Устройство для определения достоверности цифровой информации

 

Изобретение относится к цифровым системам передачи и может быть использовано для оперативного контроля достоверности в телеметрических потоках информации. Целью изобретения является повышение точности устройства путем обнаружения ошибок во всем непрерывно передаваемом потоке цифровой информации. Устройство содержит обнаружитель кадровой синхронизации. В состав устройства входят четыре регистра сдвига, обнаружитель кадровой синхронизации, пять формирователей импульсов, декодер, три триггера, два элемента неравнозначности, две группы элементов ИЛИ, три элемента ИЛИ, элемент И - НЕ, элемент НЕ и четыре элемента И. Работа устройства основана на сравнении первым элементом неравнозначности сигнала кадровой синхронизации и копии, поступающей с выхода первого элемента ИЛИ, а вторым элементом неравнозначности - принимаемых и скорректированных от ошибок информационных слов, поступающих с выхода декодера. Элементы неравнозначности фиксируют ошибки, возникающие при передаче цифровой последовательности, которые через второй элемент ИЛИ поступают на выход устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 08 С 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР iteqy 1 д ц ° i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1368905 (21) 4718701/24 (22) 12.07.89 (46) 30.08,91, Бюл. tk 32 (72) С.T.Êçëåíèê и Г,Д.Пантелеев (53) 621.398 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1368905, кл. G 08 С 25/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДОСТОВЕРНОСТИ ЦИФРОВОЙ ИНФОР-.

МАЦИИ (57) Изобретение относится к цифровым системам передачи и может быть использовано для оперативного контроля достоверности в телеметрических потоках информации. Целью изобретения является повышение точности устройства путем обнаружения ошибок во всем непрерывно передаваемом потоке цифровой информации.

Устройство содержит обнаружитель кадроФ

Изобретение относится к цифровым системам передачи информации и может быть использовано для оперативного контроля достоверности передаваемой информации и состояния канала переда- . чи, например, в радиотелеметрии, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. Гч 1368905.

Цель изобретения — повышение точности работы устройства за счет обнаружения ошибок во всем непрерывно передаваемом потоке цифровой информации.

ЯЛ,, 1674211 А2 вой синхронизации. В состав устройства входят четыре регистра сдвига, обнаружитель кадровой синхронизации, пять формирователей импульсов, декодер, три триггера, два элемента неравнозначности, две группы элементов ИЛИ, три элемента

ИЛИ. элемент И-НЕ, элемент НЕ и четыре элемента И. Работа устройства основана на сравнении первым элементом неравнозначности сигнала кадровой синхронизации и копии, поступающей с выхода первого элемента ИЛИ, а вторым элементом неравнознач ности — принимаемых и скорректированных от ошибок информационных слов, поступающих с выхода декодера. Элементы неравнозначности фиксируют ошибки, возникающие при передаче цифровой последовательности, которые через второй элемент ИЛИ поступают на выход устройства. 2 ил.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства, Устройство содержит обнаружитель 1 кадровой синхронизации, первый 2, второй

3, третий 4 и четвертый 5 регистры сдвига, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 и пятый 10 формирователи импульсов, декодер 11, первый 12, второй 13 и третий 14 триггеры, первую 15 и вторую 16 группы элементов ИЛИ, элемент ИЛИ 17, первый и второй дополнительные элементы ИЛИ 18 и

19, элементы неравнозначности 20 и 21, элемент И 22, первый, второй и третий допол1674211 нительные элементы И 23-25, элемент И-НЕ

26 и элемент НЕ 27, Обнаружитель 1 кадровой синхронизации служит для формирования импульса совпадающего по времени с последним битом сигнала кадровой синхронизации, а также для обеспечения задержки на пятнадцать битов входного последовательного потока. Входы обнаружителя 1 кадровой синхронизации являются, соответственно, первым и вторым входами устройства.

Регистры 2 и 3 сдвига предназначены для последовательного сдвига импульса, получаемого на первом выходе обнаружителя 1 кадровой синхронизации, и совместно с первой 15, второй 16 группами элементов

ИЛИ и элементом ИЛИ 17 для получения копии последовательности кадровой синхронизации. Для этог.. первый выход обнаружителя 1 кадровой синхронизации соединен с первым входом регистра 2, а первый (07) выход регистра 2 соединен с первым входом регистра 3, второй (ОО) и третий (03), четвертый (04) и пятый (06) выходы регистра 2. второй {00) и третий (01), четвертый (02) и пятый (03) выходы регистра

3 соединены, соответственно, с первыми и вторыми входами соответствующих элементов первой 15 группы элементов ИЛИ, первый и второй, третий N четвертый выходы

KoTGpbIx соединены, соответственно, c первыми и вторыми входами соответствующих элементов второй 16 группы элементов

ИЛИ, первый и второй выходы которых соединены, соответстввнно, с первым и вторым входами элемента ИЛИ l7, Регистры 2 и 3 совместно с формирователями импульсов 6 и 8 и RS-триггером 13 обеспечивают формирование сигнала cip0бирования на период анализа последовательности битов кадровой синхронизации.

Для этого второй выход регистра 2 подключен к входу формирователя импульсов 8 а первый выход регистра 3 соединен с входом формирователя импульсов 6. Выходы формирователей импульсов 6 и 8 подключены, соответственно, к второму (S) и первому (R) входам RS-триггера 13. О-триггер 12 предназначен для обеспечения фазирования входного последовательного цифрового потока с задержанным с точностью до бита.

Первый вход триггера 12 =îåäèíåí с вторым выходом обнаружителя 1 кадровой синхронизации. а второй вход подключен к второму входу устройства, Формирователь имгульсов 7 предназначен для преобразования сигналов битового ритма в короткие по длительности импульсы, обеспечивающие возможность их счета, поэтому вход формирователя им5

55 пульсов 7 соединен с первым входом устройства.

Элемент не равнозначности 20 предназначен для выявления сигналов несоответствия (ошибок) принятой последовательности кадровой синхронизации с копией, получаемой на выходе элемента ИЛИ 17. Выход элемента ИЛИ 17 соединен с первым входом элемента неравнозначности 20, второй вход которого соединен с выходом триггера

12.

Регистры 4 и 5 сдвига обеспечивают задержку канального синхроимпульса на длину слова (15 бит) и совместно с формирователями импульсов 9 и 10, а также

R-триггером 14 обеспечивают формирование стробирующего сигнала на период анализа информационного слова, Для этого первый (07) выход регистра 4 соединен с первым входом регистра 5, вторые входы регистров 2-5 являются первым входом устройства. Второй выход (00) регистра 4 соединен с входом формирователя импульсов

9, а выход регистра 5 — с входом формирователя импульсов 10. Выходы формирователей импульсов 9 и 10 соединены, соответственно, с первым (R) и вторым (S) входами триггера 14. Первый вход (ДР) регистра 4 является третьим входом устройства. На него подается сигнал пословной синхронизации (канальный синхроимпульс), получение которого является пререгативой приемного устройства и не входит в функцию предлагаемого. Выделение сигналов пословной синхронизации при наличии кадровой синхронизации не представляет серьезных трудностей и может быть реализовано обычным умножением частоты следования кадров.

Декодер 11 предназначен для исправления случайных ошибок в информационных словах, Его структура определяется сложностью корректирующего кода, который используется при кодировании передаваемой информации. Разнообразие возможных применяемых кодов позволяет в каждом конкретном случае выбирать структуру декодера в соответствии с задачами, на которые ориентирована процедура декодирования. Принципы построения и схемы декодеров широко представлены в современной научно-технической литературе, Если предположить, что в соответствии с прототипом структура кадра определяется пятнадцатибитовым сигналом кадровой синхронизации и информационными словами, а обнаружитель кадровой синхронизации допускает до двух ошибочных битов в кадровой синхронизации, то целесообразно применение, например, (15,7) - кода БЧХ, 1674211 позволяющего исправлять все двойные и часть тройных ошибок. Первый входдекодера 11 подключен к первому входу устройства.

Элемент неравнозначности 21 предназначен для выявления сигналов несоответствия битовой структуры слов на выходе декодера структуре информационных слов, принятой некорректируемой цифровой последовательности, поэтому выход триггера

12 подключен к первому входу элемента неравнозначности 2 1, второй вход которого соединен с выходом декодера 11.

Элемент И 22 предназначен для выделения импульсов битовой частоты, совпадающих по времени с анализом сигнала кадровой синхронизации, а элемент И-НЕ

26 и элемент НЕ 27 позволяют выделить импульсы выявленных при этом анализе ошибок. Выход формирователя импульсов 7 подключен к вторым входам элементов И 22 и И-НЕ 26, первые входы которых соединены с первым выходом триггера 13, третий. вход элемента И-НЕ 26 подключен к выходу элемента неравнозначности 20, выход элемента И-НЕ 26 соединен с входом элемента

НЕ 27, Элемент И 23 обеспечивает поступление на вход декодера 11 лишь информационной части потока данных. Поэтому, второй вход элемента И 23 подключен к второму выходу триггера 13. а первый вход присоединен к второму входу устройства.

Выход элемента И 23 подключен к второму входу декодера 11.

Элемент И 24 предназначен для выделения импульсов битового ритма, совпадающих по времени с анализом информационного слова, а элемент И 25 позволяет выделять импульсы выявленных при этом анализе ошибок. Первые входы элементов И 24 и 25 соединены с выходом формирователя импульсов 7, вторые — с выходом триггера 14, выход элемента неравнозначности 21 подключен к третьему входу элемента И 25.

Элемент ИЛИ 18 предназначен для объединения временных последовательностей импульсов битового ритма. совпадающих по времени с анализом кадровой синхронизации и информационных слов. Элемент

ИЛИ 19 позволяет выделять временную последовательность импульсов ошибок, выявленных при этом анализе. Выход элемента

И 22 соединен с первым входом элемента

ИЛИ 18, второй вход которого подключен к выходу элемента И 24. Выход элемента НЕ

27 подключен к первому входу элемента

ИЛИ 19, второй вход которого подключен к выходу элемента И 25. Выходы элементов

ИЛИ 18 и 19 являются первым и вторым выходами устройства, соответственно, Дополнительные элементы, введенные в устройство, могут иметь тоже самое конструктивное исполнение, что и соответствующие элементы, описанные в основном изобретении, т.е. регистры 4 и 5 сдвига аналогичны регистрам 2 и 3, формирователи импульсов 9 и 10- формирователям импульсов 8 и 6, триггер 14 — триггеру 13, элемент неравнозначности 21 — элементу неравнозначности 20. элементы И 23 и 24 — элементу

И 22.

Работа устройства основана на сравнении элементом неравнозначности 20 сигнала кадровой синхронизации и его копии, поступающей с выхода элемента ИЛИ 17, а элементом неравнозначности 21 принимаемых и скорректированных от ошибок информационных слов, поступающих с выхода декодера 11. Элементы неравнозначности

20 и 21 фиксируют ошибки, возникающие при передаче цифровой последовательности, которые через элемент ИЛИ 19 поступают на выход "4" устройства.

Регенерированный последовательный цифровой поток (сигнал А на фиг. 2), содержащий данные и кадровую синхронизацию, поступает на обнаружитель 1 кадровой синхронизации, на первый вход этого обнаружителя поступают сигналы битовой синхронизации (сигнал Б на фиг. 2). Под воздействием шума канала имеют место ошибки (ложные вставки и ложные выпадения битов) в цифровом потоке как в составе данных, так и в составе кадровой синхронизации, Сигнал Г появляется на выходе обнаружителя кадровой синхронизации допускающего. например, до двух ошибочных битов в кадровой синхронизации вида

100110101111000 в интервале времени, соответствующем последнему биту в кадровой синхронизации. Сигнал Г поступает на вход

"Сдвиг вправо" последовательного восьмиразрядного регистра 2 сдвига, выход последнего разряда которого соединен с входом ДР второго регистра 3. На вход С обоих регистров сдвига (RC) 2 и 3 поступает сигнал битового ритма. Соответствующие выходы обоих регистров соединены с входами четырех двухвходовых элементов ИЛИ

15, четыре выхода которых соединены с вхо дами двух двухвходовых элементов ИЛИ 16, два выхода которых соединены с входами двухвходового элемента ИЛИ 17, на выходе которого образуется копия кадровой синхронизации (сигнал Ж на фиг. 2).

Задержанный на пятнадцать битов выходной последовательный поток г. обнару

1674211

10 жителя 1 кадровой синхронизации поступает на 0-триггер 12, на выходе котарога осуществляется фазирование цифрового потока с задержанным с точностью до бита (сигнал Е на фиг. 2), На выходе элемента нераннозначности 20 появляются cNf HBflbt обнаруженных ошибок н кадровой синхронизации потока (сигнал Л на фиг. 2}, RS-триггер 13 на первом выходе формирует сигнал стробирования, длительность

Kоторого равняется длительности кадровой синхронизации. По входу R этот триггер запускается с помощью формирователя импульсов 8, работающего по возрастающему фронту сигнала с выхода ОО регистра сдвига

2. По входу S этот триггер запускается формирователем 6, работающим по ниспадающему фронту сигнала с выхода 06 регистра

3. Сигнал с первого выхода триггера 13 поступает HB один из входов двухнходонаго элемента И 22 и трехвходонаго элемента

И-НЕ 26, на входы этих элементов поступают выходные сигналы (сигнал M на фиг, 2) формирователя 7, которь и срабатывает от ниспадающих фронтов битового ритма. На первый вход элемента И-НЕ 26 поступают

Обнаруженные ошибочные биты в кадровой .инхраниэации, После окончания сиг 13fl8 кадровой синхронизацли на вход "Сдвиг вправо" последовательного носьмиразрядного регистра 4 сдвиг», выход с последнего разряда котопого соединен с входом ДР третьего регистра

5 сдвига, поступа ат импульсь: посланной синхронизации, совпадающие по времени с г.оследними битами информационных слав (сигнал P на фиг. 2), На входы С регистров 4 и 5 сдвига и первый вход декодера l 1 поступает сигнал битового ритма.

Информационная часть (данные} посл эдовательнага цифрового патака, которая снимается с выхода элеме та И 23 н период действия стробирующего сигнала на втором выходе триггера 13, пос1упает на второй вход декодера 11, в котором происходит коррекция сшибок в принятых пятнадцатибитовых словах. На выходе декодера 11 генерируется скорректированная цифровая последовательность данных (сигнал Т на флг, 2). которая поступает на второй вход элемента неравнозначности 21. На первый н) од элемен1а неравназначнасти 21 с выхода триггера 12 поступает задержанный на пятнадцать битов входной последовательный поток (сигнал Е на фиг. 2). На выходе элемента неравнозначносги 21 появляются сигналы ошибок, обнаруженных в информационных словах потока (сигнал У на фиг. 2), которые подаются на третий вход элемента

И 25.

nп J

RS-триггер 14 формирует сигналы стробирования, равные по длительности информационным славам (сигнал Ф на фиг. 2). По входу Р этот триггер запускается с помощью формирователя импульсов 9, работающему по возрастающему фронту сигнала 00 регистра 4; по входу этот триггер запускается формирователем импульсов 10. работающим,по ниспадающему фронту сигнала с выхода 06 регистра 5. Если нет сбоя пословной синхронизации (отсутствие импульсов на первом входе регистра 4), то сигналы стробирования информационных слов сливаются н единый строб, длительность которого равна длительности информационной части кадра цифровой последовательности, Выходной сигнал с триггера 14 поступает на вторые входы элементов И 24 и 25, на первые входы элементов И 24 и 25 которых паступа.от выходные сигналы (M на фиг, 2) формирователя 7.

Выходной сигнал элемента И 24, представляющий собой последовательность импульсов, несущую информацию о количестве праанализиронанных битов слов данных, падается на второй вход элемента ИЛИ 18, на первыи вход которого поступают импульсы, несущие информацию с количестве праанализированных битов кадровой синхронизации (сигнал Н на фиг.

2!.

Выходной сигнал элемента И 25, представляющий собой последовательность импульсов, несущую информацию о количестве выявленных ошибок в словах данных (сигнал Lll на фиг. 2), подается на второй вход элемента ИЛИ 19, на первый вход которого поступают импу ьсы, несущие информацию а количестве выявленных ошибок в кадровой синхраниззции (сигнал

П на фиг, 2).

Выходные сигналы элемента ИЛИ 18 (сигнал Ю на фиг, 2) паступа|от на счетчик псказателя стспени, а выходные сигналы элемента ИЛИ 19 (сигнал Я на фиг. 2) — на счетчик количества ошибок. После подсчета выбранного показателя степени, выходной сигнал счетчика показателя степени осуществляет запись содержимого счетчика количества ошибок в память и, далее сбрасывает н нуль содержимое счетчика количества ошибок, таким образом, обеспечивается оперативное измерение достоверности цифрового потока, принимаемого в реальном времени без потерь научной информации.

Формула изобретения

Устройство для определения достоверности цифровой информации по авт. ce. N..

136""905, отл ича ю шее с ятем, чтос

1674211

10 целью повышения точности устройства, в него введены регистры сдвига, формирователи импульсов, декодер, триггеры и дополнительные элемент неравнозначности, элементы И, ИЛИ, первый выход третьего регистра сдвига соединен через четвертый формирователь импульсов с первым входом третьего триггера, второй вход которого через пятый формирователь импульсов — с выходом четвертого регистра сдвига, первый вход третьего регистра сдвига является третьим входом устройства, объединенные второй вход третьего и первый вход четвертого регистров сдвига, первый вход декодера являются первым входом устройства, вход первого дополнительного элемента И является вторым входом устройства, выход соединен с вторым входом декодера, выход которого и выход первого триггера соединены с входами дополнительного элемента неравнозначности, дополнительный выход

> второго триггера подключен к второму входу первого дополнительного элемента И, выход второго формирователя импульсов соединен с первыми входами второго и

5 третьего дополнительных элементов И, к вторым входам которых подключен выход третьего триггера, к третьему входу третьего дополнительного элемента И подключен выход дополнительного эЛемента неравноз10 начности, между выходом элемента И и, первым выходом устройства подключен первый дополнительный элемент ИЛИ соответственно своими первым . входом и выходом, между выходом элемента НЕ и вторым вы l5 ходом устройства подключен второй дополнительный элемент ИЛИ соответственно своими первым входом и выходом, вторые входы первого и второго дополнительных элементов ИЛИ соединены соответственно

20 с выходами второго и третьего дополнительных элементов И.

1674211

Кодробая синхро/7ЖУб@ИР

Редактор Н. Химчук

Заказ 2927 Тираж 306 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

1 ГО

5 ЛЛЛППЛЛСа

Е

Ж .Л м

Ф и

Р

У Р

У

Составитель Н. Лысенко

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О. Ципле