Устройство для декодирования двоичных кодов при трехкратном повторении сообщений

 

Изобретение относится к цифровой технике , в частности к логическим решающим устройствам, и может быть использовано в устройствах приема и обработки дискретных сообщений. Цель изобретения - повышение достоверности устройства. Устройство содержит детектор 1 качества, блок 2 коррекции, блок 3 синхронизации, счетчик 4 символов, регистр 5, элементы И 6-8, элемент ИЛИ 9, преобразователь 10 код-аналог. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

(39) ((() СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 03 М 13/00

ГОСУДАРСТВЕНМЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Q

Я, Фиг.!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1345357 (21) 4796663/24 (22) 27.02.90 (46) 23.06.92. бюл. М 23 (72) О.Н.Жуков, О.П.Малофей, Ю.И.Николаев, В.Н.Шевченко и В.Г.Резинько (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1345357, кл. Н 03 М 13/00, 1987. . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕКОДИРОВАНИЯ

ДВОИЧНЫХ КОДОВ ПРИ ТРЕХКРАТНОМ

ПОВТОРЕНИИ СООБЩЕНИЙ

2 (57) Изобретение относится к цифровой технике, в частности к логическим решающим устройствам, и может быть использовано в устройствах приема и обработки дискретных сообщений.. Цель изобретения — повышение достоверности . устройства.

Устройство содержит детектор 1 качества, блок 2 коррекции, блок 3 синхронизации, счетчик 4 символов, регистр 5, элементы И

6-8, элемент ИЛИ 9, преобразователь 10 код-аналог. 1 з.п. ф-лы, 4 ил,, 1 табл.

1743003

10

30

40

50

Изобретение относится к.цифровой технике, в частности к логическим решающим устройствам, может быть использовано в устройствах приема и обработки дискретных сообщений и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. М

1345357, Известно устройство для декодирования двоичных кодов при трехкратном повторении сообщений; содержащее элементы

ИЛИ, счетчик символов, первый. второй и третий элементы И, регистр, детектор качества, блок коррекции и блок синхронизации, тактовый вход которого соединен с тактовым входом устройства и тактовыми входами детектора качества, счетчика сим- . волов и регистра, первый и второй выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов

И, два входа регистра являются управляющими входами устройства, выход старшего разряда счетчика символов подключен к второму входу первого элемента И и первому входу третьего элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого является вы- ходом устройства, вход которого подключен к информационному входу детектора качества, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока коррекции, три синх ровхода которого соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, а выход подключен к счетному входу счетчика символов, выход младшего разряда которого подключен к вторым входам второго и третьего элементов И и третьему входу бло,ка коррекции, Недостатком известного устройства является низкая достоверность приема информации при воздействии нестационарных помех, так как при вынесении решения детектором качества не учитывается имеющаяся информация р характере помех, действующих в данное время на принимаемые символы сигнала. Это приводит к росту вероятности необнаружения ошибки детектором качества и увеличение вероят.ности появления ложных "стираний", что снижает достоверность приема информации устройство в целом.

Цель изобретения — повышение достоверности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для декодирования двоичных кодов при трехкратном повторении сообщений введен преобразователь код — аналог, выход которого подключен к управляющему входу. детектора качества, а входы подключены к управляющим входам устройства.

Детектор качества состоит из нормирующих усилителей, компараторов, элементов

НЕ, элементов И и источника опорного напряжения, выход которого соединен с первыми входами первого и второго нормирующих усилителей и через третий нормирующий усилитель — с первым входом первого компаратора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выходы второго и третьего нормирующих усилителей соединены с первыми входами соответственно второго и третьего компараторов, выход второго компаратора через элемент НЕ соединен с входом второго элемента И, выход третьего компаратора соединен с вторым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И являются выходами детектора качества, вторые входы компараторов объединены и являются информационным входом детектора качества, вторые входы второго и третьего нормирующих усилителей объединены и являются управляющим входом детектора качества, второй вход первого элемента И и третий вход второго элемента

И объединены и являются тактовым входом детектора качества, На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема детектора качества; на фиг.3 — график, поясняющий работу детектора качества; на фиг,4 — схема блока коррекции.

Устройство. для декодирования двоич-. ных кодов (фиг.1) содержит детектор 1 качества, блок 2 коррекции, блок 3 синхронизации, счетчик 4 .символов, регистр 5, элементы И 6 — 8, элемент ИЛИ 9, преобразователь 10 код-аналог, информационный вход 11, управляющие входы 12 и

13 и тактовый вход 14. Причем тактовый вход 14 устройства подключен к тактовым входам блока 3 синхронизации, детектора 1 качества, счетчика 4 символов и регистра 5, первый и второй выходы которого подключены к первым входам соответственно элементов И 6 и 7. Два входа регистра 5 являются управляющим входами 12 и 13 устройства. В ыход старшего разряда. счетчика

4 символов подключен к второму входу элемента И.6 и второму входу элемента И 8.

Выходы элементов И 6-8 подключены к входам элемента ИЛИ 9, выход которого является выходом устройства. Вход 11 устройства подключен к информационному входудетектора 1 качества, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока 2 коррекции, три синхровхода которого

1743003 соединены с соответствующими выходами блока 3 синхронизации. Выход блока 2 коррекции подключен к счетному входу счетчика 4 символов, выход младшего разряда которого подключен к второму входу эле- 5 мента И 7 первому входу элемента И 8 и третьему входу блока 2 коррекции.

Детектор 1 качества (фиг.2) состоит из нормирующих усилителей 15 и 16 с регулируемым коэффициентом усиления, норми- 10 рующего усилителя 17, источника 18 опорного напряжения, компараторов 1921, логического элемента НЕ 22 и элементов

И23и24, Выход источника 18 опорного напряже- 15 ния подключен к первым входам нормирую- . щих усилителей 15 и 16 и через нормирующий усилитель 17- к первому входу компаратора 21, выход которого соединен с первым входом элемента И 24. 20

Выходы нормирующих усилителей 15,и 16 соединены с первыми входами соответственно компараторов f9 и 20. Выход компа-, ратора 19 через элемент НЕ 22 соединен с первым входом элемента И 23, Выход ком- 25 паратора 20 соединен с вторым входом элемента И 23. Выходы элементов И 23, 24 являются выходами детектора 1 качества.

Вторые входы компараторов 19-21 объединены и являются информационным входом 30 детектора 1 качества. Вторые входы нормирующих усилителей 15 и 16 объединены и являются управляющим входом детектора:1 качества. Второй вход элемента И 24 и третий вход элемента И 23 объединены и явля- 35 ются тактовым входом детектора качества, Детектор 1 качества предназначен для анализа качества символов, поступающих на информационный вход 11 устройства. В том случае, когда принимаемый символ не- 40 качественный и с большой степенью риска принимается решение о принятом символе . (отождествляется символ с "0" или "1"), на втором выходе детектора 1 качества появля-, ется сигнал стирания 0, а на первом выходе 45 детектора 1 появляется принимаемый символ "0" или "1", к которому соответствует сигнал стирания. На фиг.3 изображены уровни порогов, используемые в детекторе

1 качества для вынесения решения о прини- 50 маемом символе. Причем порог Uno является постоянным, а уровни порогов 0п1 и Un2 регулируемыми. Расстояние h между уровнями Un1 и 0п2 есть ширина зоны "стираний". Уровень 0ло является порогом, с 55 которым сравнивается символ А! для отождествления его с "0" или "1" по правилу

1, Àf > 0, А!

О, А! Unz, то вырабатывается сигнал стирания О, который указывает на ненадежный символ, Ширина h эоны "стираний" регулируется в детекторе 1 качества по сигналам, поступающим .на управляющие входы 12 и 13 устройства,.которые несут информацию о характере и интенсивности мешающих воздействий, действующих на принимаемое сообщение. Таким образом, благодаря установлению оптимальной зоны

"стирания" в детекторе.1 качества, удается повысить вероятность правильного принятия решения детектором 1 качества.

Блок 2 коррекции предназначен для коррекции второго и третьего символов на основе анализа их качества с использованием сигнала стирания 0, поступающего на второй вход блока 2 коррекцйи.

Блок 2 коррекции (фиг.4) содержит элементы ИЛИ 25 — 29, элементы И 30-35, элемент ЗАПРЕТ 36 и О-триггер 37. Для нормального функционирования блока 2 коррекции на его синхровходы подаются последовательности синхроимпульсов СИ 1,.

СИ2и СИЗ.

При приеме первого сигнала (А1) он запоминается, т.е. считывается счетчиком 4 символов. Значение символа А1 хранится в младшем разряде счетчика. После этого осуществляется прием второго символа (А2) с одновременной подачей в блок 2 коррекции символа А1 из младшего разряда счетчика 4 символов, В том случае, если второму символу А2 соответствует сигнал стирания О, то предпочтение отдается ранее принятому символу А1, как более .качественному. Он повторно считывается счетчиком 4. Если же сигнала стирания не было, то счетчик 4 считывает значение второго символа А2. Описанное наглядно показано в таблице.

Т.е. в счетчик 4 в зависимости от качества заносится либо символ А1, либо символ

А2, который, кроме записи в счетчик 4, запоминается в триггере 37 (фиг.4) блока 2 коррекции.

После этого осуществляется прием третьего символа АЗ и соответствующего ему сигнала стирания д. Операция коррекции повторяется с той лишь разницей, что ранее принятый символ считывается не из счетчика 4, а из триггера 37 блока 2 коррекции. При этом, если сигнала стирания нет, то счетчик 4 считывает третий символ АЗ, а если сигнал стирания есть, то счетчик 4 счи тывает значение символа, хранимого в триггере 36 блока 2 коррекции.

1743003

40 единицу

Блок 3 синхронизации служит для преобразования последовательности тактовых импульсов, поступающих на тактовый вход

14 устройства, в последовательности синхроимпульсов в СИ1, СИ2, СИЗ, которые появляются на соответствующих выходах блока 3 синхронизации в момент прихода соответственно символов А1, А2, АЗ.

Счетчик 4 символов представляет собой двоичный двухразрядный счетчик и предназначен для подсчета числа единиц, поступивших на его счетный вход с выхода блока

2 коррекции, Счет происходит с тактовой частотой. Счетчик 4 может быть выполнен на стандартных логических микросхемах.

Регистр 5 предназначен для запоминания кода правила декодирования. который поступает на управляющие входы 12 и 13 устройства, которые являются входами регистра. Данный код определяет правило декодирования в зависимости от характера и интенсивности мешающих воздействий, действующих на обрабатываемые символы принимаемого сообщения. Регистр 5 — это стандартное логическое устройство, которое может быть реализовано на интегральных . микросхемах.. Код . правила декодирования может быть получен любым из известных способов, например используя устройство, которое вырабатывает сигнал, пропорциональный нестационарным мешающим воздействиям.

Если в регистре 5 (на его выходах) установлен код 00, то единица на выходе устройства для декодирования выдается только в 35 том случае, если счетчик 4 символов сосчитал три единицы. Если же на выходах регистра 5 установлен код 10, то единица на выходе устройства для декодирования выдается в том случае, если счетчик 4 сосчитал две или три единицы. Если на выходах регистра 5 установлен код 11, то единица на выходе устройства декодирования выдается, если счетчик 4 сосчитал хотя бы одну

В общем случае код правила декодирования с течением времени меняется вследствие изменения характеристик искажений в канале связи. Поэтому запись этого кода в . регистр 5 осуществляется с тактовой частотой.

Элементы И 6-8 — стандартные логические элементы на два выхода каждый, а элемент ИЛИ 9 — стандартный логический элемент на три входа.

Преобразователь 10 код-аналог предназначен для преобразования кода правила декодирования в соответствующий аналоговый сигнал, который используется далее в детекторе 1 качества для установления onтимальной ширины эоны "стираний". Преобразователь 10 может быть реализован в виде цифроаналогового преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Первый принимаемый символ А1 поступает на информационный вход 11 устройства и далее на информационный вход детектора 1 качества, где сравнивается с порогом Uno в компараторе 21. Уровень порога Оп формируется из опорного напряжения, вырабатываемого- источником 18 опорного напряжения и проходящего через нормирующий усилитель 17. На выходе компаратора 21 формируется сигнал логического "0" или "1" по правилу

1, Al >Опо

Al0,А<О, где то =1,2,3, т.е. символ А отождествляется с "0" или "1" и далее через открытый синхроимпульсом

СИ1 элемент И 24 детектора 1 качества и элемента И 32 блока 3 коррекции поступает через элемент ИЛИ 29 блока 2 коррекции на счетный вход счетчика 4, который считывает его с тактовой частотой.

Аналогично описанному в детекторе 1 качества принимается решение о втором символе А2, Кроме этого, при приеме символа А2 учитывается его качество. При этом символ А2 сравнивается в компараторах 19 и 20 с уровнями порогов соответственно U» и Unz (фиг.3), которые формируются из напряжения, вырабатываемого источником 18 опорного напряжения, проходящего соответственно через нормирующие усилители

15 и 16 с регулируемым коэффициентом усиления, Коэффициент- усиления усилителей

15 и 16 (и ширина зоны "стирания") зависит от уровня сигнала, поступающего с выхода преобразователя 10 код-аналог на управляющий вход детектора 1 качества, который, в свою очередь. зависит от хода правила декодирования, поступающего на управляющие входы 12 и 13 устройства.

Таким образом, в зависимости от кода на управляющих входах 12 и 13 устройства изменяются коэффициенты усиления нормирующих усилителей 15 и 16 в детекторе 1 качества, определяющие ширину эоны "стираний" последнего, Для правильного функционирования детектора 1 качества необходимо, чтобы при изменении управляющего воздействия на усилителя 15 и 16 их коэффициенты усиления изменялись пропорционально, нос разным знаком, т.е. если коэффициентусиления 15 увеличился, то коэффициент усиления усилителя 16 уменьша1743003

10 ется на такую же величину. Это сделать не- далее через элемент ИЛИ на вход И 35 посложно, применив в этих усилителях, напри- ступаег ранее принятый символ (либо А1, мер, транзисторы с различным типом . либо А2 в зависимости от коррекции). Если проводимости и одинаковыми параметра- символу АЗ соответствует сигнал стирания, ми. Таким образом, уровни 0м и Url2 всегда 5 то через элементы И 35, ИЛИ 28 и 29 счетчик находятся на одинаковом расстоянии от 4 сосчитает содержимое триггера 37. Если

Uno, что важно для обеспечения минимума же сигнала стирания не было, то символ А3 среднего риска при принятии решения о считается качественным. т.е. пригодным к качестве символа, и, в то же время, рассто- дальнейшей обработке, и через элементы яние h может быть различным в зависимо- 10 ЗАПРЕТ 36, ИЛИ 28 и 29 считывается счетсти от управляющего воздействия, что чиком 4. позволяет оптимизировать ширину зоны Таким образом, после приема трех сим"стираний" h. волов в счетчике 4 хранится код числа едиПо результатам сравнения символа А2 с ниц в этих символах. В регистре 5 записан уровнями порогов 0 > и Unz компараторы 19 15 код правила декодирования. и 20 вырабатывают сигнал логического "0" Если на входах первого и второго разряили "1" по правилу(1). Этот сигнал с выхода дов регистра 5 присутствует код 00, то на компаратора 19 инвертируется в элементе выходах элементов И 6 и 7 сигналы равны

НЕ 22 и поступает на первый вход элемента нулю. Третий элемент И 8 выдает сигнал, И 23, на второй вход которого поступает 20 равный единице, только при наличии двух сигнал непосредственнос выхода компара- единиц на его входах, т.е, если счетчик 4 тора20.Такимобразом, на первом и втором сосчитал три единицы. Сигнал с выхода входах элемента И 23 только тогда будут третьегоэлемента И8черезэлементИЛИ9 сигналы логической "1", когда Un» А >Ою поступает на выход устройства для декодит.е. символ входит в область "стирания". 25 рования. Таким образом, при коде 00 на

Сигнал стирания О поступает на выход выходах регистра 5 реализуется правило детектора 1 качества с приходом на такто- декодирования, при котором единица на вый .вход соответствующего синхроимпуль- выходе устройства для декодирования выса. С приходом второго символа А2 символ . дается только тогда, если счетчик 4 симвоА1 с выхода младшего разряда счетчика 4 30 лов сосчитал три единицы. символов поступает через элемент 30 Если на выходах регистра 5 установлен (фиг.4), открытый синхроимпульсом СИ2, на код 10, сигнал на выходе второго элемента И . вход элемента ИЛИ и далее на вход элемен- 7 присутствует при наличии единицы на выта И 35, На элементах ЗАПРЕТ 36 и И 35 ходе старшего разряда счетчика 4, т.е. если выполнена непосредственно схема коррек- 35 счетчик 4 сосчитал две или три единицы, ции. Сам символ А2 через элемент И, откры- Если на выходах регистра 5 установлен тый СИ2, проходящими через ИЛИ, код 11, на выходе элемента И 7 единица поступает на прямой вход элемента ЗА- будет в том случае, если счетчик сосчитал

ПРЕТ 36. Если символу А2 не соответствует одну единицу на выходе элемента И 6 еди. сигнал стирания О (символ А2 качествен- 40 ница будет, если счетчик сосчитал две или ный), то сигнал стирания равен нулю(О=О), три единицы. Этот сигнал через элемент он подается на инверсный вход элемента ИЛИ 9 поступает на выход устройства. ТаЗАПРЕТ 36 и вход элемента И 35, Через эле- ким образом, при коде 11 реализуется прамент ЗАПРЕТ пройдет символ второго повто- вило декодирования, при котором единица рения А2, который через элементы ИЛИ 28 и 45 на выходе устройства для декодирования

29 поступает на счетный вход счетчика 4 и выдается тогда, когда счетчик 4 символов считывается. Одновременно с этим счастотой сосчитал одну, две или три единицы.

СИ2 происходит его запись в 0-триггер 37. При приеме последующего трижды поЕслижесигналуА2соответствуетсигналсти- вторенного символа В1, В2, ВЗ последоварания (0= 1), то через элемент И 35 пройдет 50 тельность действий полностью аналогична. более качественный символ А1, который че. рез элементы ИЛИ 28 и 29 сосчитаемая счет- Формула изобретения чиком 4 и запишется в D-триггер 37. Счет ведется с тактовой частотой. 1. Устройство для декодирования двоичС приходом. третьего символа АЗ он.че- 55 ных кодов при трехкратном повторении сорез И 33, открытый СИЗ, проходящими че- общений поавт. св. %1345357, отл и ч а юрез элемент ИЛИ 25, поступает на прямой щ е е с я тем, что, с целью повышения вход элемента ЗАПРЕТ. Одновременно с достоверности устройства, в него введен этим через элемент И 31, открытый СИ3. и преобразователь код-аналог, выход которого подключен к управляющему входу детек1743003

А1 А2 (Ав) (А ) А3 тора качества, входы — подключены к управляющим входам устройства.

2. Устройство по п.1, отл и ча ю щеес я тем; что детектор. качества выполнен на нормирующих усилителях, компараторах, элементе НЕ, элементах И и источнике опорного напряжения, выход которого соединен с первыми входами первого и второго нормирующих усилителей и через третий нормирующий усилитель — с первым входом первого компаратора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выходы второго и третьего нормирующих .усилителей соединены с первыми входами соответственно второго и третьего компара0

1

0

1

1 торов, выход второго компаратора через элемент НЕ соединен с первым входом второго элемента И, выход третьего компаратора соединен с вторым входом второго

5 элемента И, выходы первого и второго элементов И.являются выходами детектора качества, вторые входы компараторов объединены и являются информационным входом детектора качества, вторые входы

10 второго и третьего нормирующих усилителей объединены и являются управляющим входом детектора качества, второй вход первого элемента И и третий вход второго элемента И объединены и являются такто15 вым ходом детектора качества.

° а а ео мюе

Значение символа, считываемого . счетчиком

0

0

1

1743003

АУ,Я

Редактор Н.Яцола

Заказ 2295 Тираж 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 4

Und 2

Составитель Н,Бочарова

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская