третьи входы первого, пятого и четвертого переключателей объединены и подключены к управляющему входу устройства, четвертые входы К- и

M-разрядных регистров сдвига являются соответственно входами информационного и фазирующего сообщений, выход второго переключателя является вторым информационным выходом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит блок выделения первого импульса и делители частоты, первый выход первого делителя частоты подключен к первому входу второго делителя частоты, второй выход соединен с первым входом блока вьщеления первого импульса, выход которого соединен с вторым входом второго делителя частоты, выход которого является первым выходом блока синхронизации, вход первого делителя частоты и второй вход блока выделения первого импульса являются соответственно первым и вторым входами блока синхронизации, выход первого делителя частоты является вторым выходом блока синхронизация.

1302440

Составитель О.Тюрина

Редактор Н.Гунько Техред Л.Олейник

Корректор С.Шекмар

Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1225/56

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4