Устройство для передачи и приема данных

Устройство для передачи и приема данных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

>+ èà те„ „. .Флиете - ц (ti>734891

ОП И

Союз Соеетскик

Социалистических

Реслублик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.12.77 (21) 2555977/18-09 (51) М. Кл.

Н 04 1. 17/02

Н 04 L 17/16 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гоеудоротоеииый комитет

СССР .

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.80 (53) УДК 621 394.6 (088.8) ао аелам изооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Д. Л. Тихомиров и И. С. Павлов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДАННЫХ

1 . Изобретение относится к технике связи и может использоваться в синхронных системах связи.

Известно устройство для передачи и при- ема данных, содержащее на передающей стороне источник информации, подключенный к первому входу блока кодирования сверточного кода, состоящего из последовательно включенных блока буферной памяти и кодера сверточного кода, причем второй и третий входы блока кодирования сверточного кода соединены с .вйходом обратного 1О дискретного канала связи, а выход соеди- нен с входом модулятора, выход которого подключен к входу прямого канала связи, а на приемной стороне демодулятор, вход которого соединен с выходом прямого ка15 нала связи, а первыи выход — соединен со входом блока буферной памяти, первый выход которого подключен к первому входу декодера сверточного кода, первый выход которого соединен с потребителем инфор мации (1). 20

Однако известное устройство для передачи и приема данных обладает низкой скоростью передачи данных.

Цель изобретения — увеличение скорости передачи данных

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для передачи и приема данных, содержащем на.передающей стороне источник информации, подключенный к первому входу блока кодирования сверточного кода, состоящего из последовательно включенных блока буферной памяти и кодера сверточного кода, причем второй и третий входы блока кодирования сверточного кода соединены с выходом обратного дискретного канала связи, а выход соединен со входом модулятора, выход которого подключен к входу прямого канала связи, а на приемной стороне демодулятор, вход которого соединен с выходом прямого канала связи, а первый выход — соединен со входом блока буферной памяти, первый выход которого подключен к первому входу декодера сверточного кода, первый выход которого соединен с потребителем информации, на приемной стороне введены детектор качества единичного элемента сигнала, блок измерения параметров метрики декодирования, блок прогнозирования состояния канала, блок опре734891

3 деления частости переполйения декодера, блок управления структурой сигналов и блок измерения длительности единичного ->лгмеп та сигнала, выход которого л>единеп со lnoдОM Обратног0;iискретl10ГО ка!)ила связи, а вход соединеll с выю.,ом блока прогнозирования состояния капала, к первому входу которого подклочен второй выход блока буферной памяти, к BTOpOму входу подключен один из выходов блока изменения параметров метрики декодирования и к треть ему входу блока прогнозирования сбстояния 1Q канала подключен второй выход декодера сверточного кола, третий выход которого подключен непосредственно, а также через последовательно соединенные блок определения частости переполнения декодера и

1$ блок управления структурой сигналов ко входу ооратного дискретного канала связи, причем четвертый выход декодера сверточного кода соединен с одним из входов блока изменения параметров метрики декодирования, к другому входу которого подключен выхол детектора качества единичного элемента сигнала, а выход подклк>чен к второму входу декодера свсрточног0 кода, при этом вход летектора качества единичного элемента сигнала соединен со вторым выходом демодулятора.

2$

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для передачи и приема 13Hных солер>кит на передакицсй стороне 1 источник 2 информации, блок 3 кодирования сверточного кода, состоящий из блока 4 буферной памяти, и кодера 5 сверточного кода, обратный дискретный канал 6 связи, модулятор 7 и прямой канал 8 связи, а на приемной стороне 9 демодулятор 10, блок

11 буферной памяти. декодер 12 сверточ- З$ ного кода, потребитель 13 информации, детектор 14 качества единичного элемента сигнала, блок 5 изменения параметров метрики декодирования, блок 16 прогнозирования состояния канала, блок 17 определения частости переполнения декодера, блок 18 управления структурой сигналов и блок 19 изменения длительности единичного элемента сигнала.

Устройство работает следующим образом.

От источника 2 информации передавае- 4$ мая информация в формализованном виде, т. е. в виде сообщений, пакетов или блоков сообщений поступает в блок 4 буферной памяти блока 3 кодирования сверточного кода. Из блока. 4 буферной памяти информация извлекается в соответствии с алго$6 ритмом работы кодера 5 сверточного кода, блока 3 кодирования сверточного кода и поступает в модулятор 7, и далее через прямой канал 8 связи на вход демодулятора 10 на приемной стороне 9. Демолулированные единичные элементы сигнала с первого выхода демодулятора !О поступают в блок !1 буферной памяти. Из блока 1! буферной памяти информация извлекается в соответ4 ствии с алгори мом работы декодера 12 сверточного кода..декодер 12 сверточного кода осуществляет обработку информации в соответствии с алгоритмом декодирования Фано.

С первого выхода декодера 12 сверточного кода декодированная информация поступает потребителю 13 информации, где производится восстановление информации к первоначальному формализованному виду, т. е. в виде блоков, пакетов и сообшений.

Если в процессе декодирования происходит переполнение памяти декодера 12 сверточного кода, то со второго выхода декодера

12 сверточного кода подается сигнал перезапроса, поступающий через обратный дискретHblH H третий входы блока 3 кодирования сверточного кода, т. е. соответственно на входы блока 4 буферной памяти и кодера 5 сверточного кода. При приеме указанного сигнала перезапроса блок 3 кодирования сверточного кода через модулятор 7 и прямой канал

8 связи обеспечивает повторную передачу затребованной порции информации.

При переполнении памяти декодера 12 сверточного кода сигнал, фиксирующий указанный факт, подается также на блок 17 определения частости переполнения декодера, с выхода которого на вход блока 18 управления структурой сигналов поступают команды, определяющие выбор соответствую щей структуры сигналов на передающей стороне 1, и соответственно на приемной стороне 9. Сигнал о принятом решении по,требуемой структуре сигналов, формируемый блоком 18 управления структурой сигналов через обратный дискретный канал 6 связи поступает на вход кодера 5 сверточного кода блока 3 кодирования сверточного кода.

При этом решение о требуемой структуре сигналов формируется блоком 18 управления структурой сигналов на основе анализа результатов дифференцирования измеренной частости переполнения декодера

12 сверточного кода. Если указанная частость увеличивается, то блок 18 управления структурой сигналов формирует сигнал о необходимости увеличения структурной избыточности. Если частость переполнения декодера 12 сверточного кода уменьшается, то блок 18 управления структурой сигналов формирует сигнал об уменьшении структурной избыточности. Структурная избыточность передаваемой (принимаемой) информации определяет число схем проверки на четность, подключенных к регистру сдвига кодера 5 сверточного кода (декодер 12 сверточного кода) .

На вход блока 15 изменения параметров метрики декодирования с выхода детектора

14 качества единичного элемента сигнала поступают сигналы, фиксирующие ошибки в единичных элементах принимаемой информационной последовательности. Данные сиг..

734891

Формула изобретения

5 палы записываются в его память. Перед декодированием декодером 12 сверточного кола, получаемого из блока !1 буферной памяти каждого j-того (j --= 1,2. ..) ребра (или сегмента) кодового слона колового дерева информационной посл:ловательности, причем каждое j-ое ребро равно v единичным элементам (гле : -- число, соответствующее числу схем проверки на четность в регистрах сдвига кодера 5 сьерточного кода и леколера 12 свертолного кола), с четвертого выхода леколера 12 свс рточного кола на второй вхол олока15 изменейия параметров метрики лсколирования цоступает комапла, по которой обрабатывается информация оо ошибках, обнаруженных детектором 14 качества единичного элемента сигнала при приеме j-го ребра (или сегмента) информационной последовательности и хранящаяся в памяти блока изменения параметров метрики декодирования, вь1рабатывается оценка параметров метрики декодирования, адаптивная к изменениям состояния канала- связи, которая поступает на второй вход декодера 12 сверточного кода. Это позволяет значительно быстрее осугцествлять процесс декодирования за счет исключения влияния на продолжительность процесса декодирования состояния канала связи.

В процессе декодирования декодер 12 сверточного кода производит для выработки правильного пути на кодовом дереве определение расстояния Хэмминга d (7) между пробным путем y":(4), по которбму следует декодер 12 сверточного кода и соответствующим сегментом принимаемой информации г(6 из 8 ребер: с1(ф = (у" (69г(), где

٠— символ сложения по модулю два. По мере продвижения вдоль пробного пути вглубь кодового дерева, в том числе и при приеме каждого нового ребра, декодер 12 сверточного кода все время вычисляет текущее значение d(g). После каждого последовательного продвижения декодер сверточного кода сравнивает значение d(t) с исключающей функцией К (4). Если d(f) превысит К (4), то пробный путь отбрасывается, как маловероятный, декодер 12 сверточного кода возвращается на ближайшее не исследованное ребро„для которого d(f) (К(1).

Таким образом, весьма существенное значение в процессе декодирования имеет выбор оптимального значения исключающей функции К ®. Необходимо, побы значения исключающей функции К (1) изменялись в соответствии с изменениями состояния канала связи, т. е. при увеличении (уменьшении) частости ошибок в канале связи значение К (В) должно соответственно увеличиваться (уменьшаться) .

Адаптивное изменение значений К (г) осуществляется блоком 15 изменения параметров метрики декодированных на осно10

SS

И

3,0

3S

И ванин свелений об ошибках, получаемых из детектора 14 качества единичного элемента, сигнала.

Слелует отметить, что в роли исключающе: .!>ункции К (ф может использоваться функ::. ин вида jd(f} -р хЦ, где р — — заданнос значение вероятности ошибок в канале связи. Ллаптивному изменению в данном случае поллсжит величина р и шаг квантования порога Л, с .которым сравнивается функция (d(l)-ð г!) . Названные параметры в пссх|атриваемом устройстве изменя|отея с изме к ние v1 состояния канала

Соответствующие изменения осуществляются на основе учета зафиксированного количества ошибок при приеме каждого ребра, сегмента информационной последовательности.

Блок 1б прогнозирования состояния канала вырабатывает оценки, используемые для выработки команд о наиболее предпочтительных длительностях единичного элемента сигнала Т. Выработка указанных оценок осугцествляется дифференцированием измеряемой частости обнаруженных ошибок.

Указанная частость обнаруженных ошибок выявляется путем сложения по модулю два текущего сегмента информации, поступающего из блока 11 буферной памяти, и того же сегмента информации после его декодирования декодером 12 сверточного кода. Последний подается на блок 16 прогнозирования состояния канала. Если частость выявленных ошибок при сравнении указанных сегментов информации с течением времени увеличивается (уменьшается) то формируется команда, соответственно, об увеличении (уменьшении) длительности единичного элемента сигнала. Команда на увеличение длительности единичного элемента сигнала вырабатывается также и при фиксации блоком Iб прогнозирования состояния канала пачки ошибок заданной длительности. Блок

19 изменения длительности единичного элемента сигнала вырабатывает команды, поступающие через обратный дискретный канал связи на второй и третий входы блока 3 кодирования сверточного кода.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет за счет введения в него новых элементов и связей между ними производить адаптивное изменение метрики декодирования относительно состояния работоспособности канала передачи данных и изменения длительности единичных элементов сигнала. В результате существенно увеличивается эффективная скорость передачи данных при обеспечении заданной достоверности, что выгодно отличает его от прототипа.

Устройство для передачи и приема данных, содержащее на передающей стороне

7 источник информации, подключенный к первому входу блока кодирования сверточного

/ кода, состояшего из последовательно включенных блока буферной памяти и кодера сверточного кода, причем второй и третий входы блока кодирования сверточного кода соединены с выходом обратного дискретного канала связи, а выход соединен со входом модулятора, выход которого подключен к входу прямого канала связи, а на приемной стброне демодулятор, вход которого сое динен с выходом прямого канала связи, а первый выход — соединен со входом блока буферной памяти, первый выход которого подключен к первому входу декодера сверточного кода, первый выход которого соединен с потребителем информации, отличаюи1ееся тем, что, с целью увеличения скорости передачи данных, на приемной стороне введены детектор качества единичного элемента сигнала, блок изменения параметров метрики декодирования, блок прогнозирования состояния канала, блок определения частости переполнения декодера, блбк управления структурой сигналов и блок изменения длительности единичного элемента сигнала, выход которого соединен со входом обратного дискретного канала связи, а вход соединен с выходом блбка прогно734891

8 зирования состояния канала, к первому входу которого подключен второй выход блока буферной памяти, к второму входу подключен один из выходов блока изменения пара-. метров метрики декодирования и к третьему входу блока прогнозирования состояния канала подключен второй выход декодера сверточного кода, третий выход которого подключен непосредственно, а также через последовательно соединенные блок определения частости переполнения декодера и

<о блок управления структурой сигналов ко входу обратного дискретного канала связи, причем четвертый выход декодера сверточного кода соединен с одним из входов блока изМенения параметров метрики декодирования, к другому входу которого подключен выход детектора качества единичного элемента сигнала, а выход подключен к второму входу декодера сверточного кода, при этом вход детектора качества единичного элемента сигнала соединен со вторым выходом демодулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 1еггу К. Е. Wozencraft, SECO: Aseftregulating error correcting coder-decoder

«IRE Trans», !962, sept, I J,— 8, р. 128 — 135 (прототип).

734891

Составитель Е. Прозоровская

Редактор Н. Кравцова Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Заказ 2238/! 7 Тираж 729 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4