FI78803B - Pn-seriegenerator anvaendande integrerad datafoervraengningskodare. - Google Patents

Description

1 78803 PN-sarjageneraattoria käyttävä integroitu datamuokkain-kooderi

Esillä oleva keksintö kohdistuu yleisesti tieto-5 liikennelaitteistoon ja erityisesti jaksokoodaustekniik- kaa toteuttavaan digitaaliseen siirtolaitteistoon. Yksinkertaisuuden vuoksi termiä koodaus käytetään tässä tarkoitamaan virheen ilmaisevaa ja korjaavaa koodausta.

Informaation siirtojärjestelmät käsittävät tavalli-10 sesti datalähteen, modulaattorin datalähteestä tulevan datan muuntamiseksi sopivaan muotoon siirtoa varten, ja lähettimen informaation sijoittamiseksi tietoliikenne-kanavaan. Toiminnallisesti samanlainen vastaanottolait-teisto vastaanottaa siirron kanavasta, dekoodaa sen ja 15 tarjoaa käyttäjälle hyödyllistä informaatiota.

Digitaalisessa tietoliikenteessä vaaditaan datan luotettavaksi lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi parannuksia edellä selostettuun suhteellisen yksinkertaiseen siirtojärjestelmään. Eräs parannus on ollut koo-20 daustekniikan kehittäminen, joka auttaa takaamaan järjestelmän eheyden, kuten esimerkiksi jaksokoodaus. Kyseisessä tekniikassa tulee jaksokooderipiiri sisällyttää lähetysjärjestelmään ja vastaava dekooderi liittää vastaanottojärjestelmään.

25 Kaiken tyyppisiin digitaalijärjestelmiin on liit tynyt luonnostaan ilmaantuvien vakiomerkkijonojen - pitkät jonot, jotka muodostuvat joko pelkistä ykkösistä tai pelkistä nollista - aiheuttamat ongelma, joka pyrkii katkaisemaan datan eheyden tahdistusongelmien vuoksi. Tämän 30 ongelman ratkaisemiseksi on käytetty datamuokkainpiirejä kyseisten ongelmallisten merkkijonojen ennalta eliminoimiseksi. Perustana useimmille datamuokkaimille on näen-näissatunnainen (PN) sarjadegeraattori, jonka antoa käsitellään yhdessä muokattavan datan kanssa EHDOTON-tai-ve-35 räjällä.Kyseisen parannuksen tekeminen aiheuttaa kui tenkin sen, että siirtojärjestelmästä tulee turhan moni- 2 78803 mutkainen, mikä johtaa lisääntyneisiin vikamahdollisuuk-siin. Samoin aiheuttaa ylimääräisten komponenttien lisääminen siirtojärjestelmään lisääntyneen tehonkulutuksen ja muita siihen liittyviä haittoja.

5 Siten, vaikka muokkaus- ja koodaustekniikan aikaan saaman datan eheyden edut ovat edullisia, näiden etujen saavuttaminen aiheuttaa vähemmän edullisia seurauksia, kuten siirtojärjestelmän merkittävästi lisääntyneen monimutkaisuuden, suuremman tehonkulutuksen, suuremman koon, 10 kasvaneen osien lukumäärän ja suuremman lämpöhäviön.

Esillä olevalla keksinnöllä aikaansaadaan siirtojärjestelmässä käytettävän koodaus- ja muokkaustekniikan edut samalla, kun oleellisesti pienennetään negatiivisiä tekijöitä, jotka liittyvät kyseisen tekniikan tavanomai-15 siin toteutuksiin.

Tavoitteet toteutetaan esillä olevassa keksinnössä liittämällä yhteen koodaus- ja muokkaustekniikat. Vastaavasti esillä olevan keksinnön edut voidaan menestyksellisesti toteuttaa dekoodauksen ja vastamuokkauksen aikana 20 tavalla, joka käy alan ammattimiehille tässä esitetyn selostuksen perusteella ilmeiseksi. Ensimmäinen vaihe tämän toteuttamiseksi on asettaa kooderin jaksopituus yhtä suureksi kuin muokkaimen jakson kokonainen monikerta. Rakentamalla jaksolaskuri näennäissatunnaisesta sarjageneraat-25 torista voidaan laskuri aikaansaada suorittamaan sekä las-kutoiminta että PN-sarjatoiminta. PN-sarjageneraattorin anto voidaan yhdistää datavirran kanssa muokatun annon tuottamiseksi ilman erillisen PN-sarjageneraattorin tarvetta. Tuloksena on molempien tavoitteiden toteutus pie-30 nimmillä mahdollisilla järjestelmäresursseilla.

Esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on siten parannetun muokkaavan ja virheen ilmaisevan ja korjaavan koodauslaitteen aikaansaaminen, jota voidaan käyttää digitaalisissa tietoliikennejärjestelmissä.

35 Esillä olevan keksinnön toisena tavoitteena on pa rannetun digitaalisen tietoliikennejärjestelmän aikaansaa- 3 78803 mlnen.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edelleen yhdistetyn jaksokoodin koodaus- ja muokkausjärjestelmän aikaansaaminen.

5 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edelleen parannetun vastamuokkaus- ja dekoodausmenetelmän ja -järjestelmän aikaansaaminen.

Esillä olevan keksinnön nämä ja muut tavoitteet, jotka saavutetaan oheisten patenttivaatimusten mukaisella 10 muokkainkooderilla, käyvät paremmin ilmi seuraavasta yksityiskohtaisesta selostuksesta mukana mukana seuraaviin piirustuksiin viitaten, joissa kuvio 1 esittää digitaalista tietoliikennejärjestelmää, johon esillä oleva keksintö voidaan edullisesti 15 liittää, ja kuvio 2 esittää lohkokaaviomuodossa esillä olevan keksinnön mukaista muokkain-kooderia.

Kuvio 3 esittää kuvion 2 laskurin/PN-sarjageneraat-torin yksityiskohtaista piirikaaviota.

20 Viitaten kuvioon 1 esitetään digitaallinen tieto liikennejärjestelmä 10, joka sisältää lähetysosan 12 ja vastaanotto-osan 14. Lähetysosa 12 sisältää datalähteen 16, joka aikaansaa digitaalisia signaaleja esillä olevan keksinnön mukaiseen muokkain-dekooderiin 18, joka sijoit-25 taa signaalit jaksomuotoon. Muokatut ja koodatut signaalit viedään sen jälkeen modulaattoriin 20, joka saattaa ne sopivaan muotoon lähetintä 22 varten, joka siirtää ne mihin tahansa sopivaan kanavaan 24. Lähetin 22 voi sisältää esimerkiksi maa-aseman, ja kanava 24 voi käyttää mikroaal-30 totaajuuksia.

Vastaanottava osa 14 sisältää vastaavasti vastaanottimen 26, joka poimii moduloidut signaalit kanavasta 24 ja ohjaa ne demodulaattoriin 28. Demoduloidut signaalit ohjataan sen jälkeen vastamuokkain-dekooderiin 30, joka 35 vastaa muokkain-kooderia 18 ja palauttaa digitaaliset signaalit alkuperäisiin arvoihinsa. Signaalit ohjataan 4 78803 sen jälkeen datan datavastaanottajaan 32, kuten esimerkiksi toiseen tietokoneeseen, ja käsitellään normaalilla tavalla. Tietoliikennejärjestelmä, jossa esillä oleva keksintö on sopiva käytettäväksi, on esitetty jäte-5 tyssä amerikkalaisessa patenttihakemuksessa nro 37 093 "Satellite Communications System for Computer Networks", joka on päivätty samana päivänä kuin esillä oleva hakemus ja osoitettu esillä olevai keksinnön hakijalle, ja johon viitataan tässä liitteenä.

10 Viitaten seuraavaksi kuvioon 2, esillä olevan keksinnön mukainen muokkain-kooderi on esitetty lohkokaa-viomuodossa. Tuleva data vastaanotetaan linjaa 50 myöten ja se muodostaa kaksiottoisen EHDOTON-TAI-veräjän 52 yhden oton. Veräjän 52 jäljelle jäävä otto vastaanote-15 taan laskuri/PN-sarjageneraattorista 54, joka on yksityiskohtaisemmin esitetty kuviossa 3. Esimerkinluonteisessa suoritusmuodossa laskuri/PN-sarjageneraattori on seitse-mänasteinen laskuri, joka kehittää myös jakson 127 näen-näissatunnaisen numerosarjan, seitsemännen asteen annon 20 ollessa johdettu linjalle 56. Laskuria 54 ohjataan linjaa 58 myöten vastaanotetulla pääkello-otolla. Huomataan, että EHDOTON-TAI-veräjä 52 toimii yhdistääkseen laskurin 54 kehittämän näennäissatunnaisen numerosarjän linjaa 50 myöten vastaanotettuun tulevaan dataan, veräjän 52 25 annon muodostaessa muokatun datan.

Lisäksi laskurin 54 asteiden useat linjat johdetaan antolinjoja 60 myöten kytkentälogiikkaan 62. Kytkentälo-giikka 62 vastaanottaa myös kello-oton linjaa 58 myöten. Kytkentälogiikka 62, joka voi sisältää kaksi seitsemän-30 ottoista JA-veräjää ja JK-kiikun, JA-veräjien aikaansaa dessa J- ja K-otot kiikkuun, aikaansaa tosi- ja komple-menttiannot kaksiottoisten EI-JA-veräjien 64 ja 66 pariin. Näiden signaalien tarkoitus on veräjöidä vastaanotettu data ja pariteetin tarkistusgeneraattorin 70 sisältö sopi-35 vasti antopuskuriin. Veräjän 64 toisen annon aikaansaa muok- kainpiirin 52 anto, joka piiri aikaansaa myös toisen 5 78803 EHDOTON-TAI-veräjän 68 yhden oton. EHDOTON-TAI-veräjä 68 päättää pariteetin tarkistusgeneraattorin takaisin-kytkentäsilmukan niin, että veräjän 68 jäljelle jäänyt otto vastaanotetaan generaattorin 70 annosta, ja verä-5 jän 68 anto aikaansaa yhden oton generaattoriin 70. Generaattori 70 vastaanottaa myös kello-oton linjaa 58 myöten.

Pariteetin tarkistusgeneraattorin 70 anto, joka generaattori laskee virheen ilmaisussa ja/tai korjauk-10 sessa tarvittavat tarkistusbitit, johdetaan myös veräjään 66 invertterin 72 kautta. Veräjien 64 ja 66 annot yhdistetään se jälkeen EI-JA-veräjässä 74, josta anto johdetaan datan antopuskuriin 76. Satan antopuskuri voi yksinkertaisesti olla D-kiikku, joka vastaanottaa myös kellon 15 linjaa 58 myöten.

Kuvion 2 piirin toiminta on nyt ymmärrettävissä. Jakson kierron osan aikana laskee laskuri 54 ylöspäin sekä kehittää näennäissatunnaisen sarjan, joka yhdistetään tulevaan dataan muokkausveräjässä. Samaan aikaan 20 pariteettigeneraattori kehittää pariteettibittejä kyt- kentäpiirin valvoessa laskurin 54 tilaa ja sallii samanaikaisesti datan ohjauksen antoon. Kun laskuri saavuttaa ennalta määrätyn kohdan (112 esitetylle piirille), estää kytkentäpiiri datan kulun ja aikaansaa syndromi-25 generaattorista saatavien pariteettibittien ohjauksen antoon. Jakson pituuden lopussa (127 esitetyssä esimerkissä) palautetaan piirin kyky kuljettaa dataa, ja kierto toistetaan.

Viitaten nyt kuvioon 3, esitetään laskuri näennäis-30 satunnainen sekvenssigeneraattori 54 (kuvio 2) yksityiskohtaisessa kaaviomuodossa. D-kiikku 104 vastaanottaa kellosignaalin linjaa 105 myöten, joka kellosignaali ohjataan myös useisiin lisäkiikkuihin 106, 108, 110, 112, 114 ja 116. Kiikun 104 D-otto vastaanotetaan kaksiottoi-35 sesta EHDOTON-TAI-veräjästä 118, joka pohjimmaltaan ai kaansaa laskurista tulevien antojen takaisinkytkentäsil- 6 78803 mukan, kuten edempänä tullaan selostamaan.

Kiikun 104 Q-anto johdetaan sen jälkeen toiseen D-kiikkuun 106 invertterin 120 kautta. Kiikun 106 tosi-anto syötetään suoraan kiikun 108 ottoon. Kiikun 108 to-5 si-anto syötetään EHDOTON-TAI-veräjän 122 yhteen ottoon, jonka veräjän toiseen ottoon ohjataan kiikun 116 tosi-anto. EHDOTON-TAI-veräjän 122 anto syötetään kiikun 110 ottoon. Kiikun 110 anto syötetään kiikun 112 ottoon, joka kiikku puolestaan syöttää vastaavalla tavalla jäljelle 10 jääviä kiikkuja 114 ja 116.

Havaitaan myös, että kiikun 116 anto, sen lisäksi että se aikaansaa muokkaimen annon 56 linjalla 124 ja takaisinkytkentäoton veräjään 122, aikaansaa myös toisen takaisinkytkentäoton veräjään 118. Veräjän 118 jäljel-15 le jäävä otto saadaan seitsemänottoisesta EI-JA-veräjästä 126, joka vastaanottaa ottoinaan laskurin 154 asteiden komplementtiannot. Kiikun 106 komplementtianto muodostetaan ohjaamalla sen anto invertterin 128 kautta; muut komplemenettiannot muodostetaan vastaavasti käyttämällä 20 inverttereitä 130, 132, 134 ja 136.

Voidaan havaita, että kiikut 104 jne. aikaansaavat jakson pituisen kooderin vaatiman laskentatoiminnan; esitetyssä erityisessä suoritusmuodossa laskun pituuden voidaan todeta olevan 127. Ylimääräisten EHDOTON-TAI-25 veräjien 118 ja 122 kautta tapahtuvan takaisinkytkennän avulla voidaan kehittää myös näennäissatunnainen sarja. Tuloksena on että D-kiikkujen ja EHDOTON-TAI-veräjän yhdistäminen aikaansaa näennäissatunnaisen numerosarjan generaattorin, jonka jakso on 127, samalla laskien 30 127:ään lohkokoodipituutta 127 varten. Vaikka esillä olevassa esimerkissä jakson pituus on yhtä suuri kuin muokkausjakson pituus, voitaisiin vaihtoehtoisesti muok-kausjakson pituus asettaa miksi tahansa jakson pituuden kokonaiseksi monikerraksi.

35 Vaikka esillä olevan keksinnön edellä olevassa esimerkissä on käsitelty muokkaus- ja koodaustoimintoja, 7 78803 ovat esillä olevan keksinnön edut yhtä lailla sovellettavissa dekoodaus- ja vastamuokkaustoimintoihin. Tässä on uskottu, että esillä olevan keksinnön toteutus kyseisessä laitteessa on ilmeistä alan ammattimiehelle 5 edellä olevan selostuksen perusteella, ja siksi kyseis tä dekooderia ei selosteta yksityiskohtaisesti.

Voidaan havaita, että esitetyn yhdistetyn muok-kainkooderin tai vastamuokkain-dekooderin etuina on vähentynyt monimonimutkaisuus, lisääntynyt luotettavuus 10 ja pienempi tehohäviö. On huomattava että vaikka edellä yksityiskohtaisesti käsitelty esillä olevan keksinnön mukainen suoritusmuoto sisältää seitsemän astetta, voidaan käyttää montaa erilaista laskupituutta ilman, että poiketaan esillä olevan keksinnön tarkoitusperästä. Siten 15 voidaan muodostaa muita PN-sarjageneraattorien suoritusmuotoja, jotka käyttävät hyväksi polynomeja, joita on käsitelty julkaisun "Error Correction Codes, Edition 2", liitteessä C, W.W.Peterson & E.J. Weldon, Jr., MIT Press 1972. On siten huomattava että, vaikka yhtä suoritusmuo-20 toa on käsitelty yksityjskohtaisesti, ovat muut vaihtoehdot tai ekvivalenttiset suoritusmuodot ilmeisiä alan ammattimiehille tässä esitetyn selostuksen perusteella, ja jätettyjen patenttivaatimuksien on tarkoitus kattaa nämä vaihtoehdot ja ekvivalenttiset suoritusmuodot.

Claims (2)

8 78803

1. Muokkainkooderi digitaalista siirtojärjestelmää varten käsittäen sisääntulovälineen sisääntulodatan vas- 5 taanottamista varten, lohkolaskurivälineen lohkojen pituuksien laskemista varten ja muokkausvälineen muokatun lohkodatan muodostamista varten, tunnettu siitä, että lohkolaskuriväline (54) käsittää useita lohkolaskuri-asteita (104 - 116), takaisinkytkentävälineen (118, 122), 10 joka reagoi ainakin yhteen lohkolaskuriasteeseen (116) lohkolaskurin (54) saamiseksi kehittämään näennäissatun-naisia numerosarjoja, joiden jakso on lohkonpituuden koko-naisulukumonikerta ja että muokkainväline (52) reagoi si-sääntulodataan ja näennäissatunnaisiin numerosarjoihin 15 muokattujen datalohkojen kehittämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen muokkainkooderi, tunnettu kellovälineestä kellosignaalien (58) kehittämiseksi, joka lohkolaskuriväline (54) reagoi kellovä-lineeseen laskentasignaalien ja näennäissatunnaisten nurae- 20 rosarjojen aikaansaamiseksi, joka muokkainväline (52) käsittää loogisen yhdistysvälineen, joka reagoi sisääntule-vaan dataan sisääntulovälineellä (50) ja näennäissatunnaisiin numerosarjoihin (56) lohkolaskurilta (54) muokatun datan aikaansaantia varten, pariteetin tarkistusgeneraat-25 torivälineestä (70), joka reagoi muokattuun dataan ja kel-lovälineeseen pariteettibittien kehittämiseksi ja kytken-tälogiikkavälineestä (62), joka reagoi signaaleihin lohkolaskurivälineen (54) asteilta ja kellovälineeseen sen määrittämiseksi, minkä jaksojen aikana ulostuloväline (76) 30 vastaanottaa muokattua dataa muokkainvälineeltä (52) ja minkä jaksojen aikana ulostuloväline vastaanottaa pariteettibitit pariteetin tarkistusgeneraattorivälineeltä (70).