МПК6 НО4L 10/20

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОДОВОЙ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации.

Известны устройства восстановления стираний и исправления ошибок, использующие оценки надежности символов для повышения достоверности приема информации (см. Л.Ф. Бородин. Введение в теорию помехоустойчивого кодирования. М., Советское радио, 1968 г. стр. 281,…,284).

Наиболее близким устройством такого же назначения является устройство для восстановления стираний и исправления ошибок в кодовой последовательности (см. а.с. СССР № 658757, 1979 года) содержащее блок приема, один из выходов которого через анализатор сигналов и накопитель подключен к блоку восстановления стираний, первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя, а второй выход к одному из выходов блока исправления стираний, другой вход которого подключен к другому выхода блока приема.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата относится то, что устройство для восстановления стираний и исправления ошибок в кодовой последовательности обладает низкой достоверностью одновременного восстановления ошибок и стираний.

Технический результат - повышение достоверности восстановления стираний и исправления ошибок в кодовой последовательности. Для достижения технического результата в устройство восстановления кодовой последовательности, содержащее блок приема, один из выходов которого через анализатор сигналов и накопитель подключен к блоку восстановления стираний, первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя, а второй выход к одному из входов блока исправления стираний, другой вход которого подключен к другому выходу блока приема. Особенностью является то, что в в е д е н ы блок выделения повторяющихся импульсов, вход которого подключен к другому выходу блока приема, а один из выходов к другому входу блока исправления стираний и регистр корректирующихоценок, один из входов которого подключен к другому выходу блока выделения повторяющихся импульсов, а другой вход к дополнительному выходу блока восстановления стираний, при этом выход регистра корректирующих оценок подключен к корректирующему входу накопителя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для восстановления кодовой последовательности содержит блок приема 1, один их выходов которого через анализатор сигналов 2, накопитель 3 подключен к блоку восстановления стираний 4, первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя 3, а второй выход к одному из входов блока исправления стираний 5, другой вход которого подключен к одному из выходов блока выделения повторяющихся импульсов 6, а другой выход подключен к одному из входов регистра корректирующих оценок 7, другой вход которого подключен к дополнительному выходу блока восстановления стираний 4, а выход к корректирующему входу накопителя 3, при этом вход блока выделения повторяющихся импульсов 6 подключен к другому выходу блока приема 1.

Устройство работает следующим образом.

Блок приема 1 регистрирует поступающие сигналы и передает их текущие значения R в блок выделения повторяющихся импульсов 6 и далее в двоичной форме в блок исправления стираний 5. Кроме того, в блоке приема 1 вырабатывается сигнал стирания, поступающий в анализатор сигналов 2 по интервалу стирания h.

Анализатор сигналов 2 вырабатывает оценку надежности для символа кодовой последовательности с номером i. Для этого от символа с номером i отсчитываются jв символов в сторону возрастания номеров и одновременно jу – в сторону их убывания. Общая оценка надежности i – го символа определяется как

Fi = (jв + 1 – S) + (jу + 1 – S) ,

где S – число стираний, попавших в зону анализа jв и jу.

Установлено, что группирование стираний приводит к низкому значению оценки Fi. Напротив, одиночное стирание зафиксированное среди большой группы правильно принятых символов получает высокое значение оценок. Такой подход позволяет совершенствовать методы исправления стираний и ошибок в кодовой последовательности, используя полученные оценки надежности.

Накопитель 3 накапливает оценки надежности для каждого символа кодовой комбинации.

Блок восстановления стираний 4 определяет возможность физического восстановления комбинации при конкретной конфигурации стираний.

Это блок выбирает d – 1 (здесь d – расстояние Хэмминга) символ кодовой комбинации с наименьшими оценками надежности и осуществляет анализ возможности их однозначного исправления. Если результат анализа положительный, то соответствующие символы в блоке исправления стираний 5 стираются и информационные значения символов кодовой комбинации восстанавливаются за счет регулярных методов исправления стираний (например, решением системы линейных уравнений).В случае отрицательного исхода анализа конфигурация стираний изменяется за счет не стирания символа, имеющего наиболее высокую оценку из группы выбранных на первом этапе. Однако при выборе таких оценок с высокой вероятностью возникает ситуация неопределенности, когда несколько оценок окажутся с одинаковым значением. Разрешение такой ситуации требует применение математического аппарата вариационных рядов, что в условиях реального времени обработки информации неприемлемо. Главной причиной возникновения ситуации неопределенности являются ложные стирания, вероятность появления которых всегда значительно выше вероятности правильных стираний. Появление ложных стираний увеличивает разброс оценок надежности в пределах одной кодовой комбинации, особенно для длинных кодов, что снижает общую эффективность метода восстановления информации с использованием оценок надежности.

Блок выделения повторяющихся импульсов 6 предназначен для выделения повторяющихся импульсов в информационной последовательности и вычисления коэффициента доверия решению о стирании таких символов. Так как в каналах со случайной структурой характеристики изменяются достаточно медленно по сравнению с длительностью элемента сигнала, то подоптимальным способом приема, будет оценка этих параметров на некотором предшествующем временном интервале и использование этих оценок при принятии решений. (В.И. Коржик, Л.М. Финк, К.Н. Шелкунов. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. Справочник. - М.: Радиосвязь 1981 г. стр. 136). Таким образом, подоптимальная обработка распадается на две процедуры – оценку параметров (характеристик) и собственно принятие решения. Блок работает следующим образом. Он не изменяет своего состояния при знакопеременах в информационной последовательности, но фиксирует повторное появление на i–ом шаге символа такой же полярности, которая была зафиксирована на i – 1 шаге. Если при этом на i–ом шаге в блоке приема 1 было зафиксировано стирание, то осуществляется подсчет коэффициента доверия данному решению о стирании. Для этого на i – 1 шаге подсчитывается Δ – отношение уровня принятого сигнала Ri – 1 к некоторому номинальному уровню М.

.

Тогда коэффициент доверия решению о стирании К для стирания на i –ом шаге определяется как

K=h(1- Δ).

Если на i–ом шаге значение Ri попадает в зону h * К < Ri < h , то можно утверждать, что i–ый символ с высокой вероятностью стерт ложно, так как часть сигнала принятого на i – 1 шаге при повторе символа сохраняется и на i–ом шаге. Тогда условие правильного стирания принимает вид 0 < Ri < h * К.

Например: Пусть М = 4, h = 1, Ri – 1= 4. Пусть далее на i–ом шаге в блоке приема 1 было зафиксировано стирание, тогда в условиях повторяющихся по полярности импульсов , а К = 0, следовательно степень доверия решению о стирании i–го символа равна нулю и стирание считается ложным. При других условиях М = 4, h = 1, Ri – 1= 1,5. Пусть далее на i–ом шаге в блоке прима 1 зафиксировано стирание, тогда в условиях повторяющегося по полярности импульса , а К = 0,625. Если параметр Ri оказался в пределах 0 < Ri < 0,625 , то стирание правильное.

Регистр корректирующих оценок 7 предназначен для хранения информации о ложных стираниях, выработанных блоком выделения повторяющихся импульсов 6. В случае отрицательного исхода анализа конфигурации стираний в блоке восстановления стираний 4 по команде из этого блока блок 7 принудительно увеличивает оценки надежности, хранящиеся в накопителе 3 через корректирующий вход на единицу на тех местах, где с высокой вероятностью оказались ложные стирания. Тогда в блоке восстановления стираний 4 осуществляется проверка возможности физического восстановления комбинации при новых оценках всего за один шаг, что позволяет избежать применение аппарата вариационных рядов и обеспечить темп обработки информации в реальном масштабе времени.

Моделирование указанной процедуры восстановления кодовой последовательности показало снижение уровня доли ложных стираний от 30% до 47% на каналах различного качества.

 

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОДОВОЙ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

 

 

 

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

 

Устройство для восстановления кодовой последовательности, содержащее блок приема, один из выходов которого через анализатор сигналов и накопитель подключен к блоку восстановления стираний первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя, а второй выход к одному из входов блока исправления стираний, другой вход которого подключен к другому выходу блока приема отличающееся тем, что дополнительно введены блок выделения повторяющихся импульсов, вход которого подключен к другому выходу блока приема, а один из выходов к другому входу блока исправления стираний, и регистр корректирующих оценок, один из входов которого подключен к другому выходу блока выделения повторяющихся импульсов, а другой к дополнительному выходу блока восстановления стираний, при этом выход регистра корректирующих оценок подключен к корректирующему входу накопителя.

 

 

РЕФЕРАТ

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОДОВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации.

Технический результат - повышение достоверности восстановления стираний и исправления ошибок в кодовой последовательности.

Предлагается устройство для восстановления кодовой последовательности, содержащее блок приема, один из выходов которого через анализатор сигналов и накопитель подключен к блоку восстановления стираний первый выход которого подключен к управляющему входу накопителя, а второй выход к одному из входов блока исправления стираний, другой вход которого подключен к другому выходу блока приема отличающееся тем, что дополнительно введены блок выделения повторяющихся импульсов, вход которого подключен к другому выходу блока приема, а один из выходов к другому входу блока исправления стираний, и регистр корректирующих оценок, один из входов которого подключен к другому выходу блока выделения повторяющихся импульсов, а другой к дополнительному выходу блока восстановления стираний, при этом выход регистра корректирующих оценок подключен к корректирующему входу накопителя.