Система декодирования двоичных последовательностей

Система декодирования двоичных последовательностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике, может быть использовано в системах передачи информации и позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения возможности определения номера и фазы, поступающей на вход последовательности Голда. Система содержит регистр , два сумматора по модулю два, два устройства мажоритарного декодирования, два блока декодирования, блок вычитания. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s!)s Н 03 M 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . А8ТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

2n — 1

Ь = $0i а +t, I — 0 (21) 4931521/24 (22) 26.04.91 (46) 07.04.93, Бюл. N 13 (71) Конструкторское бюро Московского радиотехнического завода (72) А,С.Косолапов, С.И.Наумкин и В.M,Ëèсичкин (56) 1. Колесник В,Д., Мирончиков Е.Г. Декодирование циклических кодов. — М.: Связь, 1968. С,110 — 114.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1295527, кл. Н 03 М 7/00, 1985.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах передачи информации, в частности в системах синхронизации, Цель изобретения — расширение функ:" цИональных возможностей за счет обеспечения возмОжности определения номера и фазы поступающих на вход последовательности Голда, На фиг. 1 представлена блок-схема системы декодирования двоичных последовательностей; на фиг. 2 и 3 — функциональные схемы соответственно первого и второго устройств мажоритарного декодирования двоичных последовательностей.

Заявляемая система декодирования двоичных последовательностей содержит регистр 1, первый и второй сумматоры 2 и 3 по модулю два, первое и второе устройства

4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей, первый и второй блоки 6 и 7 декодирования, блок 8 вычита„„Я2„„1807563 А1 (54) СИСТЕМА ДЕКОДИРОВАНИЯ ДВОИЧНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к автоматике, может быть использовано в системах передачи информации и позволяет расширить функциональные возможности эа счет обеспечения возможности определения номера и фазы, поступающей на вход последовательности Голда. Система содержит регистр„два сумматора по модулю два, два устройства мажоритарного декодирования, два блока декодирования, блок вычитания, 3 ил, ния и генератор 9 тактовых импульсов (ГТИ), вход 10, первый и второй выходы 11 и 12.

Входы каждого сумматора-2 и 3 по модулю два соединены с1-ми выходами регистра 1, для которых весовой коэффициент

0 = 1 в выражении где b — символ соответствующей компонен- Ch) ты входной двоичной последовательности; вы — К-и символ входной двоичной по- :,)» следовательности íà l-м выходе регистра; и — степень первообразного полинома соответствующей компоненты входной двоичной последовательности

Выходы сумматоров 2 и 3 по модулю два подключены к входам устройств 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей, кроме того, выход второго сумматора 3 соединен со вторым входом

1807563 ооооа л 0000 олооо

ООЛОО

ООоол

00оо о

0000 0

000Л

000Л

О00Л

0Оол ооол

О 00Л л о ол

0Л00

00Л Л

О 0 000000Л

Л О О 000000

01 О ОOООOЛ

ООЛ 0 ОООоо

0001 00000

000 о л 0000

Оооо о л ооо

000000 ЛОЛ

0000ооол л

>

Н=

f(x) = Срх + Cn-1х + " + C1x + Со

a<=b;+bi, 00 ...ОС

<0 ... ОС1

Ол ...Ос, ° ° ° ° 4 оо ...лс

Можно составить систему из 2п уравнегде С вЂ” весовые коэффициенты, принимаю- 50 ний; щие значение 0 или 1. ак = bi+ bi;

Первый и второй блоки 6 и 7 декодиро- ак+1 = bi+1+ Ьз+1, вания служат для перевода значения текущей координаты в значение текущей фазы ак+1 = b +i+ Ь + ; порождающей М-последовательности и ре- 55 ализованы на ПЗУ, в которых защита табли- ак+2п — 1 = Ь!+2п-1 + Ь +2п-1, ца перевода (соответствия) координаты в фазу, где каждый из символов М-последовательСистема декодирования двоичных по- ностей в правых частях уравнений можно следовательностей позволяет полностью определить с помощью матриц Н1 и Н через первого сумматора 2 по модулю два. Выходы устройств 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей соединены с входами соответствующих блоков 6 и 7 декодирования, выходы которых соединены с входами блока 8 вычитания.

Выход ГТИ 9 соединен с соответствующими входами регистра 1, первого и второго устройств 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей. Выход nepBorn блока 6 декодирования является вторым выходом 12 заявляемой системы.

Выход блока;8 вычитания является первым выходом 11 системы декодирования двоичных последовательностей.

Устройства 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей (фиг. 2 и 3) включают в себя входной регистр

13, блок 14 проверочных сумматоров, мажоритарный элемент 15, дополнительный регистр 16 и определитель 17 координат.

Блоки 14 и 17 выполнены на сумматорах 18 по модулю два, соединенных в соответствии с полиномами тех M-последовательностей, для декодирования которых предназначены устройства 4 и 5, на фиг, 2 и 3 даны примеры реализации устройств 4 и 5 для полиномов соответственно f1(x) =X + Х +X7+Х +1 и

fj(x) = Х + Х + X + Х + Х + Х . + X + Х + 1, Пара полиномов 11 х) = Xg+ X8+ Х7+ Х +

+1иf2(x)=Х +Х +Х +Х +Х +Х +X2+

+Х + 1 описывает М-последовательности, порождающие семейство последовательностей Голда, состоящее из 2 — 1 = 511 кодо9 вых последовательностей. Структура предлагаемой системы и принцип ее работы универсальны, т.е. справедливы для любых пар полиномов f1(x) и 12(х) и-й степени, порождающих последовательности Голда, В общем виде полином f(x) и их сопровождающие матрицы Н имеют вид: распознать последовательность Голда, поступающую на вход регистра 1, определив ее номер и фазу, т.е, выдать всю необходимую информацию для установления синхронизма в системе передачи информации.

Предлагаемая система способна без перестройки ее структуры и параметров декодировать 51 1. кодовых последовательностей

Голда (в общем случае 2п-1), поступающих

"0 на ее вход. Для системы декодирования номера отводов регистра 1 и его разрядность находятся следующим образом (методика нахождения одинакова для любых пар порождающих М-последовательностей), Первообразные полиномы 11(х) и 12(х) в данном случае имеют сопровождающие матрицы

30 а векторы-столбцы координат i-го и j-го символов первой и второй компонент, полиномы 11(х) и fz(x), в общем случае имеют вид Х =

= (х1, x ; ..., x1" "), XJ = (xP, х>"...„х1" "), где

35 xi и х1 — К-е координаты i-ro u J-го символов первой и второй компонент соответственно, К е ((00, и — 1); t — знак транспортирования, Символы некоторой последовательности Голда можно рассматривать как резуль40 тат суммирования по модулю два символов двух сдвинутых относительно друг друга порождающих М-последовательностей;

45 где ак, Ь; и Ь1 — соответственно К-й символ последовательности Голда, 1-й и J-й символы

М-последовательностей.

1807563 совокупность координат 1-го и j-го символов последовательностей, Так, используя значения первых строк матрицы Н1 и Hz в некоторой степени l, соответствующей номеру уравнения системы из 2п уравнений (1с (ОО, 2n — 1)), это уравнение можно записать: ак+1 = Н1,1 XI+ Н2,1 Х1, I . I . где Н1,1 и H2,1 — первая строка матриц Н1 и

l I

Hz соответственно, С учетом того, что bi+I = xi+I, bi+I = х1+ для любого l, решение системы уравнений позволяет определить значение текущих . символов порождающих

M-последовательностей через совокупность символов последовательности Голда, записанных в регистр 1, т.е. решить задачу декодирования этой последовательности;

Символы М-последовательностей, описываемые полиномами 11(х) и 12(х), находятся с помощью выражений; о, 1 1= " ф "к+1 ®1 <о О toQDg gig6)

®1 Б к ь@1 4 к 4ЕЪо1и 1 ок 3

О

Ьj х ° =)3 з Ок+< Х)1р +k+

92> О „ ОЭ4 а к 4И ВЗ a „

Оба соотношения для символов bl u bl можно записать в общей для этих символов компактной форме

2n — 1

Ь= Д Dl а +1

I=O где Ь вЂ” символы М-последовательностей, причем из раэвернутых соотношенИй для bl и bi следует, что для символов первой М-последовательности, описываемой полиномом 11(х), весовые коэффициенты Dl = 1 при

1=0, 3, 4, 5, б, 10, 13, для второй Dl = 1 при

1 = 3, 4, 5, 6, 10, 13, а для других значений l весовые коэффициенты фавны нулю для обеих компонент.

Система декодирования двоичных последовательностей работает следу ощим образом, Перед началом работы системы обнуляют регистры 1, регистры 13, дополнительные регистры 16 устройств 4 и 5 мажоритарного декодирования двоичных последовательностей, для этого на соответствующие входы данных регистров подают сигнал "Уст.О".

Символы последовательности Голда последовательно поступают с входа 10 на регистр 1, с выходов которого они подаются на входы сумматоров 2 и 3 по модулю два.

Текущие символы bl u bl с выходов сумматоров 2 и 3 поступают на входы соответствующих устройств 4 и 5 мажоритарного

5 декодирования двоичных последовательностей. Каждое из устройств 4 и 5 настроено на обработку "своей" М-последовательности: устройство 4 — на обработку компоненты, описываемой полиномом 11(х), а

10 устройство 5 — полиномом 12(х). Одна пара полиномов порождает 2п — 1 последовательностей Голда, что обеспечивает декодирование всех этих последовательностей без перестройки системы.

15 С выхода ГТИ 9 на регистры сдвига 1, 13, 16 подаются тактовые импульсы.

На выходах устройств 4 и 5 появляются координаты двух M.-последовательностей, порождающих входную последователь20 ность Голда, которая может содержать даже ошибочные символы.. В этом случае происходит их исправление. Эти координаты поступают на входы декодирующих . блоков 6 и 7, в которых производится пе25 ревод значения текущей координаты в значение текущей фазы порождающей Мпоследовательности.

Остановимся подробнее на работе блоков 6 и 7, Решение задачи определения фа- . зы и номера последовательности Голда, 30 поступившей на вход системы декодирования, осуществляется на основе двух компонентных M-последовательностей, формируемых на выходе мажоритарных ус-тройств 4 и 5. Пусть первая компонента

35 представляет собой М-последовательность длиной L = 7:1110010, причем это состояние . принимается в качестве исходного, т.е. ее . фаза равна О. Вторая компонента с исходным состояцием 1110100 при формирова40 нии последовательности Голда сдвигается относительно первой влево. Очевидно, что разность фаз i-). где i-фаза принятой второй. компоненты; а j - фаза первой; определяет номер поступившей на вход последователь45 ности Голда. В блоках 6 и 7 происходит установление фаз j u l первой и второй компонент М-последовательностей соответственно. Например; на вход блока 6 поступила первая компонента в виде 0010111, а на

50 вход блока 7 — вторая. компонента в виде

1101001, С учетом показанных выше исходных состояний j =3;! = i, Тогда фаза последовательности Голда формируется на выходе блока 6 и равна j = 3 (сдвиг на три

55 символа относительно исходного состоя ния), а номер последовательности Голда равен разности l-), взятой по модулю длины . последовательности, L = 7,(1-3)mod7 =

-2m0d7- 5, т.е. передавалась 5-я последо 1807563 вательность Голда со сдвигом, равным одному символу.

Ниже приведены табл. 1 и 2 соответствия вида компонент на входах блоков 6 и 7 номерам j u i в двоичной и десятичной фор- 5 ме, которые могут быть использованы при прошиве ПЗУ.

С выходов блоков 6 и 7 текущие значения фаз двух М-последовательностей 10 поступают на соответствующие входы вычитающего блока 8, на выходе которого получают значение номера последбвательности

Голда, т,е, величина разности фаз двух Mпоследовательностей, порождающих после- 15 довательность Голда, Таким образом, заявляемая система декодйрования двоичных последователь- . ностей дает возможность не только декодировать, но и полностью распознать 20 последовательность Голда на входе системы, определив ее номер в фазу, т,е. выдать всю необходимую информацию для ввода . всей системы в синхронизм. Система может быть реализована на микросхемах серии К 25

155 и 133, а в качестве ПЗУ можно использовать любое ПЗУ, например серии К 541, 565, 573, и др, Внедрение изобретения позволит упро- 30 стить задачу синхронизации, так как протоThill мог быть использован лишь в составе с ., блоком синхронизации, который должен сравнивать приходящую последовательность Голда со всем возможным ансамблем 35 (в общем случае 2п-1 кодовых последовательностей) и йосле этого определять еще ее фазу. Все эти операции занимают большой объем времени и ведут к аппаратным затра- . там. В заявляемой системе декодирования 40 на выходе сразу появляются два числа— фаза и номер последовательности Голда, . Гаким образом, заявляемая система декодирования двоичных последовательностей, rio сравнению спрототипом,,обладает более 45 широкими функциональными возможностями.

Формула изобретения

Система декодирования двоичных последовательностей, содержащая регистр, информационный вход которого является первым входом системы, сумматоры по модулю два, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих устройств мажоритарного декодирования, входы соединены с.1-ми выходами регистра, для которых весовой коэффициент Di = 1 в выражении где b — символ соответствующей компоненты входной двоичной последовательности; ак-н — К-й символ входной двоичной последовательности на 1-м вйходе регистра

n — степень первообразного полинома соответствующей компоненты входной двоичной последовательности, отличающаяся тем. что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности определения номера и фазы входной последовательности Голда, в систему введены блок вычитания, блоки декодирования и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами устройств мажоритарного декодирования и регистра, установочный вход которого является вторым входом системы, выходы устройств мажорйтарногo декодирования соединены с входами одноименных блоков декодирования, выход первого блока декодировайия соединен с первым входом блока вычитания йявляется первым выходом системы; выход второго блока декодирования соединен с вторым входом блока вычитаниК выход которого является вторым выходом системы.

1807563

Выход I Выход 2

Тдблицд1

Таблица 2 от ГТИ юг,2 от ГТИ

Фиг. Э

Составитель А.Косолапов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор Т. Рожкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101.Заказ 1385 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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