×
04.04.2018
218.016.36c9

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ МЯГКОГО КОГНИТИВНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ БЛОКОВЫХ КОДОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении скорости декодирования. В способе декодирования символы принятой кодовой комбинации V систематического (n,k)-кода по основному алгоритму упорядочиваются по убыванию их мягких решений символов и на основании выполненных перестановок формируется вектор V', который совместно с вектором V образует двудольный граф для формирования матрицы перестановок Р, умножение на которую порождающей матрицы кода G приводит к получению новой матрицы G', первые k столбцов которой проверяются на предмет линейной независимости, и в случае положительного исхода этой проверки матрица G' приводится к систематической форме , при этом первые k наиболее надежных элементов вектора V' путем умножения на образуют вектор эквивалентного кода V, который при поэлементном сложении по модулю два с вектором V' формирует переставленный вектор ошибок Е', и после умножения вектора Е' на P формируется вектор ошибок Е, действовавший в канале связи на вектор V. 2 табл.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации. Заявленный способ может быть использован для декодирования помехоустойчивых систематических блоковых кодов, обеспечивая высокую скорость и достоверность восстановления информации.

Заявленное техническое решение расширяет арсенал применения помехоустойчивых блоковых кодов за счет повышения кратности исправляемых кодом стираний с одновременным сокращением периода обработки переставленных кодовых векторов, комбинации перестановок которых когда-либо были декодированы по данному способу правильно.

Известен способ мягкого декодирования систематических блоковых кодов, с использованием упорядоченных статистик мягких решений символов (МРС) (см. Р. Морелос-Сарагоса. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. М., Техносфера, 2005, С. 213, …, 216). Недостатком этого способа является необходимость вычисления обратной матрицы относительно переставленной в соответствии с результатами сортировки МРС исходной порождающей матрицы кода, приведения вновь образованной матрицы в систематическую форму и получения на этой основе эквивалентного кода, с помощью которого отыскивается в конечном счете образец ошибки. Достоинством способа является возможность исправления ошибок за пределами метрики Хэмминга.

Частично указанный недостаток компенсируется в известных способах мягкого декодирования систематических блоковых кодов (см. патенты РФ 2444127 и 2580797), в которых осуществляется ранжирование МРС по убыванию с формированием соответствующей перестановочной матрицы укороченного кода, что дает незначительный положительный эффект по скорости обработки данных.

Недостатком всех указанных способов является обязательность выполнения процедуры проверки переставленной матрицы на предмет ее вырожденности, которая не всегда заканчивается успешно, что требует дополнительных перестановок и новых проверок вырожденности соответствующих матриц. Подобное техническое решение приводит к увеличению времени получения окончательного результата декодирования.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ мягкого декодирования систематических блоковых кодов с использованием упорядоченных статистик МРС (см. Р. Морелос-Сарагоса. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. М., Техносфера, 2005, С. 213, …, 216), когда символы принятой кодовой комбинации V систематического (n,k)-кода по основному алгоритму упорядочиваются по убыванию их мягких решений символов и на основании выполненных перестановок формируется вектор V', который совместно с вектором V образует двудольный граф для формирования матрицы перестановок Р, умножение па которую порождающей матрицы кода G приводит к получению новой матрицы G', первые k столбцов которой проверяются на предмет линейной независимости, и в случае положительного исхода этой проверки матрица G' приводится к систематической форме , при этом первые k наиболее надежных элементов вектора V' путем умножения на образуют вектор эквивалентного кода Vэкв, который при поэлементном сложении по модулю два с вектором V' формирует переставленный вектор ошибок Е', и после умножения вектора E' на PT формируется вектор ошибок Е, действовавший в канале связи на вектор V, при этом в случае отрицательного результата проверки линейной независимости строк матрицы G' осуществляется замена k-го столбца этой матрицы на (k+1)-й столбец и в случае необходимости на последующие столбцы до выполнения условия линейной независимости k первых столбцов матрицы G', и при выполнении этого условия адекватно меняются местами элементы в V' и столбцы Р.

Достоинством данного способа декодирования является возможность исправлять число ошибок, кратность которых превосходит число ошибок, определяемых метрикой Хэмминга.

Недостаток прототипа заключается в низкой общей скорости декодирования из-за необходимости для каждой кодовой комбинации в зависимости от конфигурации МРС вычислять определитель переставленной матрицы G' при оценке свойства нелинейности ее строк. Указанная процедура повторяется даже в том случае, если комбинация столбцов матрицы G' уже встречалась в ходе обработки предыдущих кодовых векторов.

Задачей изобретения является разработка способа декодирования кодовых комбинаций любых блоковых кодов, обеспечивающего получение технического результата, заключающегося в повышении скорости декодирования и достоверности принимаемой информации при исправлении ошибок.

Технический результат достигается тем, что в способе символы принятой кодовой комбинации V систематического (n,k)-кода по основному алгоритму упорядочиваются по убыванию их мягких решений символов и на основании выполненных перестановок формируется вектор V', который совместно с вектором V образуют двудольный граф для формирования матрицы перестановок Р, умножение на которую порождающей матрицы кода G приводит к получению новой матрицы G', первые k столбцов которой проверяются на предмет линейной независимости, и в случае положительного исхода этой проверки матрица G' приводится к систематической форме , при этом первые k наиболее надежных элементов вектора V' путем умножения на образуют вектор эквивалентного кода Vэкв, который при поэлементном сложении по модулю два с вектором V' формирует переставленный вектор ошибок Е', и после умножения вектора E' на PT формируется вектор ошибок Е, действовавший в канале связи на вектор V, при этом в случае отрицательного результата проверки линейной независимости строк матрицы G' осуществляется замена k-го столбца этой матрицы на (k+1)-й столбец и в случае необходимости на последующие столбцы до выполнения условия линейной независимости k первых столбцов матрицы G', и при выполнении этого условия адекватно меняются местам элементы в V' и столбцы Р, согласно изобретению при отсутствии оперативной работы в режиме обучения декодера для любого выбранного вектора V из числа разрешенных кодовых комбинаций (n,k)-кода случайным образом формируется произвольная последовательность Zi длины k номеров символов вектора V, и на основании этой последовательности по основному алгоритму формируются матрицы Р, PT, G' и с последующим формированием векторов Vэкв, Е' и E, при этом если вектор Е оказывается нулевым, то произвольная последовательность номеров символов Zi и соответствующая ей матрица запоминаются в базе данных положительных решений с учетом возможных замен k-го столбца матрицы G' на (k+1)-и столбец и в случае необходимости на последующие столбцы до выполнения условий линейной независимости для матрицы G' и формирования соответствующей матрицы , в случае отрицательного исхода набор символов Zi заносится в базу данных отрицательных решений, после чего формируется новая случайная последовательность Zj≠Zi и процедура обработки вектора V по основному алгоритму итеративно повторяется, при этом в случае оперативной работы декодера после формирования последовательности Zx ее образец отыскивается в базе данных отрицательных решений, и если он там отсутствует, то в соответствии с образцом Zx из базы данных положительных решений извлекается готовый образец матрицы , после чего работа декодера продолжается по основному алгоритму, но если образец Zx в базе данных положительных решений отсутствует, то выполняется основной алгоритм, и в случае положительного решения в процедуре проверки линейности матрицы G' новая последовательность номеров символов Zx и соответствующая ей матрица заносятся в базу данных положительных решений, а при любом отрицательном исходе проверки вырожденности матрицы G' образец последовательностей Zx заносится в базу данных отрицательных решений.

Способ применим к любому систематическому блоковому коду, рассматривается на примере кода Хемминга (7, 4, 3) и осуществляется следующим образом. Порождающая матрица кода G в систематическом форме имеет вид

Нумерация столбцов матрицы (символов) осуществляется слева направо, как показано в выражении (1). В режиме обучения датчик последовательностей номеров символов для любого принадлежащего коду вектора V формирует уникальный набор номеров символов Zi. В соответствии с этим может быть образованно не повторяющихся последовательностей длины k=4. На основании одной из таких последовательностей Zi из порождающей матрицы кода G извлекаются столбцы, последовательность номеров которых в точности соответствуют последовательности номеров символов Zi. Если в результате проверки вырожденности полученной матрицы G' размерности k×k определитель этой матрицы Δ≠0, то такая последовательность номеров заносится в базу положительных решений и далее по основному алгоритму отыскивается матрица , которая также заносится в базу данных и всегда для данного кода будет соответствовать уникальной последовательности Zi. В случае повторения подобной последовательности номеров символов эта последовательность уже не потребует вычисления матрицы , что обеспечивает выигрыш временного ресурса, так как матрица извлекается из базы данных в готовом виде. В случае отрицательного исхода, когда определитель матрицы G' Δ=0, значение последовательности Zi записывается в базу отрицательных решений. Из 35 различных сочетаний номеров и символов для комбинаций рассматриваемого кода 27 комбинаций отвечают условию Δ≠0 и только 8 значений соответствуют условию Δ=0. Базовые значения Zi по первому условию, когда Δ≠0 приведены в таблице 1.

Базовые значения Zi по условию, когда Δ=0 приведены в таблице 2.

Соотношение объемов таблиц указывает на целесообразность применения метода перестановочного декодирования не только для коротких кодов, но и кодов, имеющих большую длину, чем 7. Каждая комбинация цифр из таблиц 1 и 2 включает в себя 4!=24 перестановки, поэтому предусматривается фиксация иных перестановок указанных групп в базе как положительных, так и отрицательных решений. Так как база положительных решений в три раза больше базы отрицательных решений, целесообразно проверку осуществлять, начиная с проверки отрицательного результата последовательности номеров Zi. В случае появления последовательности вида Zx, не равной ни одной из ранее обработанных последовательностей Zi вариант Zx сверяется с базой данных отрицательных решений, и в случае отсутствия подобной комбинации в этой базе данных декодер приступает к обработке данных по основному алгоритму, пополняя по итогам работы либо базу данных положительных решений, либо базу данных отрицательных решений.

Например, для образца Zi=1264 матрица G' имеет вид:

, для которой Δ≠0.

В результате линейных преобразований, которые достаточно подробно описаны в патентах РФ 2444127 и 2580797, формируется матрица , которая для образца Zi=1264 имеет вид

.

Набор Zi=1264 и соответствующая ему матрица заносятся в базу данных положительных решений. Аналогично решается задача в случае отрицательных решений, когда Δ=0. Предложенный способ мягкого когнитивного декодирования систематических блоковых кодов позволяет:

- по крайней мере в 75% случаев исправлять стирания, кратность которых определяется соотношением n-k;

- по сравнению с аналогами существенно сократить время обработки кодовых комбинаций за счет готовых решений по структуре переставленных матриц эквивалентных кодов;

- осуществить предварительное обучение декодера до включения его в оперативную работу, заполнив базы данных декодера по положительным и отрицательным решениям;

- осуществить пополнение баз данных декодера для положительных и отрицательных решений за счет новых комбинаций, не учтенных в ходе предварительного обучения декодера;

- подготовка баз данных положительных и отрицательных решений может быть выполнена на внешней вычислительной системе и введена в декодер с помощью переносного носителя данных или специально организованного канала связи.


СПОСОБ МЯГКОГО КОГНИТИВНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ БЛОКОВЫХ КОДОВ
СПОСОБ МЯГКОГО КОГНИТИВНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ БЛОКОВЫХ КОДОВ
СПОСОБ МЯГКОГО КОГНИТИВНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ БЛОКОВЫХ КОДОВ
СПОСОБ МЯГКОГО КОГНИТИВНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ БЛОКОВЫХ КОДОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 84.
13.01.2017
№217.015.8fbf

Декодер с обработкой списка базового кластера

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности приема информации и скорости обработки данных. Декодер позволяет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605365
Дата охранного документа: 20.12.2016
25.08.2017
№217.015.b6d1

Способ консервирования зеленой массы

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу консервирования зеленой массы, и может быть использовано в кормопроизводстве, в частности для заготовки силоса. Консервирование зелёной массы осуществляют с использованием бактериального и химического препаратов. В качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614799
Дата охранного документа: 29.03.2017
25.08.2017
№217.015.c94f

Лексикографический декодер каскадного кода

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах передачи дискретной информации. Техническим результатом является повышение достоверности приема информации и снижение сложности реализации. Устройство содержит блок приема, блок индексов, блок статистических решений, блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619533
Дата охранного документа: 16.05.2017
04.04.2018
№218.016.2f2f

Перестановочный декодер с режимом обучения

Перестановочный декодер с режимом обучения относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем обмена данными с применением блоковых помехоустойчивых кодов. Техническим результатом является повышение производительности декодера....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644507
Дата охранного документа: 12.02.2018
04.04.2018
№218.016.34aa

Измельчитель корнеклубнеплодов

Изобретение относится к области сельскохозяйсвтенного производства и может быть использовано при производстве кормов, в частности, путем измельчения корнеклубнеплодов. Измельчитель корнеклубнеплодов включает камеру измельчения с загрузочной и выгрузной горловинами и бункер, снабженный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646045
Дата охранного документа: 01.03.2018
10.05.2018
№218.016.3c33

Фильтрокомпенсирующее устройство

Изобретение относится к системам электроснабжения электрических железных дорог переменного тока, в частности, к устройствам компенсации реактивной мощности тяговой нагрузки и фильтрации высших гармоник тока и напряжения в тяговой сети, то есть к фильтрокомпенсирующим устройствам (ФКУ)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647709
Дата охранного документа: 19.03.2018
10.05.2018
№218.016.4a75

Микроволновая сушилка пушно-мехового сырья роторного типа

Изобретение относится к сушильному оборудованию и может быть использовано в сельском хозяйстве и в легкой промышленности, например для сушки и обеззараживания шкур животных. Микроволновая сушилка пушно-мехового сырья роторного типа содержит цилиндрический экранирующий корпус, внутри которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651594
Дата охранного документа: 23.04.2018
10.05.2018
№218.016.4b2b

Аэродинамическая сушилка пушно-мехового сырья с воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты

Изобретение относится к сельскому хозяйству и легкой промышленности. Аэродинамическая сушилка пушно-мехового сырья с воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты характеризуется тем, что в цилиндрическом экранирующем корпусе 1 с утеплительным цилиндром 2 соосно расположен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651593
Дата охранного документа: 23.04.2018
29.05.2018
№218.016.597d

Смеситель сухих сыпучих и влажных рассыпных кормов

Изобретение относится к оборудованию для смешивания сухих сыпучих и влажных рассыпных кормов, может быть использовано в сельскохозяйственном производстве на животноводческих комплексах и фермах в линиях по приготовлению сухих и влажных кормов. Смеситель сухих сыпучих и влажных рассыпных кормов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655351
Дата охранного документа: 25.05.2018
09.06.2018
№218.016.5b4c

Экструдер для приготовления кормовой массы из соломы

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а именно к устройствам для приготовления кормов различным группам животных. Экструдер состоит из цилиндрического корпуса с установленным в нем шнеком, имеющего переднюю и заднюю крышки с отверстиями для вала шнека и выгрузки готового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655760
Дата охранного документа: 29.05.2018
Показаны записи 11-20 из 21.
04.04.2018
№218.016.2f2f

Перестановочный декодер с режимом обучения

Перестановочный декодер с режимом обучения относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем обмена данными с применением блоковых помехоустойчивых кодов. Техническим результатом является повышение производительности декодера....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644507
Дата охранного документа: 12.02.2018
04.04.2018
№218.016.34aa

Измельчитель корнеклубнеплодов

Изобретение относится к области сельскохозяйсвтенного производства и может быть использовано при производстве кормов, в частности, путем измельчения корнеклубнеплодов. Измельчитель корнеклубнеплодов включает камеру измельчения с загрузочной и выгрузной горловинами и бункер, снабженный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646045
Дата охранного документа: 01.03.2018
19.10.2018
№218.016.93a8

Способ удаления перенапылённых углеводородных слоёв

Изобретение относится к технологии очистки вакуумных камер и других элементов в вакууме, находящихся в труднодоступных для очистки местах, от перенапыленных углеводородных слоев и может быть использовано в установках с обращенными к плазме элементами из углеродных материалов и в технологических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669864
Дата охранного документа: 16.10.2018
14.11.2018
№218.016.9d32

Перестановочный декодер с памятью

Изобретение относится к области связи и может быть использовано в системах обмена данными. Техническим результатом является сокращение объема памяти для хранения эталонных матриц. Устройство содержит блок приема, блок мягких решений символов, накопитель оценок, блок упорядочения оценок, блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672300
Дата охранного документа: 13.11.2018
10.04.2019
№219.017.0841

Декодер с повышенной корректирующей способностью

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации. Техническим результатом является повышение достоверности приема информации. Указанный результат достигается тем, что декодер с повышенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002438252
Дата охранного документа: 27.12.2011
21.08.2019
№219.017.c1ca

Способ перестановочного декодирования блоковых кодов на базе упорядоченной когнитивной карты

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации. Технический результат заключается в возможности сократить объем памяти для хранения порождающих матриц эквивалентных кодов. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697732
Дата охранного документа: 19.08.2019
10.09.2019
№219.017.c9c1

Способ организации хранения данных на базе кодов-произведений с простой проверкой на четность со смещением

Изобретение относится к способу организации хранения данных в массиве устройств хранения. Технический результат заключается в снижении нагрузки на сеть передачи данных и на устройства хранения данных, возникающей в ходе восстановления содержимого одного утраченного устройства хранения данных из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699678
Дата охранного документа: 09.09.2019
01.11.2019
№219.017.dc8a

Перестановочный декодер с обратной связью

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем обмена данными. Техническим результатом является сокращение объема памяти для хранения эталонных матриц. Перестановочный декодер с обратной связью содержит: блок приема,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704722
Дата охранного документа: 30.10.2019
02.04.2020
№220.018.12e2

Перестановочный декодер с системой быстрых матричных преобразований

Изобретение относится к области техники связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем обмена данными с применением блоковых помехоустойчивых кодов. Техническим результатом является повышение производительности декодера и значительное снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718224
Дата охранного документа: 31.03.2020
31.07.2020
№220.018.39fd

Свч установка с усеченным коническим резонатором для отделения пуха от шкурок кроликов в периодическом режиме

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в кролиководческих хозяйствах для отделения пуха от шкурок кроликов. СВЧ установка с усеченным коническим резонатором для отделения пуха от шкурок кроликов в периодическом режиме содержит вертикально расположенный конический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728462
Дата охранного документа: 29.07.2020
+ добавить свой РИД