RU2344544C2 - Method of discrete information transfer - Google Patents
Method of discrete information transfer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344544C2 RU2344544C2 RU2006144526/09A RU2006144526A RU2344544C2 RU 2344544 C2 RU2344544 C2 RU 2344544C2 RU 2006144526/09 A RU2006144526/09 A RU 2006144526/09A RU 2006144526 A RU2006144526 A RU 2006144526A RU 2344544 C2 RU2344544 C2 RU 2344544C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- binary
- symbol
- symbols
- combinations
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc Digital Transmission (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в системах передачи информации, функционирующих в неблагоприятной помеховой обстановке.The invention relates to the field of radio communications and can be used in information transmission systems operating in an unfavorable interference environment.
В настоящее время большинство простых и надежных вычислительных систем и систем передачи данных для работы используют двоичные коды. Современные системы передачи цифровой информации используют способы кодирования, описанные в [П.И.Пенин. Системы передачи цифровой информации. М.: Сов. радио, 1976, стр.70-74; Б.Скляр, Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.. СПб., Киев, 2003, стр.113-116, Б.Шевкопляс, С.Сухман, А.Бернов. Синхронизация передачи данных и способы кодирования. Схемотехника №12, 2001 г., стр.40…42]. Это униполярный и биполярный код NRZ, код «Манчестер-2», код AMI, коды BNZS и HDB3, которые являются разновидностями кода AMI и т.п.Currently, most simple and reliable computing systems and data transfer systems use binary codes for operation. Modern digital information transmission systems use coding methods described in [P.I. Penin. Digital information transmission systems. M .: Sov. Radio, 1976, pp. 70-74; B. Sklyar, Digital Communication. Theoretical foundations and practical application. M .. SPb., Kiev, 2003, pp. 113-116, B. Shevkoplyas, S. Sukhman, A. Bernov. Data transfer synchronization and encoding methods. Circuitry No. 12, 2001, p. 40 ... 42]. These are the unipolar and bipolar NRZ code, Manchester-2 code, AMI code, BNZS and HDB3 codes, which are varieties of AMI code, etc.
Основными недостатками передачи дискретной информации с использованием таких кодов являются следующие:The main disadvantages of transmitting discrete information using such codes are as follows:
- при передаче длинных блоков (последовательностей, цепочек) единиц или нулей с использованием кодов типа NRZ и AMI сигнал содержит постоянную составляющую, что приводит к нарушению синхронизации между передающей и приемной сторонами и усложняет реализацию радиоканала;- when transmitting long blocks (sequences, chains) of units or zeros using codes such as NRZ and AMI, the signal contains a constant component, which leads to a violation of synchronization between the transmitting and receiving sides and complicates the implementation of the radio channel;
- при передаче длинных блоков с использованием кодов типа BNZS и HDB3 для компенсации постоянной составляющей в сигнале приходится платить введением избыточности и сложностью алгоритмов кодирования и декодирования, что сказывается и на сложности реализации аппаратуры канала передачи информации;- when transferring long blocks using codes such as BNZS and HDB3 to compensate for the constant component in the signal, you have to pay by introducing redundancy and the complexity of the encoding and decoding algorithms, which also affects the complexity of the implementation of the equipment of the information transmission channel;
- при передаче информации с использованием кодов типа «Манчестер-2» платой за отсутствие постоянной составляющей в сигнале также является расширение полосы рабочих частот, вследствие чего там, где ограничен частотный ресурс, использование таких кодов не является целесообразным.- when transmitting information using codes of the "Manchester-2" type, the payment for the absence of a constant component in the signal is also the extension of the working frequency band, as a result of which, where the frequency resource is limited, the use of such codes is not advisable.
В [П.И.Пенин. Системы передачи цифровой информации. - М.: Сов. радио, 1976, стр.68] показано, что передача цифровой информации в виде символов троичной системы (0, 1, 2) или (1,0,-1), которые представляют три различных состояния сигнала, наиболее близка к оптимальной. Однако для ее применения необходимы простые алгоритмы преобразования двоичной информации в троичную и простое обратное преобразование, что не было реализовано.In [P.I. Penin. Digital information transmission systems. - M .: Owls. radio, 1976, p. 68] it is shown that the transmission of digital information in the form of symbols of the ternary system (0, 1, 2) or (1,0, -1), which represent three different signal states, is closest to optimal. However, its application requires simple algorithms for converting binary information into ternary and simple inverse transformation, which has not been implemented.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ передачи дискретной информации с применением трехуровневого кодирования, описанный в [Б.Шевкопляс, С.Сухман, А.Бернов. Синхронизация передачи данных и способы кодирования. Схемотехника №12, 2001 г., стр.42, 43], принятый за прототип.The closest in technical essence to the proposed one is a method for transmitting discrete information using three-level coding, described in [B. Shevkoplyas, S. Sukhman, A. Bernov. Data transfer synchronization and encoding methods. Circuitry No. 12, 2001, p. 42, 43], adopted as a prototype.
В способе-прототипе используются три уровня: отрицательный, нулевой и положительный, когда создаются «гарантированные» изменения уровня сигнала при переходе от одного сигнального интервала к другому независимо от структуры передаваемой двоичной последовательности. При этом не бывает ситуаций, когда одно и то же состояние символа повторяется в соседних тактах.The prototype method uses three levels: negative, zero and positive, when “guaranteed” changes in the signal level are created when switching from one signal interval to another, regardless of the structure of the transmitted binary sequence. In this case, there are no situations when the same state of a symbol is repeated in adjacent measures.
Способ-прототип заключается в следующем. На передающей стороне на каждом такте (промежутке времени равном длительности двоичного символа 7) каждый из n двоичных символов di исходной информационной последовательности преобразуют в символ трехуровневого кода ti по следующему рекуррентному алгоритму:The prototype method is as follows. On the transmitting side, at each clock cycle (time interval equal to the duration of the binary symbol 7), each of the n binary symbols d i of the original information sequence is converted into a three-level code symbol t i according to the following recursive algorithm:
при начальном значении t0=0. Здесь сik - критерий поиска символа трехуровневого кода в таблице преобразования; i=1, 2, 3,…, n+1; ; j=1, 2,…, 6; символ «∧» означает логическое умножение (конъюнкция - И), символ «↔» - операцию сравнения (последовательность операций суммирования по модулю 2 («⊕» - исключающее ИЛИ) и логического отрицания («» - инверсия НЕ): ).with an initial value of t 0 = 0. Here with ik is the search criterion for the symbol of the three-level code in the conversion table; i = 1, 2, 3, ..., n + 1; ; j = 1, 2, ..., 6; the symbol "∧" means logical multiplication (conjunction - AND), the symbol "↔" - the comparison operation (the sequence of operations of summation modulo 2 ("⊕" - exclusive OR) and logical negation (" "- inversion NOT): )
Значения Dk, Tk и соответствуют приведенным в таблице 1 преобразования,Values D k , T k and correspond to the transformations given in table 1,
в которой значение Dk, должно сравниваться с текущим значением двоичного символа di, значение Tk должно сравниваться с предыдущим значением символа трехуровневого кода ti-1. На каждом такте сравнивают пару (di, ti-1) с парами (Dk, Tk) из таблицы преобразования, находят совпадающие пары и выбирают соответствующее паре (Dj, Tj) значение в качестве текущего значения символа трехуровневого кода ti.in which the value of D k should be compared with the current value of the binary symbol d i , the value of T k should be compared with the previous value of the symbol of the three-level code t i-1 . At each measure, compare the pair (d i , t i-1 ) with the pairs (D k , T k ) from the conversion table, find the matching pairs and select the value corresponding to the pair (D j , T j ) as the current symbol value of the three-level code t i .
Анализ алгоритма преобразования (1) показывает, что при передаче цепочки символов вида 010101…, в зависимости от предыдущего значения символа трехуровневого кода, существует возможность того, что все последующие символы нового кода будут иметь одинаковую полярность. В качестве примера ниже приведено преобразование двух различных двоичных последовательностей, когда в результате в трехуровневом коде получаются последовательности однополярных импульсовAnalysis of the transformation algorithm (1) shows that when transmitting a character string of the form 010101 ..., depending on the previous value of the symbol of the three-level code, there is a possibility that all subsequent characters of the new code will have the same polarity. As an example, below is the conversion of two different binary sequences when, as a result, sequences of unipolar pulses are obtained in a three-level code
Это значит, что в сигнале появится постоянная составляющая (на участках, выделенных жирным шрифтом), что может привести к нарушению синхронизации между передающей и приемной сторонами, а также усложнит реализацию приемной части радиоканала. Для многих систем передачи информации это является недопустимым. Поэтому для устранения этого явления в способе-прототипе применяют скремблирование данных на передающей стороне и их дескремблирование на приемной стороне.This means that a constant component will appear in the signal (in areas marked in bold), which can lead to a violation of synchronization between the transmitting and receiving sides, and also complicates the implementation of the receiving part of the radio channel. For many information transfer systems this is unacceptable. Therefore, to eliminate this phenomenon in the prototype method, scrambling of data on the transmitting side and their descrambling on the receiving side are used.
На приемной стороне осуществляют обратное преобразование трехуровневого кода в двухуровневый (двоичный), то есть восстановление исходных двоичных символов, и выделяют синхросигнал на основе регистрации фронтов импульсов. Для этого фиксируют предыдущее состояние принятого символа трехуровневого кода , принимают текущий символ трехуровневого кода с его состоянием и, в зависимости от комбинации этих состояний, в соответствии с таблицей 2 восстановления двоичного кодаOn the receiving side, the three-level code is inversely converted into two-level (binary) code, that is, the original binary characters are restored, and the clock signal is extracted based on the registration of the pulse edges. For this, the previous state of the received symbol of the three-level code is fixed. , take the current character of the three-level code with its state and, depending on the combination of these states, in accordance with Table 2 of binary recovery
однозначно определяют значение текущего двоичного символа исходной последовательности по следующему рекуррентному алгоритму:uniquely determine the value of the current binary character of the source sequence according to the following recursive algorithm:
при начальном значении . Здесь - критерий поиска двоичного символа в таблице 2 восстановления. В таблице 2 значение должно сравниваться с предыдущим значением принятого символа трехуровневого кода, значение должно сравниваться с текущим значением символа трехуровневого кода , тогда значение будет соответствовать текущему значению восстановленного двоичного символа . На каждом такте сравнивают пару (,) с парами (,) из таблицы 2 восстановления, находят совпадающие пары и выбирают соответствующее паре (, ) значение в качестве текущего значения восстановленного символа двоичного кода исходной последовательности .at initial value . Here - search criteria for a binary character in table 2 recovery. Table 2 value must be compared with the previous value of the received character three-level code value should be compared with the current character value of the three-level code , then the value will match the current value of the restored binary character . At each measure, a pair is compared ( , ) with pairs ( , ) from the recovery table 2, find matching pairs and select the appropriate pair ( , ) value as the current value of the restored binary code character of the source sequence .
Анализ способа-прототипа показывает, что ему присущи следующие недостатки:The analysis of the prototype method shows that it has the following disadvantages:
- схемы скремблирования и дескремблирования, которые используют для устранения постоянной составляющей в сигнале, достаточно сложны, а эффективность их использования определяется количеством длинных цепочек чередующихся единиц и нулей в исходной двоичной последовательности, если таковые есть;- schemes of scrambling and descrambling, which are used to eliminate the constant component in the signal, are quite complex, and the efficiency of their use is determined by the number of long chains of alternating units and zeros in the original binary sequence, if any;
- способ-прототип не позволяет проводить коррекцию ошибочных информационных символов, что в какой-то степени осуществимо, так как вводят избыточность в виде отрицательного уровня и формируют трехуровневый код таким образом, что два его смежных символа всегда различаются состояниями;- the prototype method does not allow the correction of erroneous information symbols, which is somewhat feasible, since redundancy is introduced in the form of a negative level and a three-level code is formed in such a way that its two adjacent symbols always differ in state;
- алгоритмы преобразования и восстановления исходной двоичной информации требуют задержек сигнала на передающей и приемной сторонах.- Algorithms for converting and restoring the original binary information require signal delays on the transmitting and receiving sides.
Для устранения указанных недостатков в способе передачи дискретной информации, включающем на передающей стороне преобразование двоичных символов исходной последовательности в символы с тремя возможными состояниями, а на приемной стороне - восстановление исходной двоичной последовательности, согласно изобретению, на передающей стороне на каждом такте логическими операциями умножения, суммирования по модулю 2 и инверсии над текущим и предыдущим двоичными символами формируют столбцы, состоящие из одной единицы и двух нулей, поступающие в три канала; позиция единицы в столбце определяет информацию о признаке текущего двоичного символа в блоке нулей или блоке единиц, нули в столбце запирают на данном такте каналы; в незапертом канале на каждом такте модулируют несущее колебание, для каждого канала параметры модуляции отличаются друг от друга значением; на приемной стороне поступающий сигнал демодулируют способом, соответствующим типу модуляции; в момент присутствия сигнала в каком-либо из трех каналов, два остальные канала заперты, тогда на каждом такте по параметру модуляции восстанавливают соответствующий столбец; условие различия смежных столбцов, то есть неразрешенность комбинации из двух соседних столбцов с единицей в одной и той же позиции определяет двенадцать разрешенных комбинаций троичного кода из возможных двадцати семи с элементами из поля Галуа GF(3) 0, 1, 2 с аналогичным условием различия двух смежных комбинаций, то есть неразрешенности таких комбинаций, где два смежных элемента одинаковы; при обнаружении ошибки в столбце вырабатывают символ стирания текущего символа троичного кода, если ошибки нет, то вырабатывают символ троичного кода, соответствующий признаку текущего двоичного символа; исправление стертых символов троичного кода осуществляют логическими операциями суммирования крайних элементов комбинации и сопряжением результата суммирования в тех комбинациях троичного кода, где все три элемента различны; в принятых комбинациях логическими операциями суммирования и инверсии над ее элементами, соответствующими признакам нуля и единицы и восстановленным на предыдущем такте двоичным символом осуществляют восстановление текущих двоичных символов; элементы комбинаций, соответствующие признаку повторения двоичного символа преобразуют в двоичные символы и используют для повышения точности синхронизации, причем стертые элементы, соответствующие признаку повторения в тех комбинациях, где два крайних элемента одинаковы, не участвуют в восстановлении двоичной информации, что эквивалентно их автоматической коррекции с вероятностью 0,5.To eliminate these shortcomings in the method of transmitting discrete information, which includes converting binary characters of the original sequence to characters with three possible states on the transmitting side, and restoring the original binary sequence, according to the invention, on the transmitting side, on each transmit side, by logical operations of multiplication,
Предлагаемый способ передачи дискретной информации заключается в следующем.The proposed method for transmitting discrete information is as follows.
На передающей стороне на каждом такте каждый из n двоичных символов di исходной информационной последовательности преобразуют в столбец, который характеризует одно из трех возможных состояний двоичного символа по следующему рекуррентному алгоритму. Символ исходной двоичной последовательности di сравнивают с предыдущим символом (задержанным на такт)On the transmitting side, at each clock cycle, each of the n binary symbols d i of the original information sequence is transformed into a column that characterizes one of the three possible states of the binary symbol according to the following recursive algorithm. The symbol of the original binary sequence d i is compared with the previous symbol (delayed per cycle)
результат сравнения (3) логически умножают на промежуточный результат предыдущего такта Ii-1 (i=1, 2,…, n)the comparison result (3) is logically multiplied by the intermediate result of the previous measure I i-1 (i = 1, 2, ..., n)
результат логического умножения (4) сравнивают с поступившим символом di the result of logical multiplication (4) is compared with the incoming symbol d i
и результат второго сравнения (5) суммируют по модулю 2 (mod 2) с поступившим символом di. При этом получают промежуточный результат данного такта, который используют при аналогичных операциях следующего тактаand the result of the second comparison (5) is summed modulo 2 (mod 2) with the incoming symbol d i . At the same time, an intermediate result of this measure is obtained, which is used for similar operations of the next measure
Как видно из (6), промежуточный результат текущего такта получен в виде рекуррентного соотношения. Далее одновременно логически перемножают поступивший на данном такте символ di и промежуточный результат данного такта Ii (6), инвертируют поступивший на данном такте символ di и логически перемножают результат инверсии с промежуточным результатом данного такта Ii (6), инвертируют промежуточный результат данного такта Ii (6):As can be seen from (6), the intermediate result of the current measure is obtained in the form of a recurrence relation. Then, at the same time, the symbol d i received at a given clock cycle and the intermediate result of a given measure I i (6) are logically multiplied, the symbol d i received at a given clock cycle is inverted and the inversion result is logically multiplied with an intermediate result of a given measure I i (6), and the intermediate result of this tact I i (6):
На каждом такте один из символов (7) является единицей, а два других - нулями. Правильная работа рекуррентного механизма (3)-(7) обеспечивается при начальных значенияхAt each measure, one of the symbols (7) is one, and the other two are zeros. The correct operation of the recurrence mechanism (3) - (7) is ensured at the initial values
Символы (7) поступают каждый в свой канал передачи, при этом единица открывает свой канал передачи, а нули запирают свои каналы. На каждом такте в незапертом канале модулируют несущее колебание, для каждого канала параметры модуляции отличаются друг от друга значением или типом и являются признаками единицы, нуля или повторения двоичного символа. Таким образом, на каждом такте передают один из трех столбцов, характеризующих признак двоичного символаSymbols (7) each enter their own transmission channel, while the unit opens its own transmission channel, and zeros lock their channels. At each cycle in an unlocked channel, the carrier oscillation is modulated, for each channel, the modulation parameters differ from each other in value or type and are signs of a unit, zero, or duplicate binary symbol. Thus, at each measure, one of the three columns characterizing the sign of a binary symbol is transmitted.
Здесь «+» - символ транспонирования; dpi - элементы сформированного столбца; индексы р=u, z или r у элементов столбца определяют операцию (7), какой был сформирован этот элемент; i=1, 2,…, n. Каждый из трех возможных столбцов несет информацию о позиции текущего двоичного символа в блоке единиц или блоке нулей исходной двоичной последовательности. У столбца U dui=1, dzi=0, dri=0, значит, этот столбец несет информацию о том, что текущий символ исходной двоичной последовательности занимает нечетную позицию в блоке единиц, и ему будет соответствовать признак единицы. Соответственно, столбец Z несет информацию о том, что текущий символ исходной двоичной последовательности занимает нечетную позицию в блоке нулей и ему будет соответствовать признак нуля, а столбец R несет информацию о том, что текущий символ исходной двоичной последовательности занимает четную позицию в блоке единиц или в блоке нулей и ему будет соответствовать признак повторения двоичного символа. В этом случае при передаче не может быть двух смежных столбцов, характеризующих одинаковые признаки двоичного символа. Тогда передачу двоичной информации представляют как последовательность сочетаний трех состояний (признаков) двоичного символа (UZR): (ZRU), (URZ), (ZUR) и т.д. Условие же различия смежных столбцов в этих сочетаниях приводит к тому, что из 27 возможных сочетаний разрешенными являются всего 12:Here "+" is the symbol of transposition; d pi - elements of the formed column; the indices p = u, z or r of the elements of the column determine the operation (7), which this element was formed; i = 1, 2, ..., n. Each of the three possible columns carries information about the position of the current binary character in the unit block or block of zeros of the original binary sequence. The column U d ui = 1, d zi = 0, d ri = 0, which means that this column carries information that the current character of the original binary sequence occupies an odd position in the unit block, and the unit sign will correspond to it. Accordingly, column Z carries information that the current character of the original binary sequence occupies an odd position in the block of zeros and it will correspond to the sign of zero, and column R carries information that the current character of the original binary sequence occupies an even position in the unit of units or block of zeros and it will correspond to the sign of repetition of a binary character. In this case, during transmission there cannot be two adjacent columns characterizing the same signs of a binary symbol. Then the transmission of binary information is presented as a sequence of combinations of three states (features) of a binary symbol (UZR): (ZRU), (URZ), (ZUR), etc. The condition for the difference of adjacent columns in these combinations leads to the fact that out of 27 possible combinations, only 12 are allowed:
Признаки единицы, нуля и повторения могут быть амплитудными, частотными, фазовыми или кодовыми (отличаться амплитудами, несущими частотами, фазами высокочастотного заполнения или формой сигнала).The signs of unity, zero and repetition can be amplitude, frequency, phase or code (differ in amplitudes, carrier frequencies, phases of high-frequency filling or waveform).
На приемной стороне с использованием стандартных способов, соответствующих типу модуляции приходящих сигналов [А.Г.Зюко, Ю.Ф.Коробов. Теория передачи сигналов. М.: Связь, 1972, стр.136, рис.5.8 - когерентная демодуляция многопозиционных сигналов; стр.139, рис.5.9 - некогерентная демодуляция многопозиционных сигналов], определяют параметр модуляции. При этом в момент, когда сигнал присутствует в каком-либо из трех каналов приема, два остальных канала заперты, тогда на каждом такте по параметру модуляции восстанавливают соответствующий столбец как выходной эффект трех каналов. Столбец, формируемый на передающей стороне, состоит из трех элементов, в то время как двоичный символ состоит из одного элемента. Однако и столбец, и двоичный символ формируются за один такт. Следовательно, избыточность сочетаний (10) заложена в столбцах, поэтому она не влияет на скорость передачи информации, но ее можно использовать для обнаружения вносимых каналом передачи ошибок. Вследствие этого реализуют канал с обнаружением ошибок в столбцах (9) за счет признаковой избыточности. Обнаружение ошибок в столбцах осуществляют стандартной проверкой на нечетность, что достигается логическим суммированием двоичных символов принятого столбца признаков : .On the receiving side using standard methods corresponding to the type of modulation of the incoming signals [A.G. Zyuko, Yu.F. Korobov. Theory of signal transmission. M .: Communication, 1972, p. 136, Fig. 5.8 - coherent demodulation of multi-position signals; p.139, Fig.5.9 - incoherent demodulation of multi-position signals], determine the modulation parameter. Moreover, at the moment when the signal is present in any of the three reception channels, the other two channels are locked, then at each clock cycle the corresponding column is restored as the output effect of the three channels using the modulation parameter. A column formed on the transmitting side consists of three elements, while a binary symbol consists of one element. However, both the column and the binary symbol are formed in a single clock cycle. Therefore, the redundancy of combinations (10) is in the columns; therefore, it does not affect the information transfer rate, but it can be used to detect errors introduced by the transmission channel. As a result of this, a channel is realized with error detection in columns (9) due to sign redundancy. The detection of errors in the columns is carried out by a standard check for oddness, which is achieved by logical summation of the binary characters of the received feature column : .
Если gi=1, следовательно, ошибки нет и вырабатывают символ троичного кода, соответствующий признаку двоичного символа Рi. Например, если Pi=U, то вырабатывается символ 1, если Pi=Z, то вырабатывается символ 0, если Pi=R, то вырабатывается символ 2. Таким образом, формируются разрешенные кодовые комбинации троичного кодаIf g i = 1, therefore, there is no error, and a ternary code symbol is generated corresponding to the binary symbol P i . For example, if P i = U, then the generated
Если gi=0, значит, обнаружена ошибка и вырабатывают символ стирания X. Таким образом, преобразование (7) и условие различия смежных столбцов приводит к трехзначному (троичному) коду (11) с элементами из поля Галуа GF(3). Как видно из (11), смена признаков двоичного символа в исходной последовательности эквивалентна перестановке элементов в соответствующей комбинации из (11).If g i = 0, then an error has been detected and an erase symbol X is generated. Thus, transformation (7) and the condition for distinguishing adjacent columns leads to a three-digit (ternary) code (11) with elements from the Galois field GF (3). As can be seen from (11), a change in the signs of a binary symbol in the original sequence is equivalent to a permutation of the elements in the corresponding combination from (11).
В (11) выделяют четыре вида комбинаций. К первому виду относят последние шесть комбинаций, у которых все три элемента различные. Ко второму - две комбинации (212), (202), у которых два крайних элемента характеризуют признак повторения двоичного символа в блоке нулей или единиц. К третьему - две комбинации (121), (020), у которых средний элемент характеризует признак повторения. Наконец, к четвертому виду относят две комбинации (101), (010), у которых нет элементов, характеризующих признак повторения двоичного символа в блоке. Обработку комбинаций троичного кода осуществляют после приема первой комбинации и далее при каждом сдвиге на два такта, при этом количество обрабатываемых комбинаций того или иного вида будет определяться структурой исходной двоичной последовательности, то есть количеством блоков единиц и нулей в нем и их длиной. Чем короче будут блоки единиц и нулей (но не менее двух символов) и чем их будет больше, тем больше комбинаций первого вида будет в преобразованном сообщении. Чем длиннее будут блоки единиц и нулей, тем больше будет комбинаций второго и третьего вида. Наконец, если в исходной двоичной последовательности много участков, где чередуются нули и единицы (много блоков единичной длины), тем больше будет комбинаций четвертого вида.In (11), four types of combinations are distinguished. The first type includes the last six combinations, in which all three elements are different. The second - two combinations (212), (202), in which two extreme elements characterize the sign of a binary character in a block of zeros or ones. To the third - two combinations (121), (020), in which the middle element characterizes the sign of repetition. Finally, the fourth type includes two combinations (101), (010), which do not have elements characterizing the sign of the repetition of a binary symbol in a block. The processing of combinations of the ternary code is carried out after receiving the first combination and then with each shift of two clock cycles, the number of processed combinations of one kind or another will be determined by the structure of the original binary sequence, i.e. the number of units and zeros in it and their length. The shorter the blocks of ones and zeros (but not less than two characters) and the more there are, the more combinations of the first kind will be in the converted message. The longer the blocks of ones and zeros are, the more combinations of the second and third kind will be. Finally, if there are many sections in the original binary sequence where zeros and ones alternate (many blocks of unit length), then there will be more combinations of the fourth kind.
Пользуясь тем, что в комбинациях (11) не должно быть одинаковых смежных элементов, а элементы комбинаций являются элементами поля Галуа GF(3), исправляют средний стертый элемент в комбинациях первого вида (где все три символа различны) при условии, что два ее крайних элемента приняты правильно. Для этого осуществляют следующие логические операции: суммируют нестертые элементы комбинации и в качестве исправленного берут элемент, сопряженный результату суммирования:Taking advantage of the fact that combinations (11) should not have identical adjacent elements, and the elements of combinations are elements of the Galois field GF (3), they correct the middle erased element in combinations of the first type (where all three characters are different), provided that its two extreme item accepted correctly. To do this, carry out the following logical operations: summarize the non-erased elements of the combination and take the element conjugate to the summed result as the corrected one:
В (12) m=3 - значность кода. Если средний элемент стерт в комбинациях другого вида (где крайние элементы одинаковые), то коррекция стертого элемента не производится.In (12), m = 3 is the significance of the code. If the middle element is erased in combinations of another type (where the extreme elements are the same), then the erased element is not corrected.
Элементы принятых комбинаций троичного кода, соответствующие признакам единиц и нулей совпадают с соответствующими двоичными символами, поэтому их непосредственно используют для восстановления исходной двоичной последовательности. При восстановлении исходной двоичной информации над этими элементами кодовой комбинации i-го такта осуществляют следующие операции. Элемент текущей комбинации троичного кода, соответствующий признаку единицы, логически суммируют с исходным информационным символом , восстановленным на предыдущем тактеThe elements of the accepted combinations of the ternary code corresponding to the signs of ones and zeros coincide with the corresponding binary characters, so they are directly used to restore the original binary sequence. When restoring the original binary information on these elements of the code combination of the i-th clock, the following operations are performed. The element of the current ternary code combination corresponding to the unit attribute, logically summarize with the original information symbol restored to the previous measure
где символ «∨» означает логическое суммирование (дизъюнкция - ИЛИ). Результат логического суммирования (13) подвергают операции отрицанияwhere the symbol "∨" means logical summation (disjunction - OR). The result of logical summation (13) is subjected to the negation operation
элемент текущей комбинации троичного кода, соответствующий признаку нуля, tzi инвертируют и логически суммируют с результатом операции отрицания (14)the element of the current ternary code combination corresponding to the zero sign, t zi is inverted and logically summed with the result of the negation operation (14)
значение восстановленного на текущем такте информационного символа исходной двоичной последовательности находят как отрицание результата логического суммирования (15)the value of the information symbol of the original binary sequence restored at the current clock cycle is found as the negation of the result of logical summation (15)
Полученное соотношение (16) представляет собой рекуррентный алгоритм восстановления символов исходной двоичной последовательности при начальном значении .The resulting relation (16) is a recurrent algorithm for recovering the symbols of the original binary sequence at the initial value .
Элементы комбинаций троичного кода, соответствующие признакам повторения, преобразуют в двоичные символы и используют для синхронизации процесса приема. При этом в комбинациях третьего вида (где средний элемент характеризует признак повторения) стертый элемент не участвует в восстановлении двоичной информации, поэтому автоматически исправляется.Elements of combinations of the ternary code corresponding to the signs of repetition are converted into binary characters and used to synchronize the reception process. Moreover, in combinations of the third type (where the middle element characterizes the sign of repetition), the erased element does not participate in the recovery of binary information, therefore, it is automatically corrected.
Так как любой из трех каналов как на передающей, так и на приемной сторонах активен только в момент передачи или приема признака, а признаки разнесены, как минимум, на такт, то постоянная составляющая в сигнале будет отсутствовать. Как показано выше, алгоритм введения избыточности (механизм преобразования двоичных символов в столбцы) несложен, корректируют стертые элементы в комбинациях троичного кода двумя логическими операциями и восстановление исходной двоичной последовательности на приемной стороне осуществляется так же двумя логическими операциями. Коррекция ошибочных символов троичного кода требует всего два такта задержки.Since any of the three channels on both the transmitting and receiving sides is active only at the moment of transmission or reception of the characteristic, and the signs are spaced at least by a beat, there will be no constant component in the signal. As shown above, the algorithm for introducing redundancy (a mechanism for converting binary characters to columns) is simple, the erased elements in the ternary code combinations are corrected by two logical operations, and the original binary sequence is restored on the receiving side by two logical operations. Correction of erroneous ternary code characters requires only two delay cycles.
В преобразованных двоичных последовательностях в зависимости от их структуры количество обрабатываемых комбинаций первого вида колеблется около значения 1/2 от общей их численности, количество комбинаций третьего вида - около 1/6 от их общей численности. Следовательно, коррекция ошибок может быть реализована в доле комбинаций, составляющей в среднем около 2/3 от их общего количества. Например, последовательность двоичных символовIn the converted binary sequences, depending on their structure, the number of processed combinations of the first type fluctuates around 1/2 of their total number, the number of combinations of the third type is about 1/6 of their total number. Therefore, error correction can be implemented in the proportion of combinations, which averages about 2/3 of their total number. For example, a sequence of binary characters
000011101010011101000110111100010000011101010011101000110111100010
троичным кодом представляется какternary code is represented as
020212101010212101020120121202010.02021210101021210102012012121202010.
Количество и вид обрабатываемых комбинаций, соответственно:The number and type of processed combinations, respectively:
(020), (021), (121), (101), (101), (102), (212), (210), (010), (020), (012), (201), (121), (120), (020), (010).(020), (021), (121), (101), (101), (102), (212), (210), (010), (020), (012), (201), (121 ), (120), (020), (010).
Как видно, из 16 обрабатываемых комбинаций 6 комбинаций первого вида, 1 комбинация второго вида, 5 комбинаций третьего вида и 4 комбинации четвертого вида. Доля комбинаций, в которых может быть исправлен стертый средний элемент, составляет (6+5)/16=11/16, что отличается от 2/3 всего на 2% в большую сторону. А для последовательности двоичных символовAs you can see, out of 16 processed combinations, 6 combinations of the first type, 1 combination of the second type, 5 combinations of the third type and 4 combinations of the fourth type. The proportion of combinations in which the erased middle element can be corrected is (6 + 5) / 16 = 11/16, which differs from 2/3 by only 2% up. And for a sequence of binary characters
1000001011110110110010011010010 преобразование в троичный код дает1000001011110110110010010011010010 conversion to ternary code gives
1020201012120120120210212010210. Количество и вид обрабатываемых комбинаций, соответственно:1020201012120120120210212010210. The number and type of processed combinations, respectively:
(102), (202), (201), (101), (121), (120), (012), (201), (120), (021), (102), (212), (201), (102), (210).(102), (202), (201), (101), (121), (120), (012), (201), (120), (021), (102), (212), (201 ), (102), (210).
При этом из 15 обрабатываемых комбинаций 11 комбинаций первого вида, 2 комбинации второго вида, 1 комбинация третьего вида и 1 комбинация четвертого вида. Доля комбинаций, в которых может быть исправлен стертый средний элемент, составляет (11+1)/15=12/15, что отличается от 2/3 на 13% в большую сторону.Moreover, out of 15 processed combinations, 11 combinations of the first type, 2 combinations of the second type, 1 combination of the third type and 1 combination of the fourth type. The proportion of combinations in which the erased middle element can be corrected is (11 + 1) / 15 = 12/15, which differs from 2/3 by 13% up.
Таким образом, предлагаемый способ передачи дискретной информации обладает большей помехоустойчивостью, чем способ-прототип, автоматически устраняет постоянную составляющую в сигнале, реализует восстановление исходной двоичной информации и коррекцию ошибок с малой задержкой в два такта, а также прост в реализации.Thus, the proposed method for transmitting discrete information has greater noise immunity than the prototype method, automatically eliminates the constant component in the signal, implements the restoration of the original binary information and error correction with a small delay of two clock cycles, and is also simple to implement.
Укрупненная функциональная схема скорректированного устройства для осуществления предлагаемого способа представлена на фиг.1, где обозначено:An enlarged functional diagram of the adjusted device for implementing the proposed method is presented in figure 1, where it is indicated:
1 - блок операции суммирования по модулю два;1 - block operation summation modulo two;
2 - блок промежуточных операций;2 - block intermediate operations;
3 - блок формирования столбцов;3 - block forming columns;
4 - модулятор;4 - modulator;
5 - демодулятор;5 - demodulator;
6 - блок коррекции ошибочных символов троичного кода;6 - block correction of erroneous symbols of the ternary code;
7 - блок операций восстановления символов исходной двоичной последовательности.7 is a block of operations for recovering characters from an initial binary sequence.
Устройство, с помощью которого реализуется предлагаемый способ, содержит на передающей стороне блок операции суммирования по модулю два 1, блок промежуточных операций 2, блок формирования столбцов 3, три выхода которого соединены с соответствующими входами модулятора 4, выход которого является выходом передающей стороны, при этом выход блока промежуточных операций 2 соединен с первым входом блока формирования столбцов 3 и вторым входом блока операции суммирования по модулю два 1, первый вход которого соединен с первым входом блока промежуточных операций 2 и третьим входом блока формирования столбцов 3 и является входом передающей стороны, а выход - со вторым входом блока промежуточных операций 2 и вторым входом блока формирования столбцов 3.The device with which the proposed method is implemented comprises, on the transmitting side, a summation block modulo two 1, an
На приемной стороне - демодулятор 5, блок коррекции символов троичного кода 6 и блок операций восстановления символов исходной двоичной последовательности 7, выход которого является выходом приемной стороны устройства. Демодулятор 5 имеет три выхода, которые соединены с соответствующими входами блока коррекции символов троичного кода 6, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока операций восстановления символов исходной двоичной последовательности 7, а четвертый выход соединен со вторым входом блока 5 и третьим входом блока 7.On the receiving side, there is a demodulator 5, a symbol correction unit of the ternary code 6, and a block of symbol recovery operations of the source binary sequence 7, the output of which is the output of the receiving side of the device. Demodulator 5 has three outputs that are connected to the corresponding inputs of the ternary code symbol block 6, the first and second outputs of which are connected to the corresponding inputs of the symbol recovery block of the original binary sequence 7, and the fourth output is connected to the second input of block 5 and the third input of block 7 .
Устройство работает следующим образом. На передающей стороне символ исходной двоичной последовательности с единичной амплитудой и длительностью Т поступает на первый вход блока 1, на вход блока 2 и на третий вход блока 3. Через такт с выхода блока 2 на второй вход блока 1 и первый вход блока 3 поступит результат (5), а с выхода блока 1 на второй вход блока 3 - результат (6). С выхода блока 3 на соответствующие входы модулятора 4 поступает столбец (7) . При этом, если на вход устройства поступит двоичная единица и значение результата (6) равно единице, то с первого выхода блока 3 на соответствующий вход модулятора 4 поступит единица второй и третий входы модулятора 4 будут заперты. Если на вход устройства поступит двоичная единица и значение результата (6) равно нулю, то с третьего выхода блока 3 на соответствующий вход модулятора 4 поступит единица, а первый и второй входы модулятора 4 будут заперты. Если на вход устройства поступит двоичный нуль и значение результата (6) равно единице, то первый и третий входы модулятора 4 будут заперты, а со второго выхода блока 3 на соответствующий вход модулятора 4 поступит единица. Наконец, если на вход устройства поступит двоичный нуль и значение результата (6) равно нулю, то с третьего выхода блока 3 на соответствующий вход модулятора 4 поступит единица, а первый и второй входы модулятора 4 будут заперты. Таким образом, на каждом такте на входы модулятора 4 поступает один из столбцов (9), элементы которого формируются на выходах блока 3. Этот столбец несет информацию о позиции текущего символа исходной двоичной последовательности в блоке нулей или блоке единиц. В модуляторе 4 в соответствии с поступившим столбцом (9) модулируется несущее колебание и в канал связи поступает высокочастотный сигнал, несущий информацию о признаке соответствующего символа исходной двоичной последовательности.The device operates as follows. On the transmitting side, the symbol of the original binary sequence with a unit amplitude and duration T is fed to the first input of
На приемной стороне на вход демодулятора 5 поступают модулированные сигналы, которые обрабатывают стандартными способами, соответствующими виду модуляции приходящих сигналов. При этом сигнал с максимальным уровнем отпирает соответствующий ему выход демодулятора 5 и, одновременно, запирает два оставшихся выхода демодулятора 5. На выходе демодулятора 5 восстанавливают переданные столбцы, элементы которых поступают на соответствующие входы блока 6, где происходит стирание и исправление ошибочных элементов троичного кода. Из соответствующих элементов правильно принятых комбинаций троичного кода формируют последовательности символов , ,…, ,…, , ,…, ,…, а элементы комбинаций троичного кода преобразуют в двоичные символы . С первого и второго выходов блока 6 на соответствующие входы блока 7 поступают последовательности , ,…, ,…, и , ,…, ,…, где в соответствии с алгоритмом (16) осуществляется восстановление символов исходной двоичной последовательности, которая с выхода блока 7 поступает на оконечное устройство. В то же время с первого выхода блока 6 элементы третьей последовательности, преобразованные в двоичные символы , ,…, ,… поступают на вход устройства синхронизации.At the receiving side, modulated signals are received at the input of demodulator 5, which are processed by standard methods corresponding to the type of modulation of the incoming signals. At the same time, the signal with the maximum level unlocks the corresponding output of the demodulator 5 and, at the same time, locks the two remaining outputs of the demodulator 5. At the output of the demodulator 5, the transmitted columns are restored, the elements of which are fed to the corresponding inputs of block 6, where the erroneous elements of the ternary code are erased and corrected. From the corresponding elements of correctly accepted combinations of the ternary code, sequences of characters are formed , , ..., , ..., , , ..., , ..., and elements of ternary code combinations convert to binary characters . From the first and second outputs of block 6, the corresponding inputs of block 7 receive the sequence , , ..., , ..., and , , ..., , ..., where, in accordance with the algorithm (16), the characters of the original binary sequence are restored, which, from the output of block 7, is sent to the terminal device. At the same time, from the first output of block 6, elements of the third sequence converted to binary characters , , ..., , ... enter the input of the synchronization device.
Реализация устройства, осуществляющего предлагаемый способ передачи дискретной информации, не вызывает затруднений, так как логические элементы и функциональные узлы, входящие в блоки устройства, общеизвестны, широко используются в отечественных и зарубежных патентах, а также описаны в технической литературе.The implementation of the device that implements the proposed method for transmitting discrete information does not cause difficulties, since the logical elements and functional units included in the device blocks are well known, widely used in domestic and foreign patents, and are also described in the technical literature.
Блок-схема блока промежуточных операций 2 представлена на фиг.2, где обозначено:The block diagram of the block of
2.1 - блок задержки на такт;2.1 - delay unit per cycle;
2.2, 2.6 - первый и второй блоки суммирования по модулю 2;2.2, 2.6 - the first and second blocks of summation modulo 2;
2.3, 2.7 - первый и второй блоки операции инверсии (логического отрицания);2.3, 2.7 - the first and second blocks of the inversion operation (logical negation);
2.4 - блок логического умножения (конъюнкции);2.4 - block of logical multiplication (conjunction);
2.5 - блок динамической памяти на один элемент.2.5 - a block of dynamic memory for one element.
Блок 2 содержит последовательно соединенные блок задержки на такт 2.1, блок суммирования по модулю 2 2.2, блок операции инверсии 2.3 и блок динамической памяти на один элемент 2.5, вход которого является вторым входом блока 2 (фиг.1), последовательно соединенные блок суммирования по модулю 2 2.6 и блок операции инверсии 2.7, выход которого является выходом блока 2 (фиг.1), причем первый вход блока суммирования по модулю 2 2.6 соединен со вторым входом блока суммирования по модулю 2 2.2 и входом блока задержки на такт 2.1, который является первым входом блока 2 (фиг.1).
Блок 2 работает следующим образом. Символ исходной двоичной последовательности di поступает на вход блока 2.1, второй вход блока 2.2 и первый вход блока 2.6, одновременно с выхода блока 2.5 его содержимое Ii-1 поступит на второй вход блока 2.4. Через время, равное длительности двоичного символа (такт) в блоках 2.2...2.4 и 2.6, 2.7 реализуются соответствующие логические операции: в блоках 2.2 и 2.3 операция (3), в блоке 2.4 - (4), в блоках 2.6 и 2.7 - (5), который с выхода блока 2.7 поступит на второй вход блока 1 (фиг.1) и на первый вход блока 3 (фиг.1), при этом в блоке 1 (фиг.1) реализуется операция (6) и с его выхода на второй вход блока 3 (фиг.1) и в блок 2.5 поступит новый результат Ii, замещая в блоке 2.5 предыдущий результат Ii-1. Аналогично работа блока 2 описывается на любом такте.
Блок-схема блока коррекции ошибочных символов троичного кода 6 представлена на фиг.3, где обозначено:The block diagram of the block correction of erroneous symbols of the ternary code 6 is presented in figure 3, where it is indicated:
6.1, 6.5 - первый и второй блоки операции логического суммирования (дизъюнкция);6.1, 6.5 - the first and second blocks of the operation of logical summation (disjunction);
6.2 - блок преобразования столбцов в символы троичного кода;6.2 is a block for converting columns to ternary code symbols;
6.3 - блок контроля ошибок в 1-м и последнем столбцах сообщения и выработки символа стирания;6.3 - error control unit in the 1st and last columns of the message and the generation of the erase symbol;
6.4 - блока контроля одинаковых символов в 1-м и 3-м разрядах трехразрядного регистра и контроля символа стирания в третьем разряде трехразрядного сдвигового регистра;6.4 - control unit for identical characters in the 1st and 3rd digits of a three-digit register and control of the erase character in the third digit of a three-digit shift register;
6.6 - трехразрядный сдвиговый регистр;6.6 - three-digit shift register;
6.7 - блок преобразования символов троичного кода в двоичные символы;6.7 - block conversion of ternary code characters into binary characters;
6.8 - ключ;6.8 - key;
6.9 - блок вычитания;6.9 - subtraction block;
6.10 - блок постоянной памяти, хранящий значность кода m;6.10 - a block of read-only memory storing the significance of the code m;
6.11 - сумматор;6.11 - adder;
6.12 блок сравнения;6.12 comparison block;
Блок 6 содержит последовательно соединенные сумматор 6.11, блок вычитания 6.9, ключ 6.8 и трехразрядный сдвиговый регистр 6.6, последовательно соединенные блок логического суммирования 6.1 и блок контроля ошибок в 1-м и последнем столбцах сообщения и выработки символа стирания 6.3, кроме того, блок 6 содержит блок преобразования столбцов в символы троичного кода 6.2, блок постоянной памяти, хранящий значность кода m 6.10, блок контроля одинаковых символов в 1-м и 3-м разрядах трехразрядного регистра и контроля символа стирания в третьем разряде трехразрядного сдвигового регистра 6.4, блок сравнения 6.12 и блок преобразования символов троичного кода в двоичные символы 6.7, при этом первый вход блока сравнения 6.12 соединен с первым входом сумматора 6.11 и третьим выходом трехразрядного сдвигового регистра 6.6, второй вход блока сравнения 6.12 соединен со вторым входом сумматора 6.11 и четвертым выходом трехразрядного сдвигового регистра 6.6, второй вход блока вычитания 6.9 соединен с выходом блока постоянной памяти 6.10, второй управляющий вход ключа 6.8 соединен со вторым выходом блока 6.4, выход блока логического суммирования 6.1 соединен с четвертым входом блока преобразования столбцов в символы троичного кода 6.2, три входа которого соединены с соответствующими входами блока логического суммирования 6.1, которые являются входами блока 6, три выхода блока преобразования столбцов в символы троичного кода 6.2 соединены с соответствующими входами блока логического суммирования 6.5, выход которого соединен с первым входом сдвигового регистра 6.6, а четвертый вход соединен с третьим выходом блока 6.3, выход блока сравнения 6.12 соединен с четвертым входом блока 6.4, первый выход которого соединен со вторым входом блока 6.3, а первый и второй входы соединены с первым и вторым выходами сдвигового регистра 6.6, первый выход блока 6.3 соединен с третьим входом блока 6.4, а второй его выход соединен с третьим, четвертым и пятым входами сдвигового регистра 6.6 и является четвертым выходом блока 6, пятый выход сдвигового регистра 6.6 соединен с входом блока преобразования символов троичного кода в двоичные символы 6.7, три выхода которого являются соответствующими выходами блока 6.Block 6 contains a series-connected adder 6.11, a subtraction block 6.9, a key 6.8 and a three-digit shift register 6.6, a series-connected logical summation block 6.1 and an error control block in the 1st and last columns of the message and generate an erase symbol 6.3, in addition, block 6 contains a block for converting columns to symbols of the ternary code 6.2, a block of read-only memory storing the significance of the code m 6.10, a control unit for identical characters in the 1st and 3rd digits of a three-digit register, and a control for the erasure symbol in the third digit of a three-digit one shift register 6.4, a comparison block 6.12 and a block for converting ternary code symbols to binary characters 6.7, while the first input of the comparison block 6.12 is connected to the first input of the adder 6.11 and the third output of the three-bit shift register 6.6, the second input of the comparison block 6.12 is connected to the second input of the adder 6.11 and the fourth output of the three-digit shift register 6.6, the second input of the subtraction block 6.9 is connected to the output of the permanent memory block 6.10, the second control input of the key 6.8 is connected to the second output of the block 6.4, the output of the logic block summation 6.1 is connected to the fourth input of the block converting columns into symbols of the ternary code 6.2, three inputs of which are connected to the corresponding inputs of the logical summing block 6.1, which are inputs of block 6, the three outputs of the block converting columns to symbols of the ternary code 6.2 are connected to the corresponding inputs of the logical block summation 6.5, the output of which is connected to the first input of the shift register 6.6, and the fourth input is connected to the third output of the block 6.3, the output of the comparison unit 6.12 is connected to the fourth input m block 6.4, the first output of which is connected to the second input of block 6.3, and the first and second inputs are connected to the first and second outputs of the shift register 6.6, the first output of block 6.3 is connected to the third input of the block 6.4, and its second output is connected to the third, fourth and the fifth inputs of the shift register 6.6 and is the fourth output of block 6, the fifth output of the shift register 6.6 is connected to the input of the block converting the ternary code characters into binary characters 6.7, the three outputs of which are the corresponding outputs of block 6.
Блок 6 работает следующим образом. В исходном состоянии сдвиговый регистр 6.6 обнулен, ключ 6.8 закрыт. Первые три такта, когда заполняются разряды регистра 6.6, блок 6.7 пассивен. На каждом такте с трех выходов демодулятора 5 (фиг.1) на соответствующие входы блока 6 поступает столбец (9), элементами которого являются двоичные символы. Одновременно этот столбец поступает и на соответствующие входы блока 6.2. Если столбец принят без ошибки, то с выхода блока 6.1 на первый вход блока 6.3 и четвертый вход блока 6.2 поступит единица, третий выход блока 6.3 будет заперт. С одного из выходов блока 6.2 на соответствующий вход блока 6.5 поступит символ троичного кода, который с его выхода поступит в третий разряд сдвигового регистра 6.6. С первого и второго выходов сдвигового регистра 6.6 на первый и второй входы блока 6.4 поступят символ троичного кода и нуль, соответственно. С выхода блока 6.12 на четвертый вход блока 6.4 поступит информация о различии содержимого первого и третьего разрядов сдвигового регистра 6.6, тогда с первого выхода блока 6.4 на второй вход блока 6.3 поступит запрет на выработку импульса сброса приемного устройства в исходное состояние, второй выход блока 6.3 будет заперт, со второго выхода блока 6.4 на второй управляющий вход ключа 6.8 поступит нуль, подтверждая закрытость ключа 6.8. Значит, независимо от операций, производимых в блоках 6.11 и 6.9, содержимое второго регистра не изменится. Аналогично блок 6 работает на любом такте в случае безошибочных столбцов, когда содержимое первого и третьего разрядов сдвигового регистра 6.6. различно или одинаково. Начиная с четвертого такта, с пятого выхода сдвигового регистра 6.6 на вход блока 6.7 начнут поступать символы троичного кода, а с его выходов двоичные символы будут поступать на соответствующие входы блока восстановления исходной двоичной последовательности и на вход устройства синхронизации.Block 6 works as follows. In the initial state, the shift register 6.6 is reset, the key 6.8 is closed. The first three clocks, when the bits of register 6.6 are filled, block 6.7 is passive. At each cycle, from the three outputs of the demodulator 5 (Fig. 1), the column (9), the elements of which are binary characters, is supplied to the corresponding inputs of block 6. At the same time, this column enters the corresponding inputs of block 6.2. If the column is accepted without error, then one will arrive from the output of block 6.1 to the first input of block 6.3 and the fourth input of block 6.2, the third output of block 6.3 will be locked. From one of the outputs of block 6.2, the symbol of the ternary code will come to the corresponding input of block 6.5, which from its output will go to the third digit of the shift register 6.6. From the first and second outputs of the shift register 6.6, the ternary code symbol and zero, respectively, will arrive at the first and second inputs of block 6.4. From the output of block 6.12, the fourth input of block 6.4 will receive information about the difference in the contents of the first and third bits of the shift register 6.6, then from the first output of block 6.4, the second input of block 6.3 will receive a ban on generating a reset pulse of the receiving device to its original state, the second output of block 6.3 will be locked, from the second output of block 6.4, the second control input of the key 6.8 will receive zero, confirming the closedness of the key 6.8. So, regardless of the operations performed in blocks 6.11 and 6.9, the contents of the second register will not change. Similarly, block 6 works on any clock cycle in the case of error-free columns, when the contents of the first and third bits of the shift register 6.6. different or the same. Starting from the fourth step, from the fifth output of the shift register 6.6, ternary code symbols will begin to arrive at the input of block 6.7, and binary symbols will be supplied from its outputs to the corresponding inputs of the recovery unit of the original binary sequence and to the input of the synchronization device.
Если первый же принятый столбец ошибочен, то с выхода блока 6.1 на первый вход блока 6.3 поступит нуль. Далее, независимо от результатов работы всех остальных блоков на этом такте блок 6.3 выработает импульс сброса, который обнулит содержимое сдвигового регистра и приведет приемное устройство в исходное состояние. Если в принятой информации ошибочен последний столбец, блок 6 работает на последнем такте точно так же.If the first received column is erroneous, then zero will arrive from the output of block 6.1 to the first input of block 6.3. Further, regardless of the results of the work of all the other blocks on this clock, block 6.3 will generate a reset pulse, which will reset the contents of the shift register and bring the receiving device to its original state. If the last column is erroneous in the received information, block 6 works on the last measure in exactly the same way.
Рассмотрим случай, когда на вход блока 6 поступает поток столбцов, в которых ошибочные распределены «лесенкой» через один или реже (кроме первого и последнего ошибочных). На первом такте все произойдет так, как было описано выше. Пусть на втором такте на входы блока 6 поступает ошибочный столбец. Одновременно он поступает и на соответствующие входы блока 6.2. Тогда с выхода блока 6.1 на первый вход блока 6.3 и четвертый вход блока 6.2 поступит нуль. При этом выходы блока 6.2 будут заперты, с третьего выхода блока 6.3 на четвертый вход блока 6.5 поступит символ стирания, который с его выхода через первый вход сдвигового регистра 6.6 поступит в третий разряд, сдвигая правильно принятый первый символ троичного кода во второй разряд. С первого и второго выходов сдвигового регистра 6.6 на соответствующие входы блока 6.4 поступит содержимое первого и второго разрядов регистра 6.6, с выхода блока 6.12 на четвертый вход блока 6.4 поступит информация о различии содержимого первого и третьего разрядов регистра 6.6. С первого выхода блока 6.4 на второй вход блока 6.3 поступит сигнал о запрете сброса, а со второго выхода блока 6.4 на второй управляющий вход ключа 6.8 поступит нуль, подтверждая закрытие ключа 6.8. Значит независимо от операций, производимых в блоках 6.11 и 6.9, содержимое второго разряда регистра 6.6 не изменится. На третьем такте на входы блока 6 поступает безошибочный столбец. Одновременно он поступает и на соответствующие входы блока 6.2. Тогда с выхода блока 6.1 на первый вход блока 6.3 и четвертый вход блока 6.2 поступит единица, третий выход блока 6.3 будет заперт. С одного из выходов блока 6.2 на соответствующий вход блока 6.5 поступит символ троичного кода, который с его выхода поступит в третий разряд сдвигового регистра 6.6, перемещая символ стирания во второй разряд, а первый символ троичного кода - в первый разряд. С первого и второго выходов сдвигового регистра 6.6 на первый и второй входы блока 6.4 поступят символ троичного кода и символ стирания, соответственно. С выхода блока 6.12 на четвертый вход блока 6.4 поступит информация либо о различии содержимого первого и третьего разрядов сдвигового регистра 6.6, либо о том, что их содержимое одинаково. Если содержимое первого и третьего разрядов сдвигового регистра 6.6 различно, то с первого выхода блока 6.4 на второй вход блока 6.3 поступит запрет на сброс приемного устройства в исходное состояние, второй выход блока 6.3 будет заперт, со второго выхода блока 6.4 на второй управляющий вход ключа 6.8 поступит единица, открывая ключ 6.8. Одновременно результат суммирования содержимого первого и третьего разрядов с выхода блока суммирования 6.11 поступит на первый вход блока вычитания 6.9, на второй вход которого поступит число m. С выхода блока вычитания 6.9 на первый вход ключа 6.8 поступит результат (12). Так как ключ 6.8 открыт, то этот результат поступит на второй вход сдвигового регистра 6.6, замещая во втором его разряде символ стирания. Таким образом, ошибочный символ троичного кода будет исправлен. Если же в первом и третьем разрядах сдвигового регистра 6.6 окажутся одинаковые символы троичного кода, то с первого выхода блока 6.4 на второй вход блока 6.3 поступит запрет на сброс приемного устройства в исходное состояние, второй выход блока 6.3 будет заперт, но со второго выхода блока 6.4 на второй управляющий вход ключа 6.8 поступит нуль, закрывая ключ 6.8. При этом символ стирания может попасть на вход блока 6.7, где он игнорируется. Со средней вероятностью 0,5 символ стирания может заместить символ троичного кода, который соответствует столбцу признака повторения двоичного символа в блоке нулей или единиц. Но этот символ троичного кода не участвует в восстановлении исходной двоичной последовательности, следовательно, это эквивалентно коррекции такого символа с такой же вероятностью.Consider the case when the input of block 6 receives a stream of columns in which the erroneous ones are distributed by the “ladder” through one or less often (except for the first and last erroneous). On the first bar, everything will happen as described above. Let the second column to the inputs of block 6 receives an erroneous column. At the same time, it arrives at the corresponding inputs of block 6.2. Then, from the output of block 6.1, the first input of block 6.3 and the fourth input of block 6.2 will receive zero. In this case, the outputs of block 6.2 will be locked, from the third output of block 6.3, the erase character will come to the fourth input of block 6.5, which from its output through the first input of the shift register 6.6 will go to the third digit, shifting the correctly received first symbol of the ternary code to the second digit. From the first and second outputs of the shift register 6.6, the corresponding inputs of block 6.4 will receive the contents of the first and second bits of the register 6.6, from the output of block 6.12 the fourth input of the block 6.4 will receive information about the difference in the contents of the first and third bits of the register 6.6. From the first output of block 6.4, a reset inhibit signal will be sent to the second input of block 6.3, and zero will come from the second output of block 6.4 to the second control input of key 6.8, confirming that key 6.8 is closed. This means that regardless of the operations performed in blocks 6.11 and 6.9, the contents of the second digit of register 6.6 will not change. On the third step, an error-free column enters the inputs of block 6. At the same time, it arrives at the corresponding inputs of block 6.2. Then, from the output of block 6.1, the unit receives the first input of block 6.3 and the fourth input of block 6.2, the third output of block 6.3 will be locked. From one of the outputs of block 6.2, the ternary code symbol will arrive at the corresponding input of block 6.5, which from its output will go to the third digit of the shift register 6.6, moving the erase symbol to the second digit, and the first symbol of the ternary code to the first digit. From the first and second outputs of the shift register 6.6, the ternary code symbol and the erase symbol, respectively, will arrive at the first and second inputs of block 6.4. From the output of block 6.12, the fourth input of block 6.4 will receive information either about the difference in the contents of the first and third bits of the shift register 6.6, or that their contents are the same. If the contents of the first and third digits of the shift register 6.6 are different, then from the first output of block 6.4 to the second input of block 6.3 there will be a ban on resetting the receiving device to its original state, the second output of block 6.3 will be locked, from the second output of block 6.4 to the second control input of key 6.8 the unit will arrive by opening the key 6.8. At the same time, the result of summing the contents of the first and third digits from the output of the summing block 6.11 will go to the first input of the subtraction block 6.9, the second input of which will receive the number m. From the output of the subtraction block 6.9, the first input of the key 6.8 will receive the result (12). Since the key 6.8 is open, this result will go to the second input of the shift register 6.6, replacing the erase symbol in its second digit. Thus, the erroneous symbol of the ternary code will be corrected. If the first and third digits of the shift register 6.6 contain the same ternary code symbols, then from the first output of block 6.4, the second input of block 6.3 will receive a ban on resetting the receiving device to its original state, the second output of block 6.3 will be locked, but from the second output of block 6.4 the second control input of the key 6.8 receives zero, closing the key 6.8. In this case, the erasure symbol can go to the input of block 6.7, where it is ignored. With an average probability of 0.5, the erase character can replace the ternary code symbol, which corresponds to the column of the sign of repetition of a binary symbol in a block of zeros or ones. But this symbol of the ternary code is not involved in restoring the original binary sequence, therefore, this is equivalent to correcting such a symbol with the same probability.
Отметим, что блоки 6.3 и 6.4 состоят из известных логических элементов. Блок контроля ошибок в 1-м и последнем столбцах сообщения и выработки символа стирания 6.3 содержит счетчик, логические элементы И, ИЛИ, НЕ, сумматоры по модулю 2, ключ, а также блоки постоянной памяти.Note that blocks 6.3 and 6.4 consist of well-known logic elements. The error control block in the 1st and last columns of the message and the generation of the delete symbol 6.3 contains a counter, logical elements AND, OR, NOT, adders modulo 2, a key, as well as blocks of read-only memory.
Блок контроля одинаковых символов в 1-м и 3-м разрядах трехразрядного регистра и контроля символа стирания в третьем разряде трехразрядного сдвигового регистра 6.4 также состоит из известных логических элементов И, НЕ и сумматоров по модулю 2.The control unit for identical symbols in the 1st and 3rd digits of a three-digit register and the control of the erase symbol in the third digit of a three-digit shift register 6.4 also consists of known logical elements AND, NOT, and adders modulo 2.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006144526/09A RU2344544C2 (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | Method of discrete information transfer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006144526/09A RU2344544C2 (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | Method of discrete information transfer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006144526A RU2006144526A (en) | 2008-06-20 |
RU2344544C2 true RU2344544C2 (en) | 2009-01-20 |
Family
ID=40376242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006144526/09A RU2344544C2 (en) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | Method of discrete information transfer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2344544C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581774C1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Information transmission method and system for its implementation |
RU2665290C1 (en) * | 2017-08-17 | 2018-08-28 | Акционерное общество "Современные беспроводные технологии" | Periodic ideal ternary sequences generator |
RU2761903C1 (en) * | 2021-01-28 | 2021-12-13 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации | Method for two-dimensional interference-resistant information encoding in spatial parallel radio channels of robotic complexes |
-
2006
- 2006-12-13 RU RU2006144526/09A patent/RU2344544C2/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581774C1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Information transmission method and system for its implementation |
RU2665290C1 (en) * | 2017-08-17 | 2018-08-28 | Акционерное общество "Современные беспроводные технологии" | Periodic ideal ternary sequences generator |
RU2761903C1 (en) * | 2021-01-28 | 2021-12-13 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации | Method for two-dimensional interference-resistant information encoding in spatial parallel radio channels of robotic complexes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006144526A (en) | 2008-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lender | Correlative level coding for binary-data transmission | |
EP0595034B1 (en) | Differentially coded and guard pulse position modulation for communication networks | |
EP0086091A2 (en) | Apparatus and method for signal processing | |
Boiko et al. | Signal processing in telecommunications with forward correction of errors | |
RU2344544C2 (en) | Method of discrete information transfer | |
Faruque | Radio frequency channel coding made easy | |
US3419804A (en) | Data transmission apparatus for generating a redundant information signal consisting of successive pulses followed by successive inverse pulses | |
US20240048416A1 (en) | Method and apparatus for receiving FSK signals | |
US4346472A (en) | Method and apparatus for eliminating double bit errosion in a differential phase shift keying system | |
EP0089467B1 (en) | Method and system for pulse signal transmission | |
RU2581774C1 (en) | Information transmission method and system for its implementation | |
CA2349854C (en) | Dummy error addition circuit | |
JP2007306212A (en) | Transmitter, receiver, communication system, and communication method | |
RU2752003C1 (en) | Device for receiving relative phase telegraphy signals with increased immunity | |
RU2317642C2 (en) | Method for encoding a digital signal for information transmission | |
RU2348102C2 (en) | Method for transmission of discrete information | |
RU2747777C1 (en) | Method of receiving signals of relative phase telegraphy in devices for receiving signals with phase manipulation | |
Faruque | Free space laser communication with ambient light compensation | |
RU2302083C1 (en) | Method for transferring a discrete message in systems with feedback coupling | |
CN115296971B (en) | Ultra-low complexity receiver consisting of permutated array signal constellations in a communication system | |
CN108400865A (en) | One kind being based on DCSK chaos encrypting methods | |
RU2239289C2 (en) | Method for transmitting digital information in feedback systems | |
RU2812335C1 (en) | Code pattern synchronization device | |
RU2695050C1 (en) | Method of generating an encryption/decryption key | |
RU2310990C1 (en) | Method for transferring discontinuous messages in systems with repeat of transmissions and with check connections |