Система передачи и приема информации с коррекцией ошибок

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05. 01. 81 (21) 3232027/18-09 ($1) М. КП.з

H 04 L 1/10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий ($3) УДК 621. 394. .14(088.8) Опубликовано07.10.82. Бюллетень №37

Дата опубликования описания 07.10.82 (72) Авторы изобретения

ЗЩ.1. гф4

МАТ!. 1!!;,.

Р.Т. Сафаров и Л.М. Финк

7ЕХ тИ1, - Ж

Si! Я(г Г

Ленинградский электротехнический институт еюеэи- " им. проф. М.A. Бонч-Бруевича (71) Заявитель(54) СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ЙРИЕМА ИНФОРМАЦИИ

С КОРРЕКЦИЕЙ ОШИБОК

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в телеметрии и при передаче данных.

Известна система передачи и, приема информации с коррекцией ошибок, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные синхронизатор, генератор эталонного кода, блок сумматоров по модулю два и регистр, а также модулятор сигналов ФРМ, на приемной стороне — демодулятор и объединенные по входу сумматор по модулю два и элемент задержки, выход которого подключен к второму входу сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу коррелятора, к второму входу которого подключен выход генерато ра эталонного кода, к второму входу которого подключен выход синхронизатора (1 g.

Однако у иэвестной оистемы недостаточная помехоустойчивость при модуляции типа ФРМ.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

Для этого в систему передачи и приема информации с коррекцией ошибок, содержащую на передающей стороне последовательно соединенные синхрониэатор, генератор эталонного кода, блок сумматоров по модулю два и регистр, а также модулятор сигналов

ФРМ, на приемной стороне - демодулятор и объединенные по входу сумматор по модулю два и элемент задержки, выход которого подключен к второму входу сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу коррелятора, к второму входу которого подключен выход генератора эталонного кода, к входу которого подключен выход синхронизатора, на передающей стороне введены блок считывания и последовательно соединен.ные блок кодирования и преобразователь кода, при этом выход регистра подключен к входу модулятора сигналов ФРМ, а выход синхронизатора подключен к вторым входам блока кодирования и преобразователя кодов, а также через блок считывания к управляющему входу регистра, к вторым входам которого, а также к вторым входам блока сумматора по модулк два подключены выходы преобразователя кода, на приемной стороне введены последовательно соединенные первый и второй корректоры ошибок, при этом выход сумматора по модулю два

964998 подключен к первому входу первого корректора ошибок, к второму и тре.тьему входам которого подключены соответственно выходы синхронизатора и генератора эталонного кода, .а выход демодулятора соединен с вто- 5 рым входом второго корректора ошибок, первым входом сумматора по модулю два, входом элемейта задержки и первым входом синхронизатора, второй вход которого соединен с выхо-)p дом коррелятора, а выход синхронизатора подключен к третьему входу второго корректора ошибок, при этом первый корректор ошибок содержит riep вый регистр, соединеннЫй через блок элементов И с входами матрицы, выходы которой являются выходами первого корректора ошибок, а к вторым входам блока элементов И подключены выходы второго регистра, при этом входы пер->О вОго и.второго регистров соответственно являются. третьим и первым входами первого корректора ошибок, второй вход которого соединен с третьими входами блока элементов II.

На фиг. 1 приведена структурная схема систеьы передачи и приема информации, состоящей из передающей и приемной частей; на фиг. 2 — схема корректора ошибок.

В передающую часть системы входят блок 1 кодирования, преобразователь 2 кода, регистр 3 на 2и элементов, блок 4 сумматоров по модулю два, генератор 5 эталонного кода, синхронизатор 6, блок 7 считывания, 35 модулятор ФРМ 8.

В состав приемной части системы в-. одят демодулятор ФРМ 9, первый корректор 10 ошибок, сумматор 11 по модулю два, элемент 12 задер>кки, корре- 4Р лятор 13, второй корректор 14 ошибок, генератор 15 эталонного кодВ, синхронизатор 16. Первый корректор ошибок (фиг. 2) содержит первый регистр 17, второй регистр 18, блок элементов И 19-22 и матрицу 23.

Система работает следующим образом.

В блоке 1 кодирования информационное слово, состоящее из К симво.лов преобразуется в и-разрядное слово, например, в соответствии с кодом Хэмминга, исправляющим однократные ошибки. В преобразователе

2 кода двоичная последовательность преобразуется в другую последовательность, соответствующую передаче по методу ФРМ. Полученные и-значные кодовые комбинации записываются в регистр 3 .и подаются на вход блока 4 сумматоров по модулю два, на вторые 60 и входов которого поступают и-значные эталонные слова кода, обладающего хорошими корреляционными свойствами вырабатываемые в генераторе 5 эталонного кода. В блоке 4 суммато- 65 ров по модулю два производится поэлементное суммирование по mod 2 символов двух и-значных слов, из которых одно является информационным, а второе — эталонным. Полученные символы вводятся на вторые и элементов регистра 3, причем информационные символы с выхода преобразователя 2 кода записываются на нечетных элементах, а производные символы с выхода блока 4 сумматоров по модулю два— на четных элементах. регистра 3. Преобразователь параллельного кода (2n, k), записанного в регистре 3, в последовательный код производится с помощью блока 7 считывания, управляе. мого,,как и блоки 1, 2 и 3, сигналами синхронизатора. 6. Последовательность двоичных посылок подается на вход модулятора ФРМ 8, где осуществляется фазовая манипуляция несущих колебаний.

На приемной стороне на выходе демодулятора ФРМ 9 получается двоичный видеосигнал в .виде последовательности слов по 2и элементов, из которых нечетные элементы являются информационными. Они содержат К исходных информационных элементов и и-К проверочных элементов. Четные элементы (их число также n) образованы поэлементным суммированием по mod 2 символов информационной части символов эталонного кода. Такой сигнал подвергается ряду преобразований. С помощью сумматора 11 и элемента зацержки получают дво> чную госледовательность, в которой на четных позициях слов длиной 2 располагаются элемен- ты восстановленного эталонного кода.

Действительно, если d - информационные символы, а Ь„. — элементы эталонного кода, то с„ = а,;(QbÄ. — элементы сигнала на входе блока 11, располагающиеся на четных позициях. При поэлементном суммировании по mod 2 принятого и задержанного на,один элемент сигнала получаем где Ь. = а ® С i — элемент востанов1 ленного эталонного кода.

Сигнал с выхода сумматора 11 по модулю два поступает в коррелятор 13, куда подается также эталонный код.

На выходе коррелятора 13 выделяется синхросигнал, соответствующий границе слова. В первом корректоре 10 ошибок, куда подаются те >се сигналы, в результате поэлементного сравнения эталонного кода генератора 15 эталонного кода и восстановленного

964998 случае подается команда на коррекцию символа а . Поэтому если бы даже лл.л не было корректора 10, то исправлялось бы 50% однократных ошибок. При двухкратной ошибке в канале на выходе демодулятора получаются,.переменными две пары символов. В 75% случаев двухкратных ошибок в восстанов.-. ленном эталонном коде оказываются пораженными либо одна пара соседних посылок эталона b и Ь„ „., либо две, пары посылок Ь „. и b, а также b(!

1+1 и Ь !., Первому случаю сопутствует искажение информационных элементов а „ и ! 5 элемента а-,, где j)< k. Первый корректор 10 выдает команду на коррекцию элемента акл.л, а элемент а исправляется во втором корректоре 14 ошибок. Второму случаю (двум парам щ() искаженных элементов эталона) соответствует искажение информационных элементов а„+„и аул . Первый корректор 10 ошибок выдает команду на исправление сразу пары ошибок.

25 В первом корректоре 10 ошибок (фиг. 2) на элементах И 19 — 22, число которых равно числу элементов эталонного кода, производится проверка совпадения элементов местного и восстановленного эталонного кода.

Сигналы совпадения в конце слова подаются в матрицу 23., где формируются сигналы коррекции. Поскольку, при ФРМ в случае ошибок поражается два соседних элемента восстановленного эталона, то матрица 23 выдает сигналы на инвертирование посылок по правилу, указанному в таблице.

Ошибочно восстановленные элементы!

Ьильи!

Ь Ь„

Ь Ь! !

Ь4 Ь

Ь Ь4

Подлежит коррекции а1 элемент аи а

Это значит, что матрица имеет п О входов и и выходов

Предлагаемая система обеспечивает. надежную групповую синхронизацию, исключение влияния сдваивания ошибок при ФРМ, снижение в 4 раза без дополнительных затрат вероятности ошибочного декодирования информационных слов

В предлагаемой системе по сравнению с известной задача коррекции всех однократных и 75% двухкратных .ошибок решается при меньшей избыточ ности сигнала.

Формула изобретения

1. Система передачи и приема информации с коррекцией ошибок, содержа- 65 эталонного кода определяются искаженные элементы восстановленного кода и вырабатывается сигнал коррекции (инвертирования) информационных элементов.

В результате 75% двукратных ошибок преобразуются в однократные, которые затем корректируются во втором корректоре 14 ошибок. В системе с ФРМ первый корректор может исправлять до 50% однократных ошибок °

Рассмотрим более подробно механизм коррекции ошибок, имея в виду, что рассматривается система передачи информации с ФРМ, в которой происходит сдваивание ошибок..

Если в канале до демодулятора ФРМ .возникла однократная ошибка,то на выходе демодулятора ошибка сдваивается, но она поражает только одну ,информационную посылку а„-, а соседняя посылка С;, также принятая ошибочно, не является информационной.

:Возможно два случая образования та-! ких ошибок: искажены элементы а 1 и

С„ или С„ и а„, Тогда в сигнале на выходе сумматора 11 будут соответственно искажены

С1 101С1 1С1+Л а ,О 1- ««

С11а„с„а1+л

d„„=„„b „„- d„ - Ь „-,„

С. - а.Сл О1 С1.

О+ С. „a.с";а«,„ с 1-1 Ь1 а Ь1+1

В пер вом случ ае оши б к а (и ск аже;ние 0„) не фиксируется. Эта ошибка исправляется в блоке 10. Во втором

I! цая на передающей стороне последо вательно соединенные синхронизатор, генератор эталонного кода, блок сумматоров по модулю два и регистр, а также модулятор сигналов ФРМ, на приемной стороне — демодулятор и объединенные по входу сумматор по модулю два и элемент задержки, выход которого подключен ко второму входу сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу коррелятора, к второму входу которого под1 ключен выход генератора эталонного кода,. к входу которого подключен выход синхронизатора, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повцыения помехоустойчивости, на передающей !

964998

Рис. / стороне введены блок считывания и последовательно соединенные блоК кодирования и преобразователь кода, при этом выход регистра подключен к входу модулятора сигналов ФРИ, а выход синхронизатора подключен к втор 5 входам блока кодирования и преобразователя кода, а также через блок счи.тывания к управляющему входу регистра, к вторым входам которого, а также к вторым входам блока суммато- 10 ров по модулю два подключены выходЫ преобразователя кода, на приемной стороне введены последовательно соединейные первый и второй корректоры ошибок, при этом выход сумматора по 35 модулю два подключен к первому вхо» ду первого корректора ошибок, к второму и третьему входам которого подключены соответственно выходы синхронизатора и генеРатора эталон- рр ного кода, а выход демодулятора соединен с вторым входом второго корректора ошибок, первым входом сумматора по модулю два, входом элемента задержки и первым входом синхронизатора, второй вход которого соединен с выходом коррелятора, а выход синхронизатора подключен к третьему входу второго корректора ошибок.

2. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я я тем, что первый корректор ошибок содержит первый регистр, ;соединенный через блок элементов И с входами матрицы, выходы .которой являются выходами первого корректора сажбок, а к вторым. входам блока элементов И подключены выходы второго регистра, при этом входы первого и второго регистров. соответственно являются третьим и первым входами. первого корректора ошибок, второй вход которого соединен с третьими входами блока элементов И.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 818024, кл. Н 04 L 1/10, 1978 (прототип).

964998

Составитель С. Осмоловский

Редактор Л. Авраменко Техред А;Ач Корректор М. Демчик

Закаэ 7690/47 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4