SU1662013A1

SU1662013A1 - Кодек несистематического сверточного кода

Info

Publication number: SU1662013A1
Application number: SU884499301A
Authority: SU
Inventors: Sergej I Prikhodko; Andrej G Snisarenko; Leonid S Soroka; Aleksandr S Stolyarov; Valerij I Glushkov
Original assignee: Prikhodko Sergej; Andrej G Snisarenko; Leonid S Soroka; Aleksandr S Stolyarov; Glushkov Valerij
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1991-07-07

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование в системах передачи информации позволяет упростить кодек, состоящий из передающей стороны 1, приемной стороны 2 и канала 3 связи. Передающая сторона 1 включает в себя кодеры 4, 5. Приемная сторона 2 содержит вычмслителль 6 оценок и пороговый элемент 9. Упрощение достигается благодаря введению на приемной стороне 2 вычислителя 7 оценрк и умножителей 8 на постоянный коэффициент. 3 ил., 1 табл.

СО

с

О '

о

кэ

о

со

>

1662013

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано в системах передачи информации.

Цель изобретения - упрощение кодека.,

На фиг.1 приведена блок-схема кодека; на фиг.2 и 3 - примеры выполнения блоков кодека.

Кодек состоит-из передающей стороны 1, приемной стороны 2 и канала 3 связи. Передающая сторона 1 включает первый и второй кодеры 4 и 5, Приемная сторона 2 содержит первый и второй вычислители 6 и 7 оценок, умножители 8 на постоянный коэффициент по числу проверок используемого кода и пороговый элемент 9.

Первый кодер 4 выполнен (фиг.2 и 3) на регистре 10 сдвига и сумматорах 11 по модулю два. Второй кодер 5 выполнен на регистре 12 сдвига и сумматорах 13 по модулю два.

Первый вычислитель 6 оценок реализуется на первом и втором регистрах 14 и 15 сдвига и сумматорах 16 по модулю два. Второй вычислитель 7 оценок реализуется на первом и втором регистрах 17 и 18 сдвига и сумматорах 19 по модулю два.

Конкретный вид кодеров 4 и 5 и вычислителей 6 и 7 оценок, т.е. длина регистров 10, 12, 14, 15, 17 и 18 сдвига и количество сумматоров 11, 13, 16 и 19 по модулю два зависят от выбранного кода. Тактовые входы регистров 10, 12, 14,15,17,°18 сдвига не показаны.

Пусть задан ортогональный несистематический сверточный код над полем СР (2), имеющий следующие порождающие многочлены:

стры 14,15, 17 и 18 сдвига вычислителей 6 и 7 оценок с присущими им связями с сумматорами 16 и 19 по модулю два формируется система оценок (Ει), ортогональных относи5 тельно первого информационного символа ΙΙι вида

Ει = ϋι + βι^χ’

Ε₂ = υι +е?:

10 Ез = υι + ед^х + ед^у; ¹ '

Ε₄ = υι + е2^х + 65^х + еб^у;

Еэ = и ι + ез^х + еб^х + ег^у + еб^у.

Каждая, из оценок Ει умножается на ко15 эффициент, зависящий от ее веса (чем меньше вес оценки, тем больше коэффициент).

Принцип образования коэффициентов представлен в таблице.

Если сравнить вес оценок Ει и Ед, вид20 но, что \Л/д > νν-ι. Следовательно, на достоверность символа ΙΙι в оценке Ед окажет влияние большее количество шумовых символов, чем на достоверность символа и 1 в оценке Еь Отсюда следует, что значе25 ние оценки Ει весомое значения оценки Ед м₄

при принятии решения в раз. Продолжая подобные рассуждения на основании таблицы, получим систему уравнений вида

30

35

Ρι = Рк νντ

Рз =м₃

Ρι;

Ροι (X)'= X² + 1 ;

Рог(Х) = Х² + Х+1 (1)

.Процесс получения порождающего

многочлена квазиортогонального несистематического сверточного кода выражается соотношением

40

ρ₄=^1ρ,_;

νν₄

Ρ5 = ^-^ρι; ν\/5

5

Σ ^ρι = ¹·

ί = 1

(4)

45

Ρκ(Χ)=Ρθ2(Χ)·Χ' + Ρ_θ(Χ), (2)

где Рог (X) - второй порождающий многочлен ортогонального несистематического сверточного кода;

Рд М "Дополнительный многочлен, множитель X* позволяет сохранить структуру ортогонального несистематического сверточного кода в составе квазиортогонального несистематического сверточного кода,

I > бед Р_д (X).

При поступлении закодированной информационной последовательности в реги50

55

решив которую относительно Ρι, получим: о _ 12,. η _ 12 η _ 6 _ο _ 4 „

^Ρι 37’ ^Ρ2 37’ ^Рз 37’ ^Ρ4 37 ^{и Ρδ =}

3

= Умноженные на коэффициенты Ρι,

оценки Ει подаются на пороговый элемент 9 (в данной схеме порог выбран Рпорога =

25 ,

= ), на котором производится принятие решения о значении информационного символа I) 1. Если Е|Р| > Рпорога , то

1 = 1

и ι = 1, в противном случае ΙΙι = 0.

Кодек работает следующим образом.

В исходном состоянии в регистрах 10,

12, 14, 15, 17 и 18 сдвига кодеров 4 и 5 и вычислителей 6 и 7 оценок 5 записаны нулевые сигналы. В пороговом элементе 9

1662013

установлено пороговое значение Рпорога = 25

= ду . На вход кодека (вход кодера 4) в

последовательном коде поступают с тактовым периодом ΔΤ сигналы двоичной информационной последовательности Μ (II). Эта последовательность продвигается с тактовым периодом ΔΤ по разрядам регистра 10 сдвига первого кодера 4 и далее по разрядам регистра 12 сдвига второго кодера 5. В процессе этого движения формируются две проверочные последовательности, первая - путем умножения информационной последовательности Μ (II) на первый порождающий многочлен ортогонального несистематического сверточного кода Ро 1 (и) - М (0) Ро 1 (и), которая передается по первому проверочному каналу (верхний на чертежах), вторая - умножением информационной последовательности Μ (II) на порождающий многочлен квазиортогонального несистематического сверточного кода Р_к (и) - М (и) Рк (и), которая передается по второму проверочному каналу (нижний на чертежах).

Принятая с первого выхода канала 3 последовательность Μ (II) Ро1 (и) записывается с тактовым периодом ΔΤ в первый регистр 17 второго вычислителя 7 оценок, откуда передается в первый регистр 14 первого вычислителя 6 оценок, а последовательность М (Ц) Рк (и) - соответственно во второй регистр 18 второго вычислителя оценок 7 и далее во второй регистр 15 первого вычислителя 6 оценок. Декодирование информации происходит в результате формирования значений ортогональных оценок ΕΙ и принятия по ним гибких решений о достоверности каждого информационного символа III информационной последовательности М (II) на пороговом элементе 9. Так как в процессе движения по каналу 3 связи последовательности м (и) Ροι (и) и м (и) Рк (II) могут подвергаться воздействию помех е^х и е^у (фиг.2 и 3), то в работе кодека целесообразно выделить три случая:

декодирование информации происходит при отсутствии ошибок;

,, декодирование информации происходит при наличии ошибок, уровень которых меньше или равен корректирующей способности исходного ортогонального несистематического сверточного кода:

декодирование информации происходит при наличии ошибок, уровень которых выше корректирующей способности исходного ортогонального несистематического сверточного кода.

Рассмотрим первый случай.

Пусть для простоты понимания по каналу 3 связи передаются закодированные последовательности атогазадаБЭб...

'-ОООООО... и 616263646566...—000000..., по5 лученные в результате умножения на соответствующие многочлены: Ροι (и) = = и² + 1-101 и р_к(и) = и⁴ + и² + и+1-10111 информационной последовательности и 102031)41151)6... 000000. Эти закодиро10 ванные последовательности с тактовой частотой ΔΤ записываются соответственно в первый и второй регистры 17 и 18 второго. вычислителя 7 оценок, а затем - в регистры 14 и 15 первого вычислителя 6

15 оценок. Происходит формирование значений оценок Е, в соответствии с выражением (3), ортогональных относительно информационного символа ΙΗ: Ει = ΙΙ1 = 0; Ε₂ = 11ι = 0; Ε₃ = υι =0; Ε₄ = υι = 0; Ε4 = ΙΗ=

20 = 0, которые умножаются в умножителях 8 на соответствующие коэффициенты и поступают на входы порогового элемента 9.

5

Так как Ε,Ρι не превосходит значение

25 ' ~ ¹

I Рпорога. то на выходе ' порогового элемента 9 будет сформирован сигнал и 1 = 0. Этот сигнал по цепи обратной связи поступит на вторые входы вычислителей 6 и 7 оценок й соответствующие разряды их регистров 14, 15, 17 и 18 сдвига. Кодек готов к работе на следующем такте.

Работа кодека во втором случае.

35 Как и в предыдущем случае закодированные последовательности атагазадабаб...

-000000... и 616263646566... ---000000.., передаются по каналу 3 связи, где они подвергаются воздействию шумовой последовательности веса два: Ιι^χ Н^у. На входы вычислителей 6 и 7 оценок поступают последовательности вида Х1Х₂ХЗХ4Х5Х6...

Ί00000... и У1У2УЗУ4У5У6...—100000. Происходит формирование сигналов оценок Е в

«с соответствии с выражением (3): Ε ι == и ι +

^1^Х = 1; Е₂ = υι + С? = 1; Ез = υι = 0; Е4 =

= 1Н = 0; Еб = и ι = 0. которые поступают через умножители 8. в которых происходит умножение каждой оценки Ец на со50 ответствующий ей коэффициент Р,: ΕιΡι=

ί = 1

= 12/37·Ει + 12/37·Е₂ + 6/37· Е3 + 4/37х χΕι + 3/37 ·Ε₅ = 12/37 + 12/37 τ 0 -^0 + 0.

55 Так как сумма Ε|Ρι не превосходитзначе| = 1

ния Рпорога, то на выходе порогового элемента 9 будет сформирован сигнал Οι = :0, который по цепи обратной связи поступит в соответствующие разряды регистров

1662013

14, 15, 17 и 18 сдвига вычислителей 6 и 7 оценок. Кодек готов к работе на следующем такте.

Работа кодека в третьем случае,

Как и в предыдущих случаях закодированные последовательности атогазазабаб... ~000000... и 616263646566... 000000...

передаются по каналу 3 связи, где они подвергаются воздействию шумовой последовательности веса три: βι^χ ег^х ез^х. На входы вычислителей 6 и 7 оценок поступают последовательности вида Х1Х2ХЗХ4Х5Х6... ~111000... и у 1У2УЗУ4У5У6...^000000.., . Происходит формирование сигналов оценок Е| в соответствии с выражением (3): Ει =1; Ег = 0; Ез = 0; Е4 = 1; Еб = 1, которые поступают на входы умножителей 8, где происходит умножение каждой оценки Ει на соответствующий ей коэффициент

Ρι: ΕιΡι = 12/37-Ει + 12/37-Ег + 6/37-Ез +

1=1

. +4/37-Е4 + 3/37-Еб= 12/37 + 0 + 0 + 4/37 + 3/37. Так как сумма не превосходит значе, ния Рпорога, то на выходе ί порогового элемента 9 будет сформирован сигнал ΰι = 0, который по цепи обратной связи поступит в соответствующие разряды регистров 14 и 15, 17 и 18 сдвига первого и второго вычислителей 6 и 7 оценок. Кодек готов к работе на следующем такте.

Аналогичным образом в кодеке исправляется значительная часть трехкратных ошибок, так как полученный квазиортогональный несистематический сверточный код имеет минимальное кодовое расстояние ё_к = 8, а

исходный ортогональный несистематический сверточный код - ё₀ = 5.

Claims

Формула изобретения Кодек несистематического сверточного кода, состоящий из передающей и приемной сторон и канала связи, передающая сторона содержит первый кодер, вход которого является входом кодека, первый третий выходы первого кодера подключены к одноименным входам второго кодера, первый и второй выходы которого соединены с одноименными входами канала связи, приемная сторона содержит пороговый элемент, выход которого подключен к управляющему входу первого вычислителя оценок, отличающийся тем, что, с целью упрощения кодека, на приемной стороне введены второй вычислитель оценок и умножители на постоянный коэффициент по числу ортогональных проверок, построенных на длине ограничения используемого квазиортогонйльного несистематического кода, первый и второй выходы канала связи подключены к одноименным информационным входам'вто рого вычислителя оценок приемной стороны, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами первого вычислителя оценок, выходы которого через соответствующие умножители на постоянный крэффициент соединены с соответствующими входами порогового элемента, управляющий вход второго вычислителя оценок подключен к выходу порогового элемента, являющемуся выходом кодека.

Оценки Вес оценок Коэффициенты Ει = 11ι+θι^χ: 1Λ/1 = 1 Ρι Ε₂ = υι+βι^ν: 1Λ/2 = 1 Р2 Ез = υι + θ4^χ + е4^у: 1Л/з = 2 Рз Е4 = 1Н + ег^х + еб^х + еб^у; \Л/4 = 3 Р4 Ε₅ = υι+ ез^х + еб^х + е2^у + еб^у| νν5 = 4 Рб

1662013

Фмг. 1

Фиг. 3