RU2573741C2

RU2573741C2 - Method for operation of symbol threshold element in symbol majority decoder

Info

Publication number: RU2573741C2
Application number: RU2014106318/08A
Authority: RU
Inventors: Валерий Владимирович Золотарев; Геннадий Владимирович Овечкин
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2016-01-27
Also published as: RU2014106318A

Abstract

FIELD: physics, computer engineering.

SUBSTANCE: invention relates to computer engineering. The said result is achieved by sending, from a certain number of cells of a syndrome register of a decoder to the input of a computer, verification symbol values of the used code, the contents of which are further sent to a symbol comparison unit and to a unit for determining the occurrence frequency thereof, which makes a decision on an error value, wherein the symbol threshold element includes two memory arrays, one of which stores verification values and the second stores the number of verifications from all possible values thereof arriving at the decoder input.

EFFECT: enabling the selection of a decision of a symbol threshold element among multiple verification symbol values, which increases the rate of decoding.

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к устройствам, входящим в состав аппаратуры и программного обеспечения для систем коррекции ошибок при передаче, хранении, чтении и восстановлении цифровых данных. Оно может быть использовано в декодерах цифровых потоков с большой вероятностью ошибки в корректируемых данных.The invention relates to the field of computer technology, namely, devices that are part of the hardware and software for error correction systems for the transmission, storage, reading and restoration of digital data. It can be used in digital stream decoders with a high probability of error in the corrected data.

Декодеры цифровых потоков широко используются для того, чтобы исправлять ошибки при передаче и хранении цифровых данных. Техническая и экономическая польза применения систем кодирования состоит в том, что кодирование многократно повышает к.п.д. используемых каналов, что особенно важно для чрезвычайно дорогих спутниковых и космических каналов связи. Одним из главных элементов в символьном декодере, обеспечивающем повышение достоверности принимаемой информации в каналах связи, особенно с высоким уровнем помех, является символьный пороговый элемент (СПЭ).Digital stream decoders are widely used to correct errors in the transmission and storage of digital data. The technical and economic benefits of using coding systems is that coding greatly increases the efficiency used channels, which is especially important for extremely expensive satellite and space communication channels. One of the main elements in a symbol decoder, which increases the reliability of received information in communication channels, especially with a high level of interference, is a symbol threshold element (ELE).

Известны декодеры корректирующих кодов на основе многопороговых декодеров блоковых и сверточных недвоичных (символьных) кодов. Они работают таким образом, что при заданном числе проверок, поступающих на вход единственного активного устройства, СПЭ ищет наиболее часто встречающиеся значения символов проверок (0 или 1, а возможно, и другие значения). Если наиболее часто встречающееся значение проверки оказывается на величину Т (Т>=0) более частым, чем второе по частоте появления значение, то информационный символ, контролируемый этими проверками, изменяется (см. Золотарев В.В., Овечкин Г.В. Помехоустойчивое кодирование. Справочник. М., Горячая линия - Телеком, 2004, с.59-64).Known decoders for correction codes based on multi-threshold decoders of block and convolutional binary (symbolic) codes. They work in such a way that, for a given number of checks entering the input of the only active device, the SPE searches for the most common values of the test symbols (0 or 1, and possibly other values). If the most common check value turns out to be T (T> = 0) more frequent than the second most frequent value, then the information symbol controlled by these checks changes (see Zolotarev V.V., Ovechkin G.V. coding. Reference. M., Hotline - Telecom, 2004, p. 59-64).

Однако данный алгоритм работы СПЭ не обеспечивает возможность выбора решения СПЭ среди многих значений символов проверок. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы символьного порогового элемента в символьном мажоритарном декодере, заключающийся в том, что с некоторого числа ячеек синдромного регистра декодера на вход вычислителя направляют значения символов проверок используемого кода, содержимое которых направляют далее в блок сравнения символов и в блок определения частоты их появления, который выносит решение о значении ошибки (см. патент RU №2377722, кл. H03M 13/43, 27.12.2009).However, this algorithm for the operation of the EIT does not provide the possibility of choosing the solution of the EIT among many values of the symbols of checks. The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a method of operating a symbolic threshold element in a symbolic majority decoder, which consists in the fact that from a number of cells of the syndrome register of the decoder, the values of the verification code symbols of the used code are sent, the contents of which are sent further to the comparison unit characters and in the unit for determining the frequency of their occurrence, which makes a decision on the meaning of the error (see patent RU No. 2377722, CL H03M 13/43, 12/27/2009).

Однако данный способ работы СПЭ также не обеспечивает возможность выбора решения СПЭ среди многих значений символов проверок.However, this method of operation of the EIT also does not provide the possibility of choosing the solution of the EIT among many values of the symbols of checks.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение указанных недостатков.The problem to which the present invention is directed, is the elimination of these disadvantages.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность выбора решения СПЭ среди многих значений символов проверок, что и позволяет увеличить скорость декодирования.The technical result consists in the fact that it is possible to choose the solution of the ESS among many values of the symbols of checks, which allows to increase the decoding speed.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ работы символьного порогового элемента в символьном мажоритарном декодере заключается в том, что с некоторого числа ячеек синдромного регистра декодера на вход вычислителя направляют значения символов проверок используемого кода, содержимое которых направляют далее в блок сравнения символов и в блок определения частоты их появления, который выносит решение о значении ошибки, при этом в символьный пороговый элемент введены два массива памяти, в одном из которых хранят значения проверок, а во втором - количество проверок из всех возможных их значений, поступивших на вход декодера.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of operation of the symbolic threshold element in the symbolic majority decoder is that from a certain number of cells of the syndrome register of the decoder, the values of the symbols of checks of the used code are sent to the input, the contents of which are sent further to the block comparing the symbols and into the block for determining the frequency of their appearance, which makes a decision on the value of the error, while two memory arrays are introduced into the symbolic threshold element, in one m values of which are stored checks, and in the second - the number of inspections of all possible values of received at the input of the decoder.

Способ работы символьного порогового элемента в символьном мажоритарном декодере реализуется следующим образом.The method of operation of the symbol threshold element in the symbol majority decoder is implemented as follows.

С некоторого числа ячеек синдромного регистра декодера на вход вычислителя направляют значения символов проверок используемого кода, содержимое которых направляют далее в блок сравнения символов и в блок определения частоты их появления, который выносит решение о значении ошибки.From a number of cells of the syndrome register of the decoder, the symbol values of the checks of the code used are sent to the input of the calculator, the contents of which are then sent to the symbol comparison unit and to the block for determining the frequency of their appearance, which makes a decision about the error value.

Для случая более чем двух возможных значений из q возможных, q>2, проверок в символьный пороговый элемент введены два массива памяти, в одном из которых хранят значения проверок, а во втором - количество проверок из всех возможных их значений, поступивших на вход декодера, при этом вначале берут некоторый рабочий массив памяти и начинают заполнять его символами проверок. Сначала первый символ помещается в первую ячейку массива, а еще в один ее счетчик (в дополнительном массиве памяти, первоначально нулевом) записывается единичка. Затем следующие символы проверки последовательно сравниваются с содержимым уже заполненных ячеек этой памяти. Если они совпадут с какой-либо ячейкой массива, то соответствующий ему счетчик увеличивается на единицу. Если в массиве не встречалось еще такое же значение проверки, то это значение записывается в первую же следующую свободную ячейку массива, а счетчик этой ячейки становится равным 1. После того как все проверки учтены таким образом в рабочем массиве и в массиве счетчиков, два наиболее часто встречающихся значения проверок находятся обычным образом. Они и используются при вынесении решения СПЭ о необходимости изменения декодируемого символа или об отказе от его изменения.For the case of more than two possible values from q possible checks, q> 2, two arrays of memory are introduced into the symbolic threshold element, one of which stores the values of the checks, and the second - the number of checks of all possible values received at the decoder, at the same time, they first take some working memory array and begin to fill it with check symbols. First, the first character is placed in the first cell of the array, and another one is written in its counter (in an additional memory array, initially zero). Then, the following check symbols are sequentially compared with the contents of already filled cells of this memory. If they coincide with any cell of the array, then the counter corresponding to it increases by one. If the same check value has not yet been encountered in the array, then this value is written to the first next free cell of the array, and the counter of this cell becomes 1. After all checks are taken into account in this way in the working array and in the counter array, two most often The encountered test values are found in the usual way. They are also used when deciding the EIT on the need to change the decoded symbol or on refusing to change it.

Проверка путем моделирования работы СПЭ в составе полного символьного декодера на персональном компьютере с помощью программы на языке C++ показала, что при типичных параметрах кодирования на серийных компьютерах с обычными процессорами СПЭ работает даже при большом уровне шума со скоростью от 5 до 20 Мбит/с, что позволяет во многих случаях даже не разрабатывать для декодера специализированные программируемые логические интегральные схемы, а применять для исправления ошибок в цифровых потоках именно программные версии декодера, поскольку он демонстрирует высокие уровни производительности, что является подтверждением простого рационального и быстрого способа реализации СПЭ в декодере.Verification by modeling the operation of the EIT as part of a full character decoder on a personal computer using a C ++ program showed that with typical encoding parameters on serial computers with conventional processors, the EIT works even at a high noise level at a speed of 5 to 20 Mbps, which In many cases, it allows you not even to develop specialized programmable logic integrated circuits for the decoder, but to use software versions of the decoder to correct errors in digital streams, since in it shows high levels of productivity, which is a confirmation of a simple rational and rapid method for implementing EIT in the decoder.

При этом способе объем используемой памяти в СПЭ не превышает 2*d слов, где d - кодовое расстояние применяемого кода, что крайне мало. Учитывая, что d обычно не превышает 50, такой СПЭ будет быстро и успешно работать в любых символьных декодерах недвоичных кодов, что позволяет ему быстро проводить необходимые вычисления при минимуме необходимой для этого памяти.With this method, the amount of memory used in the SPE does not exceed 2 * d words, where d is the code distance of the applied code, which is extremely small. Taking into account that d usually does not exceed 50, such an SPE will quickly and successfully work in any symbolic decoders of non-binary codes, which allows it to quickly carry out the necessary calculations with the minimum required memory.

Claims

The way the symbolic threshold element operates in the symbolic majority decoder, namely, from a number of cells of the syndrome register of the decoder, the values of the verification symbols of the used code are sent to the input of the calculator, the contents of which are then sent to the symbol comparison unit and to the unit for determining the frequency of their appearance, which decision on the value of the error, characterized in that two arrays of memory are entered into the symbolic threshold element, in one of which the values of the checks are stored, and in the second - the number of overk of all possible values received at the input of the decoder.