Пороговый декодер сверточного кода

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может применяться в системах цифровой связи, использующих сверточные коды. Цель изобретения -упрощение устройства и расширение области его применения. Устройство содержит кодеры 1, 3, формирователь 2 синдрома, анализаторы 4, 7 синдрома, корректор 8 ошибки, пороговый элемент 5. блок 6 задержки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>5 H 03 М 13/12

ГО

8Е (ГО (21 (22 (46 (72 ня (56

УДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ОМСТВО СССР

ПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4932337/24

30.04.91

30.08.93. Бюл, ¹ 32

А.Г.Снисаренко, Л.С.Сорока, Г.Е.Березов и Ю.В.Головин

Авторское свидетельство СССР

320904, кл. Н 03 М 13/12, 1987, Авторское свидетельство СССР

252944, кл. H 03 M 13/12, 1986.

„„H3 1837385 А1 (54) flOPОГОВЫЙ ДЕКОДЕР СВЕРТОЧНОГО КОДА (57) Изобретение относится к автоматике и . вычислительной технике и может применяться в системах цифровой связи, использующих сверточные коды. Цель изобретения — упрощение устройства и расширение области его применения. Устройство содержит кодеры 1, 3, формирователь

2 синдрома, анализаторы 4, 7 синдрома, корректор 8 ошибки, пороговый элемент 5, блок 6 задержки. 2 ил, 1837385

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может применяться в системах цифровой связи, использующих сверточные коды.

Цель изобретения — упрощение устройства и расширение области его применения.

На фиг.1 приведена блок-схема порогового декодера сверточного кода; на фиг.2— пример его конкретной реализации.

Пороговый декодер сверточного кода содержит первый кодер 1, формирователь 2 синдрома, второй кодер 3, второй анализатор 4 синдрома, пороговый элемент 5, блок

6 задержки информационной последовательности, первый анализатор 7 синдрома, корректор 8 ошибок, Первый кодер 1 является кодером ортогонального сверточного кода и предназначен для формирования по информационным символам проверочной последовательности. В качестве первого кодера используется регистр сдвига, связанный с сумматорами по модулю два. Длина регистра сдвига, число сумматоров по модулю два и их связи определяются порождающим многочленом ортогонального сверточного кода. Вход кодера является информационным входом устройства, а первый и второй выходы подключены к соответствующим входам второго кодера 3., Формирователь 2 синдрома предназначен для формирования синдромной последовательности из принятой проверочной последовательности и проверочной последовательности, сформированной на приемной стороне первым 1 и вторым 3 кодерами, Первый вход формирователя 2 синдрома является проверочным входом устройства.

Второй кодер 3 предназначен для формирования Добавочных разрядов в кодовом слове квазиортогонального сверточного кода, позволяющих увеличить его вес и на этой основе увеличить исправляющую способ- „ ность квазиортогонального кода. Второй кодер 3 представляет собой регистр сдвига, связанный с сумматорами по модулю два, число разрядов которого, сумматоров по модулю два и их связи обусловлены видом дополыительного многочлена в порождающем многочлене квазиортогонального сверточного кода. Второй выход второго кодера

3 подключен к второму входу формирователя 2 синдрома, а первый выход соединен со входом блока 6 задержки информационной последовательности.

Второй анализатор 4 синдрома предназначен для формирования сигналов значений ортогональных проверок на длине кодового ограничения, превышающую длину кодового ограничения ортогонального сверточного кода, число которых определяется весом дополнительного многочлена в составе порождающего многочлена квазиортогонального сверточного кода.

В качестве второго анализатора 4 синдрома используется регистр сдвига, связанный с сумматорами по модулю два. Длина регистра сдвига, число сумматоров по модулю два определяется видом расширенной проверочной матрицы квазиортогонального систематического сверточного кода и структурой дополнительных ортогональных проверок, Первый вход второго анализатора 4 синдрома соединен с выходом формирователя 2 синдрома, второй вход подключен к выходу порогового элемента 5, третий вход соединен со вторым выходом первого анализатора 7 синдрома, первый выход второго анализатора 4 синдрома соединен с первым входом первого анализатора 7 синдрома, а второй выход — со второй группой входов порогового элемента 5.

Пороговый элемент 5 предназначен для принятия решения о значении шумового сигнала ео на каждом такте работы уст(1) ройства llo сигналам ортогональных проверок, формируемых как на длине кодового ограничения ортогонального кода, так и.на длине, превышающей длину кодового ограничения ортогонального кода. Порог срабатывания порогового элемента 5 выбирается исходя из корректирующих свойств квазиортогонального сверточного кода. К первой группе входов порогового элемента 5 подключен первый выход первого анализатора

7 синдрома, выход порогового элемента 5 соединен со вторыми входами первого 7 и второго 4 анализаторов синдрома и корректора 8 ошибок.

Блок 6 задержки информационной последовательности предназначен для согласования момента коррекции искаженных информационных символов и представляет собой регистр сдвига, длина которого определяется как разность суммы длин регистров сдвига первого и второго анализаторов синдрома и суммы длин регистров сдвига первого и второго кодеров. Выход блока 6 задержки информационной последовательности соединен с первым входом корректора 8 ошибок.

Первый анализатор 7 синдрома предназначен для формирования сигналов значений ортогональных проверок на длине кодового ограничения ортогонального сверточного кода и представляет собой регистр сдвига, связанный с сумматорами по модулю два, Длина регистра сдвига. число сумматоров по модулю два и их связи

1837385

01

1Î1

О1О1

1ОО1

»оо

О»1

1О11

О1О1

ОО1О

1

1

О1

1Î1

0101

ОО1О1

1ОО1О1

1100101

11100.101

) н=

5 !

) определяются порождающим мнагочленам ортогонального сверточнаго кода.

Корректор 8 ошибок предназначен для коррекции искаженных символов информационной последовательности и представляет собой сумматор по модулю два. Выход корректора 8 ошибок является информационнь1м выходом устройства.

Ввиду того, что ортогональные сверточные коды имеют более низкие корректирующие свойства, чем лучшие неортогональные сверточные коды, при одинаковых скоростях и длинах кодовых ограничений, в пороговом декодере используетсяя кваэиортогональный код, корректирующая способность которого приближается к корректирующей способности лучших неортогональных сверточных кодов, а простота реализации процесса декодирования, присущая ортогональным сверточным кодам, сохраняется. При этом в предлагаемом устройстве используется декодирование квазиортоганального сверточного кода в режиме исправления ошибок в отличие от устройства-прототипа, где кратность исправляемых ошибок зависит от структуры ортогонального кода, а введенная избыточность используется для обнаружения ошибок кратности выше гарантированно исправляемых ортогональным кодом.

Возможность реализации режима декодирования квазиортоганальнога сверточного кода с исправлением ошибок подтверждается следующим поимес)ом.

Пусть Ро(х) = х + х + х + 1 — парожда2 ющий многачлен ортогонального сверточного кода. Используя известное выражение, позволяющее привести пораждающ)ий мнаточлен ортогонального кода к квазиортогональному, получим: Р„(х)= х + х + х + х +

9 7 б 5

+х + 1. При этом структура порождающего многочлена ортогонального сверточного кода позволяет построить 4 ортоганальные

ripoBepK от 1осительна символа ео(вида: (1)

А1 = Я = ео + е (2 (1 (2, А4 = Яб(21 = еР+ е1() + е4(" + еб() + еб(21.

Рассмотрим теперь расширенную проверочную матрицу квазиартаганал ьн ага сверточного кода, порождаемого многачленам P,"(x);

Анализ проверочной матрицы Н позволяет сделать вывод о том, что на длине кодового ограничения nA = 24 могут быть построены еще две артагональные проверки вида:

Ae = s7() si() 1)e() = eo ) + ев +

+е10(+ e12 + е7 + ев + e1 (1 (1) 2 (2 (2), 1Р +e9 +e1 +ез +е4 +e5 чта позволяет сделать вывод о том, что использование квазиортогонального сверточного кода в режиме исправления ошибок позволяетгарантированноисправлятьтрехкратные ошибки. Очевидно, что использование такого режима декодирования позволяет избежать необходимости обнаруживать ошибки кратности выше гарантированно исправляемых ортогональным

2р сверточным кодом.

Вместе с тем, поскольку квазиортогональные сверточные коды являются неортогональными, То использование предложенного подхода к декодированию кваэиортогональных сверточных кодов в режиме исправления ошибок применительно к неортогональным сверточным кодам позволяет декодировать их в ряде случае, зависящих от структуры неортогонального

3р сверточного кода, пороговым методом на расширенной длине кодового ограничения.

Устройство работает следующим обра- зом.

В исходном состоянии в регистрах сдвига первого 1 и второго 3 кодеров, первого 7 и второго 4 анализаторов синдрома, блока 6 задержки информационной последовательности записаны нулевые сигналы. В пороговом элементе 5 установлено пороговое

11k мин

4О значение z = 2, где д )ин — минимальное .кодовое расстояние квазиортоганального сверточного кода.

Из канала связи на информационный вход устройства (вход кодера 1) поступают в последовательном коде с тактовым периодом AT сигналы двоичной информационной последа вател ь ности M(x), искажен н ые воздействием помехи е1(х), т.е, поступает дво5р ичная последовательность M(x) = М(х) +

+Е1(х), которая далее поступает в разряды регистра сдвига второго кодера 3, Первый 1 и второй 3 кодеры реализуют процесс умно. жения последовательности М(х) на порожI дающий мнагочлен квазиаpTO) 0Hальнога сверточного кода Рк(х), формируя проверочнуюю последовательность, которая поступает на второй вход формирователя 2 синдрома, на первый ехад которого поступают в последователь)«;.: коде с тактовым перирдом ЛТ

1837385 сигналы проверочной последовательности, сформированные на передающей стороне, вида.

Мп(х) - М(х) Р (х) + Е2(х).

В случае отсутствия ошибок, т.е. при

Е1(х) - Ег(х) О, в регистры сдвига второго 4 и первого 7 анализаторов синдрома запишется нулевой синдром. Сигналы ортогональных проверок А1-Аб равны нулю. Порог

noporoaoro элемента 5 превышен не будет.

В результате информационная последовательность М(х), поступающая с выхода блока 6 задержки информационной последовательности на первый вход корректора 8 ошибок, коррекции не подвергается и поступает в неискаженном виде получателю. Коррекция соответствующих разрядов регистров сдвига первого 7 и второго 4 анализаторов синдрома не производится.

В случае, если Е1(х) у - О и Е2(х} 6 О, но кратность ошибки не превосходит гарантированно исправляемой квазиортогональным сверточным кодом, устройство работает следующим образом. Пусть для простоты изложения M(x)P (x) 0000000000 и при передаче кодового слова квазиортогонального сверточного qqpa (оздействовала трехкратная ошибка eî e1 ег(. При этом в регистрах сдвига первого 1 и второго 3 кодеров запишется информационная последовательность ...0000000111. По значениям символов синдромной последовательности, записанной в разрядах регистра сдвига второго 4 и первого 7 анализаторов синдрома, формируются сигналы ортогональных проверок:

А1-1

А2-О: Аз 1;

А4 О;

Аб1;

Аб- 1.

Так как Ai > 4, то пороговый элемент

f --1

5 вынесет решение о значении шумового символа ео = 1, сигнал с выхода которого поступит в соответствующие разряды регистров сдвига первого 7 и второго 4 аналиэаторов синдрома и на второй вход корректора 8 ошибок, где произойдет исправление ошибочно принятого информационного символа io, Таким образом, на рассматрива5 емом такте работы предлагаемого устройства последствия воздействия трехкратной ошибки устраняются. Очередной сигнал вызовет повторение описанных операций.

Легко заметить, что ошибка e> e1" е2 в

10 устройстве-прототипе не исправляется и приводит к размножению ошибок.

Таким образом, в предлагаемом устройстве сохраняются корректирующие свойства устройства-прототипа при упрощении

15 устройства.

Формула изобретения

Пороговый декодер сверточного кода, содержащий первый и второй кодеры, кор- . ректор ошибок, формирователь -синдрома, 20 первый анализатор синдрома, пороговый элемент, выход которого соединен с первыми входами корректора ошибок и первого анализатора синдрома, первый выход которого соединен с первой группой входов по25 рогового элемента, первый вход формирователя синдрома является проверочным входом устройства, вход первого кодера является информационным входом устройства,отл ич а ющи йся тем, что, 30 с целью упрощения устройства, в него введены блок задержки информационной последовательности и второй анализатор синдрома, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выхо35 дом формирователя синдрома, выходом порогового элемента и. вторым выходом первого анализатора синдрома, первый вы. ход второго анализатора синдрома соединен с вторым входом первого анализатора

40 синдрома, второй выход —. с второй группой входов порогового элемента, первый и второй выходы первого кодера подключены к одноименным входам второго кодера, первый и второй выходы которого соединены

45 соответственно с вторым входом формирователя синдрома и входом блока задержки информационной последовательности, выход которого соединен с вторым входом корректора ошибок, выход которого является

50 информационным выходом устройства.

СМ

Д

Составитель А.Снисаренко

С.Ходакова Техред М.Моргентал Корректор И,Шмакова

0 Тираж Подписное

ИПИ 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