Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОДОВОЙ ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ БЛОКОВ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ДИАПАЗОНА ФИКСИРОВАННЫХ СКОРОСТЕЙ РАБОТЫ В КАНАЛЕ СВЯЗИ

Изобретение относится к системам передачи дискретной информации и может быть использовано в кодовой цикловой синхронизации для диапазона фиксированных скоростей работы в канале связи в системах передачи помехоустойчивой информации, в которых применяются корректирующие, в частности, каскадные коды.

При разработке способов кодовой цикловой синхронизации для каналов связи с высоким уровнем помех актуальной задачей является повышение достоверности принимаемой информации.

Известен способ цикловой синхронизации блоков информации для диапазона фиксированных скоростей работы в канале связи, в котором приемник телекодовой информации без предварительной установки значения скорости работы осуществляет параллельную обработку сигналов кодовой последовательности блоков информации, поступающей из канала связи с любой скоростью из диапазона фиксированных скоростей работы, N устройствами фазовой коррекции и регистрации (УФКР), после обработки сигналы с каждого УФКР подают на входы N соответствующих устройств цикловой синхронизации (УЦС), которые параллельно проводят анализ входной кодовой последовательности, состоящей из кодовых слов, сформированных на передающей стороне в виде суммы по модулю два трех последовательностей: информационной последовательности, закодированной циклическим кодом Боуза-Чоудхури-Хоквингема (БЧХ), нумерующей последовательности, обеспечивающей нумерацию кодовых слов в передаваемом блоке информации, и фазирующей последовательности, при этом в каждом УЦС дешифрируют фазовый признак (ФПР) - признак приема конца кодового слова БЧХ, по сигналу ФПР в безошибочных словах дешифрируют номер кодового слова БЧХ и в счетчики записывают числа, определяющие номера кодовых слов БЧХ, емкость счетчиков выбирают равной произведению числа кодовых слов в блоке информации и количества бит в кодовом слове, с каждым тактовым сигналом, частота следования которого равна скорости поступления из канала связи, производят увеличение на единицу чисел, записанных в счетчики, анализируют числа счетчиков, которые записаны в моменты, соответствующие границам кодовых слов, и определяют количество счетчиков, которые к концу приема последнего бита блока информации показали переполнение, формируют сигнал цикловой синхронизации (СЦС) блоков информации, если количество счетчиков, показавших переполнение, окажется больше выбранного порога, определяемого параметрами канала связи, помехоустойчивого кода и требованиями по вероятности синхронизации, к выходу каждого УФКР подключают вход «Данные» соответствующих им оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), все ОЗУ устанавливают в режим «Запись», а на тактовые входы ОЗУ подают сигналы с частотами, равными градациям соответствующих им рабочих скоростей приема сигналов из канала связи, сигналом СЦС, сформированным в УЦС, в котором частота тактовых сигналов совпала со скоростью передачи сигналов в канале связи, переключают соответствующее ОЗУ в режим «Считывание», при этом к тактовому входу ОЗУ подключают тактовый сигнал с частотой считывания, при считывании из ОЗУ формируют сигнал «Признак информации» с длительностью от начала до конца считывания, также этим сигналом СЦС информационный выход ОЗУ и выход сформированного сигнала «Признак информации» коммутатором переключают на входы декодера приемного устройства телекодовой связи [Патент РФ №2342795, МПК⁷ H04L 7/08. Кухарев А.Д., Гришин Ю.К., Филимонов Ю.Ф. Способ цикловой синхронизации блоков информации для диапазона фиксированных скоростей работы в канале связи, приор. 26.02.2007, опубл. 27.12.2008].

Вышеописанный способ является наиболее близким к предлагаемому способу и принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является низкая достоверность функциионирования в каналах с высоким уровнем помех, так как при синхронизации используются только безошибочные кодовые слова.

Цель изобретения - повышение достоверности принимаемой информации для способа кодовой цикловой синхронизации блоков информации для диапазона фиксированных скоростей работы в канале связи и, как следствие, обеспечение возможности его работы в каналах связи с высоким уровнем помех.

Для достижения цели предложен способ кодовой цикловой синхронизации блоков информации для диапазона фиксированных скоростей работы в канале связи, в котором приемник телекодовой информации без предварительной установки значения скорости работы осуществляет параллельную обработку сигналов кодовой последовательности блоков информации, поступающей из канала связи с любой скоростью из диапазона фиксированных скоростей работы, N устройствами УФКР. После обработки сигналы с каждого УФКР поступают на входы N соответствующих УЦС, в которых параллельно проводится анализ входной последовательности, состоящей из кодовых слов, сформированных на передающей стороне в виде суммы по модулю два трех последовательностей: информационной последовательности, закодированной циклическим кодом БЧХ, нумерующей последовательности, обеспечивающей нумерацию кодовых слов в передаваемом блоке информации, и фазирующей последовательности. При этом в каждом УЦС дешифрируют ФПР, а в безошибочных словах и словах, содержащих определенное количество ошибок, дешифрируют номер кодового слова БЧХ. По ФПР в соответствующие счетчики записывают числа, определяющие номера кодовых слов БЧХ. Емкость счетчиков выбирают равной произведению числа кодовых слов в блоке информации и количества бит в кодовом слове. С каждым тактовым сигналом, частота следования которого равна скорости поступления из канала связи, производят увеличение на единицу чисел, записанных в счетчики. В моменты, соответствующие границам кодовых слов, анализируют состояние счетчиков и определяют количество счетчиков, которые к концу приема последнего бита блока информации показали переполнение. Сигналы СЦС для блоков информации формируют, если количество счетчиков, показавших переполнение, окажется больше выбранного порога, определяемого параметрами канала связи, помехоустойчивого кода и требованиями по вероятности синхронизации. К выходу каждого УФКР подключают вход «Данные» соответствующих им ОЗУ. Все ОЗУ устанавливают в режим «Запись», а на тактовые входы ОЗУ подают сигналы с частотами, равными градациям соответствующих им рабочих скоростей приема сигналов из канала связи. Сигналом СЦС, сформированным в УЦС, в котором частота тактовых сигналов совпала со скоростью передачи сигналов в канале связи, переключают соответствующее ОЗУ в режим «Считывание». При этом к тактовому входу ОЗУ подключают тактовый сигнал с частотой считывания. При считывании из ОЗУ формируют сигнал «Признак информации» с длительностью от начала до конца считывания. Также этим сигналом СЦС информационный выход ОЗУ и выход сформированного сигнала «Признак информации» коммутатором переключают на входы декодера приемного устройства телекодовой связи.

Новым является то, что номера кодовых слов БЧХ дешифрируют не только в безошибочных словах, но и в словах, содержащих определенное количество ошибок.

Функционирование предлагаемого способа кодовой цикловой синхронизации блоков информации для диапазона фиксированных скоростей работы в канале связи рассмотрим на конкретном примере блока информации, состоящего из кодовой последовательности тридцати одноразрядных кодовых слов, представляющих собой поразрядную сумму по модулю два трех последовательностей: информационной последовательности, образованной кодовым словом БЧХ с порождающим полиномом X¹⁵+X¹¹+X¹⁰+X⁹+X⁸+X⁷+X⁵+X¹⁵+X³+X²+Х+1, нумерующей последовательности, образованной порождающим полиномом Х⁵+X²+1 и обеспечивающей нумерацию кодовых слов в блоке информации, и постоянной фазирующей последовательности, образованной порождающим полиномом X⁵+X⁴+X²+X+1 и нарушающей циклические свойства информационной и нумерующей последовательностей. Две кодовые последовательности отличаются друг от друга в определенных позициях, число которых называется кодовым расстоянием и обозначается d. Наименьшее значение d для всех пар кодовых последовательностей обозначается d_min и называется минимальным кодовым расстоянием. Число ошибок t, исправляемое в таких кодовых последовательностях, равно t=(d_min-1)/2 и определяет корректирующую способность кода. Для приведенных в примере кодовых слов минимальное кодовое расстояние равно пяти, что позволяет исправлять в пределах корректирующей способности этого кода не более двух ошибок. Для безошибочных кодовых слов требуется дешифрировать только комбинацию одного синдрома. Для приведенного примера при исправлении только одиночных ошибок в кодовых словах требуется дешифрировать комбинацию синдрома, а для исправления в них всех двойных ошибок требуется дешифрировать комбинаций синдрома. Для дешифрирования номеров кодовых слов БЧХ с учетом исправления возможных ошибок в пределах корректирующей способности кода составляется таблица, адресом которой является значение синдрома, а выходом корректирующая комбинация, которая учитывает исправляемую ошибку и суммируемую фазирующую последовательность. В практических схемотехнических решениях истинные номера кодовых слов БЧХ получаются суммированием по модулю два выделяемой фильтром Хаффмена комбинации искаженного номера с корректирующей комбинацией. Одним из примеров такого практического решения является устройство кодовой цикловой синхронизации, в котором возможные ошибки исправляются в пределах корректирующей способности кода [Патент РФ №2383104, МПК⁷ H04L 7/08. Забабурин А.Н., Квашенников В.В., Третьяков А.Н., Трушин С.А. Устройство кодовой цикловой синхронизации, приор. 1308.2008, опубл. 27.02.2010].

Цикловую синхронизацию при жестких решениях можно выполнить не только по словам кода с ошибками, находящимися в пределах корректирующей способности кода, но и по последовательностям из слов кода с ошибками, находящимися за пределами корректирующей способности кода. Информационная последовательность, образованная кодовым словом БЧХ с порождающим полиномом X¹⁵+Х¹¹+X¹⁰+X⁹+X⁸+X⁷+X⁵+X¹⁵+X³+X²+Х+1, имеет минимальное кодовое расстояние, равное семи, которое позволяет исправлять до трех ошибок. Передаваемые в канал кодовые слова имеют минимальное кодовое расстояние, равное пяти. Поэтому каждому синдрому тройных ошибок соответствует пять вариантов номеров, причем четыре из них ложные номера. Для определения истинных номеров в этом случае надо использовать закономерность, заключающуюся в том, что номер каждого предыдущего кодового слова в блоке на единицу меньше следующего кодового слова в этом блоке, то есть истинный номер кодового слова с тремя ошибками можно определить по непрерывным цепочкам из кодовых слов. Примерами, в которых возможные ошибки исправляются за пределами корректирующей способности кода, являются следующие устройства кодовой цикловой синхронизации [Патент РФ №2302701, МПК⁷ H04L 7/08. Забабурин А.Н., Квашенников В.В., Третьяков А.Н., Трушин С.А. Устройство кодовой цикловой синхронизации, приор. 17.11.2008, опубл. 10.07.2007], [Патент РФ №2383104, МПК⁷ H04L 7/08. Забабурин А.Н., Квашенников В.В., Третьяков А.Н., Трушин С.А. Устройство кодовой цикловой синхронизации, приор. 13.08.2008, опубл. 27.02.2010].

Для дальнейшего повышения достоверности принимаемой информации за счет исправления ошибок за пределами корректирующей способности кода необходимо использовать методы мягких решений. Популярным методом с мягкими решениями является алгоритм Чейза 2 [Кларк Дж. мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи /Пер. с англ., с.160-162. Р. Морелос-Сарагоса. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, приложения. - М.: Техносфера, 2006, с.210-213]. Одним из примеров, в котором для исправления возможных ошибок за пределами корректирующей способности кода используется метод мягких решений Чейза 2, является устройство кодовой цикловой синхронизации [Патент РФ №2450464, МПК⁷ H04L 7/00. Квашенников В.В., Трушин С.А. Устройство кодовой цикловой синхронизации с интегрированными мягкими и жесткими решениями, приор. 24.02.2011, опубл. 10.05.2012]. Применение методов мягких решений в предлагаемом способе дает возможность определять номера в информационной последовательности, образованной кодовым словом БЧХ с порождающим полиномом X¹⁵+X¹¹+X¹⁰+X⁹+X⁸+X⁷+X⁵+X¹⁵+X³+X²+X+1, с числом ошибок не более d_min - 1, то есть до шести ошибок.

В предлагаемом способе кодовой цикловой синхронизации блоков информации для диапазона фиксированных скоростей работы в канале связи, в отличие от прототипа, номера кодовых слов БЧХ дешифрируют не только в безошибочных словах, но и в словах, содержащих определенное количество ошибок, что повышает достоверность принимаемой информации и, как следствие, обеспечивает возможность работы в каналах связи с высоким уровнем помех.

Достигаемым техническим результатом предлагаемого способа кодовой цикловой синхронизации блоков информации для диапазона фиксированных скоростей работы в канале связи является повышение достоверности принимаемой информации для каналов связи с высоким уровнем помех при автоматической кодовой цикловой синхронизации блоков информации для любой скорости передачи сигналов из диапазона фиксированных скоростей работы и обеспечение автоматической работы приемника телекодовой аппаратуры без предварительной установки значения скорости работы в канале связи.