RU2761058C1 - Pseudo-random code scale - Google Patents

Pseudo-random code scale Download PDF

Info

Publication number
RU2761058C1
RU2761058C1 RU2021107622A RU2021107622A RU2761058C1 RU 2761058 C1 RU2761058 C1 RU 2761058C1 RU 2021107622 A RU2021107622 A RU 2021107622A RU 2021107622 A RU2021107622 A RU 2021107622A RU 2761058 C1 RU2761058 C1 RU 2761058C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scale
pseudo
code
correcting
information
Prior art date
Application number
RU2021107622A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Аркадьевич Ожиганов
Павел Александрович Прибыткин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Авангард" filed Critical Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority to RU2021107622A priority Critical patent/RU2761058C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2761058C1 publication Critical patent/RU2761058C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/22Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/22Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
    • H03M1/28Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
    • H03M1/282Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding of the pattern-shifting type, e.g. pseudo-random chain code
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/13Linear codes
    • H03M13/15Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes
    • H03M13/151Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes using error location or error correction polynomials
    • H03M13/1575Direct decoding, e.g. by a direct determination of the error locator polynomial from syndromes and subsequent analysis or by matrix operations involving syndromes, e.g. for codes with a small minimum Hamming distance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technology.SUBSTANCE: invention relates to measuring technology. The pseudo-random code scale contains an information track made in the form of gradations of a pseudo-random binary sequence of the maximum length of the period М=2n-1, built by means of a primitive polynomial h(x) of degree n, where n is the capacity of the scale, n informational and (k+kb+3) corrective reading elements placed along the information track with angular steps that are multiples of the scale quantum δ=360°/М, with the possibility of obtaining from them M different (n+k+kb+3) - bit code combinations, representing a correction code with the possibility of correcting triple errors, the outputs of the reading elements are the outputs of a pseudo-random code scale.EFFECT: increasing the information reliability of the pseudo-random code scale.1 cl, 3 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровому преобразованию, а именно к кодовым шкалам цифровых преобразователей угла (ЦПУ).The invention relates to measuring technology, in particular to analog-to-digital conversion, namely to the code scales of digital angle converters (CPU).

ЦПУ используются в различных технических системах самого широкого назначения. Естественно, что надежность работы преобразователя влияет на надежность работы всей системы. Основными компонентами ЦПУ являются кодовая шкала и считывающие элементы. В процессе работы ЦПУ возможны выходы из строя считывающих элементов. В этом случае информация со шкалы будет считываться с ошибками. Для компенсации таких ошибок ЦПУ снабжаются дополнительными (корректирующими) считывающими элементами, число которых определяется разрядностью шкалы и кратностью исправляемых ошибок. Решение данной задачи базируется на использовании теории кодов, исправляющих ошибки. Наиболее подходящими кодовыми шкалами, в которых могут быть применены корректирующие коды, являются псевдослучайные кодовые шкалы.CPUs are used in various technical systems for a wide variety of purposes. Naturally, the reliability of the converter affects the reliability of the entire system. The main components of the CPU are the code scale and readout elements. During the operation of the CPU, the reading elements may fail. In this case, information from the scale will be read with errors. To compensate for such errors, the CPU is equipped with additional (correcting) readout elements, the number of which is determined by the capacity of the scale and the frequency of corrected errors. The solution to this problem is based on the use of the theory of error-correcting codes. The most suitable code scales in which correction codes can be applied are pseudo-random code scales.

Известна псевдослучайная кодовая шкала (см. Псевдослучайная кодовая шкала. Патент RU 2660609 С1, МПК Н03М 1/24. Опубликовано: 06.07.2018. Бюл. № 19.) - [1], содержащая информационную дорожку, выполненную в виде градаций псевдослучайной двоичной последовательности максимальной длины периода М=2n-1, построенной посредством примитивного многочлена h(x) степени n, где n - разрядность шкалы, n информационных считывающих элементов (см. Ожиганов А.А. Алгоритм размещения считывающих элементов на псевдослучайной кодовой шкале // Изв. вузов СССР. Приборостроение, 1994. Т. 37. № 2. С. 22-27.) - [2], (k+1) корректирующих считывающих элементов, kд дополнительных корректирующих считывающих элементов, где все считывающие элементы размещены вдоль информационной дорожки с угловыми шагами, кратными величине кванта шкалы δ, с возможностью получения с них М различных (n+k+kд+1) - разрядных кодовых комбинаций, представляющих собой корректирующий код с исправлением двойной ошибки, выходы считывающих элементов являются выходами псевдослучайной кодовой шкалы.Known pseudo-random code scale (see. Pseudo-random code scale. Patent RU 2660609 C1, IPC N03M 1/24. Published: 06.07.2018. Bull. No. 19.) - [1], containing an information track made in the form of gradations of a pseudo-random binary sequence the maximum length of the period М = 2 n -1, constructed by means of a primitive polynomial h (x) of degree n, where n is the capacity of the scale, n information reading elements (see A.A. Ozhiganov, Algorithm for placing reading elements on a pseudo-random code scale, Izv. Universities of the USSR Instrument Engineering, 1994. V. 37. No. 2. P. 22-27.) - [2], (k + 1) correcting reading elements, k d additional correcting reading elements, where all reading elements are located along the information tracks with angular steps, multiples of the quantum of the scale δ, with the possibility of obtaining from them M different (n + k + k d +1) - bit code combinations, which are a correction code with a double error correction, outputs The elements are the outputs of the pseudo-random code scale.

Недостатком такой шкалы является низкая информационная надежность, поскольку в ней не обеспечена возможность обнаружения и исправления тройных ошибок.The disadvantage of such a scale is low information reliability, since it does not provide the ability to detect and correct triple errors.

Наиболее близким по техническому решению и выбранному авторами за прототип, является псевдослучайная кодовая шкала (см. Псевдослучайная кодовая шкала. Патент RU 2709666 С1, МПК Н03М 1/24 (2006.01). Опубликовано: 19.12.2019. Бюл. № 35.) - [3], содержащая информационную дорожку, выполненную в виде градаций псевдослучайной двоичной последовательности максимальной длины периода М=2n-1, построенной посредством примитивного многочлена h(x) степени n, где n - разрядность шкалы, n информационных и (k+kд+2) корректирующих считывающих элементов, размещенных вдоль информационной дорожки с угловыми шагами, кратными величине кванта шкалы δ=360°/М, с возможностью получения с них М различных (n+k+kд+2) - разрядных кодовых комбинаций, представляющих собой корректирующий код с возможностью исправления двойных и (или) обнаружения тройных ошибок, выходы считывающих элементов являются выходами псевдослучайной кодовой шкалы.The closest in technical solution and chosen by the authors for the prototype is a pseudo-random code scale (see. Pseudo-random code scale. Patent RU 2709666 C1, IPC Н03М 1/24 (2006.01). Published: 19.12.2019. Bull. No. 35.) - [ 3], containing an information track, made in the form of gradations of a pseudo-random binary sequence of the maximum length of the period M = 2 n -1, built by means of a primitive polynomial h (x) of degree n, where n is the capacity of the scale, n informational and (k + k d + 2) correcting reading elements located along the information track with angular steps that are multiples of the quantum of the scale δ = 360 ° / M, with the possibility of obtaining from them M different (n + k + k d +2) - bit code combinations, which are correcting code with the possibility of correcting double and (or) detecting triple errors, the outputs of the reading elements are the outputs of a pseudo-random code scale.

Недостатком прототипа является не высокая информационная надежность, поскольку в ней не обеспечена возможность исправления тройных ошибок.The disadvantage of the prototype is its low informational reliability, since it does not provide the possibility of correcting triple errors.

В предлагаемом изобретении решается задача повышения информационной надежности псевдослучайной кодовой шкалы за счет формирования с нее корректирующих кодов с возможностью исправления тройных ошибок.The proposed invention solves the problem of increasing the information reliability of a pseudo-random code scale by generating correcting codes from it with the possibility of correcting triple errors.

Для достижения технического результата псевдослучайная кодовая шкала, (сущность изобретения) содержит информационную дорожку, выполненную в виде градаций псевдослучайной двоичной последовательности максимальной длины периода М=2n-1, построенной посредством примитивного многочлена h(x) степени n, где n - разрядность шкалы, n информационных и (k+kд+3) корректирующих считывающих элементов, размещенных вдоль информационной дорожки с угловыми шагами, кратными величине кванта шкалы δ=360°/М, с возможностью получения с них М различных (n+k+kд+3) - разрядных кодовых комбинаций, представляющих собой корректирующий код с возможностью исправления тройных ошибок, выходы считывающих элементов являются выходами псевдослучайной кодовой шкалы.To achieve the technical result, the pseudo-random code scale (the essence of the invention) contains an information track made in the form of gradations of a pseudo-random binary sequence of the maximum length of the period M = 2 n -1, built by means of a primitive polynomial h (x) of degree n, where n is the capacity of the scale, n information and (k + k d +3) corrective reading elements placed along the information track with angular steps that are multiples of the quantum of the scale δ = 360 ° / M, with the possibility of obtaining from them M different (n + k + k d +3 ) - bit code combinations, representing a correcting code with the ability to correct triple errors, the outputs of the reading elements are the outputs of a pseudo-random code scale.

Новым в предлагаемом изобретении является:New in the proposed invention is:

- снабжение псевдослучайной кодовой шкалы дополнительным корректирующим считывающим элементом;- supplying the pseudo-random code scale with an additional correcting reading element;

- соответствующее размещение всех считывающих элементов вдоль информационной дорожки с угловыми шагами, кратными величине кванта шкалы δ, с возможностью получения с них М различных (n+k+kд+3) - разрядных кодовых комбинаций, представляющих собой корректирующий код с возможностью исправления тройных ошибок.- appropriate placement of all reading elements along the information track with angular steps that are multiples of the quantum of the δ scale, with the possibility of obtaining from them M different (n + k + k d +3) - bit code combinations, which are a correction code with the possibility of correcting triple errors ...

Совокупность существенных признаков в предлагаемом изобретении позволяет повысить информационную надежность псевдослучайной кодовой шкалы.The set of essential features in the present invention improves the information reliability of the pseudo-random code scale.

В результате этого можно сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение обладает изобретательским уровнем и позволяет получить технический результат.As a result, it can be concluded that the proposed invention has an inventive step and allows you to obtain a technical result.

Изобретение является новым, так как из уровня техники по доступным источникам информации не выявлено аналогов с подобной совокупностью признаков.The invention is new, since no analogues with a similar set of features have been identified from the prior art according to available sources of information.

Изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано во всех областях, где требуется высокоточное позиционное определение углового положения объекта с использованием цифровых преобразователей угла повышенной информационной надежности на основе заявляемых псевдослучайных кодовых шкал.The invention is industrially applicable, since it can be used in all areas where high-precision positional determination of the angular position of an object is required using digital angle converters with increased information reliability based on the claimed pseudo-random code scales.

Предлагаемое изобретение поясняется фигурой, где показана линейная развертка круговой пятиразрядной псевдослучайной кодовой шкалы.The invention is illustrated by the figure, which shows a linear scan of a circular five-bit pseudo-random code scale.

Заявляемая псевдослучайная кодовая шкала содержит информационную кодовую дорожку 1, информационные считывающие элементы 2, 3, 4, 5, 6 (n=5), корректирующие считывающие элементы 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 числом 10.The claimed pseudo-random code scale contains an information code track 1, information reading elements 2, 3, 4, 5, 6 (n = 5), correcting reading elements 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 number 10.

Для пояснения сути изобретения приведем некоторые теоретические предпосылки.To clarify the essence of the invention, we present some theoretical prerequisites.

В [1, 2 и 3], а также в (см. Ожиганов А.А. Псевдослучайные кодовые шкалы // Изв. вузов СССР. Приборостроение, 1987. Т. 30. №2. С. 40-43) - [4], рассмотрены использованные в изобретении кодовые шкалы, получившие название псевдослучайные (ПСКШ), и строящиеся на основе теории М - последовательностей. ПСКШ имеют всего одну информационную кодовую дорожку, выполненную в соответствии с символами М - последовательности a=a0a1…aM-1 и n информационных считывающих элементов (СЭ), размещенных вдоль дорожки. Считывающие элементы дают возможность получить при полном обороте шкалы М=2n-1 различных n-разрядных кодовых комбинаций, что обеспечивает разрешающую способность ПСКШ δ=360°/М. В общем виде задача размещения информационных СЭ на ПСКШ решена в [2].In [1, 2 and 3], as well as in (see Ozhiganov AA Pseudo-random code scales // Proceedings of the USSR Universities. Instrument-making, 1987. V. 30. No. 2. P. 40-43) - [4 ], the code scales used in the invention are considered, which are called pseudo-random (PSCS), and are built on the basis of the theory of M - sequences. PSSCH have only one information code track, made in accordance with the symbols M - the sequence a = a 0 a 1 ... a M-1 and n information reading elements (SE) located along the track. The reading elements make it possible to obtain, at a full turn of the scale M = 2 n -1, various n-bit code combinations, which ensures the resolution of the PSCS δ = 360 ° / M. In general, the problem of placing information ESSs on PSCS was solved in [2].

Для генерации М-последовательности с периодом М=2n-1 используется примитивный неприводимый многочлен h(x) степени n с коэффициентами поля Галуа GF(2) (см. Макуильямс Ф.Д., Слоан Н.Д. Псевдослучайные последовательности и таблицы // ТИИЭР. 1976. Т. 64. № 12. С. 80-95) - [5], т.е.To generate an M-sequence with a period M = 2 n -1, a primitive irreducible polynomial h (x) of degree n with the coefficients of the Galois field GF (2) is used (see McWuillams F.D., Sloan N.D. Pseudo-random sequences and tables / / ТИИЭР. 1976. T. 64. No. 12. S. 80-95) - [5], i.e.

Figure 00000001
Figure 00000001

Символы М-последовательности an+J удовлетворяют рекуррентному выражениюThe symbols of the M-sequence a n + J satisfy the recursive expression

Figure 00000002
Figure 00000002

где знак

Figure 00000003
означает суммирование по модулю два, а индексы при символах М-последовательности берутся по модулю М. Начальные значения символов М-последовательности a0a1…..an-1 могут выбираться произвольно, за исключением нулевой комбинации. Для определенности при построении круговой ПСКШ символы М-последовательности a0a1…aM-1 отображаются на информационной дорожке по ходу часовой стрелки.where is the sign
Figure 00000003
means summation modulo two, and the indices for the symbols of the M-sequence are taken modulo M. The initial values of the symbols of the M-sequence a 0 a 1 … ..a n-1 can be chosen arbitrarily, with the exception of the zero combination. For definiteness, when constructing a circular PSCS, the symbols of the M-sequence a 0 a 1 ... a M-1 are displayed on the information track in a clockwise direction.

М-последовательности относятся к классу циклических кодов и могут задаваться с помощью порождающего многочлена g(x)=(xM+1)/h(x), где h(x) определяется в соответствии с выражением (1), М=2n-1.M-sequences belong to the class of cyclic codes and can be specified using the generating polynomial g (x) = (x M +1) / h (x), where h (x) is determined in accordance with expression (1), M = 2 n -one.

Для каждой М-последовательности длины М существует ровно М различных циклических сдвигов, которые могут быть получены путем умножения порождающего многочлена g (х) на xj, где j=0, 1, …, М-1.For each M-sequence of length M, there are exactly M different cyclic shifts, which can be obtained by multiplying the generating polynomial g (x) by x j , where j = 0, 1, ..., M-1.

Поскольку ПСКШ строятся в соответствии с символами М-последовательсти, можно путем циклических сдвигов определить порядок размещения на шкале n информационных считывающих элементов, т.е. m-му СЭ, m=1, 2, …, n, ставится в соответствие jm-й циклический сдвиг xjmg(x) М-последовательности.Since PSCS are constructed in accordance with the symbols of the M-sequence, it is possible, by means of cyclic shifts, to determine the arrangement order of n information reading elements on the scale, i.e. The m-th SE, m = 1, 2, ..., n, is assigned to the j m- th cyclic shift x jm g (x) of the M-sequence.

Тогда многочлен, определяющий порядок размещения п информационных СЭ на шкале имеет вид:Then the polynomial that determines the order of placement of n information SEs on the scale has the form:

Figure 00000004
Figure 00000004

Положив j1=0, согласно многочлена (3) получим положения 2-ого, 3-ого, …, n-ого информационных СЭ, смещенные относительно первого СЭ на j2, j3, …, jn квантов информационной дорожки шкалы соответственно.Putting j 1 = 0, according to polynomial (3), we obtain the positions of the 2nd, 3rd, ..., n-th information SE, displaced relative to the first SE by j 2 , j 3 , ..., j n quanta of the information track of the scale, respectively.

В табл. 1 приведены многочлены h(x) до n=11 включительно, которые могут быть использованы для генерации соответствующих М-последовательностей [5].Table 1 shows the polynomials h (x) up to n = 11 inclusive, which can be used to generate the corresponding M-sequences [5].

Поясним вариант построения ПСКШ, приведенной на фигуре графических материалов.Let us explain the variant of constructing the PSCS, shown in the figure of graphic materials.

В примере для простоты принято n=5 и соответственно из табл. 1 выбран примитивный неприводимый многочлен h(x)=х53+1, где h0=h3=h5=1, h1=h2 =h4=0. Здесь период М-последовательности М=25-1=31, а сама М-последовательность a=a0a1…а29а30=0000101011101100011111001101001. При начальных значениях М-последовательности а0123=0, а4=1 остальные символы последовательности получены в соответствии с рекуррентным соотношением (2), которое в данном примере имеет вид a5+j=a3+j⊕aj, j=0, 1, …, 25. Размещение пяти информационных считывающих элементов СЭ1 (на фигуре позиция 2), СЭ2 (на фигуре позиция 3), СЭ3 (на фигуре позиция 4), СЭ4 (на фигуре позиция 5) и СЭ5 (на фигуре позиция 6) вдоль информационной дорожки шкалы задано согласно (3) многочленом ru (х)=1+х+х2330.In the example, for simplicity, n = 5 is taken and, accordingly, from table. 1, a primitive irreducible polynomial h (x) = x 5 + x 3 +1 is chosen, where h 0 = h 3 = h 5 = 1, h 1 = h 2 = h 4 = 0. Here, the period of the M-sequence is M = 2 5 -1 = 31, and the M-sequence itself is a = a 0 a 1 ... a 29 a 30 = 0000101011101100011111001101001. With the initial values of the M-sequence a 0 = a 1 = a 2 = a 3 = 0, and 4 = 1, the remaining symbols of the sequence are obtained in accordance with the recurrence relation (2), which in this example has the form a 5 + j = a 3 + j ⊕a j , j = 0, 1, ..., 25. Placement of five information reading elements SE 1 (in the figure, position 2), SE 2 (in the figure, position 3), SE 3 (in the figure, position 4), SE 4 (in the figure, position 5) and SE 5 (in the figure, position 6) along the information track of the scale is set according to (3) by the polynomial r u (x) = 1 + x + x 2 + x 3 + x 30 .

Figure 00000005
Figure 00000005

При построении информационной дорожки 1 М-последовательность с периодом М=31 должна быть нанесена на шкалу в виде пассивных (нули М-последовательности) и активных (единицы М-последовательности) участков информационной дорожки, например, по ходу часовой стрелки, причем на информационную дорожку шкалы наносится только один период М-последовательности. М-последовательность с периодом М=2n-1 определяет число квантов информационной дорожки шкалы, которое в данном примере равно М=31. Отсюда величина кванта δ=360°/М=3600/31=11,61290322806450. Информационные считывающие элементы, числом 5, должны быть размещены вдоль информационной дорожки согласно r(x) с угловым шагом кратным величине кванта шкалы δ, например, по ходу часовой стрелки. Причем, СЭ1 устанавливается точно в начало шкалы, СЭ2 - со сдвигом на 1 квант относительно начала шкалы, СЭ3 - со сдвигом на 2 кванта относительно начала шкалы, СЭ4 - со сдвигом на 3 кванта относительно начала шкалы, а СЭ5 - со сдвигом на 30 квантов относительно начала шкалы. Отметим, что возможны и другие варианты размещения информационных СЭ вдоль дорожки шкалы [2].When constructing information track 1, the M-sequence with a period of M = 31 should be plotted on the scale in the form of passive (zeros of the M-sequence) and active (units of the M-sequence) sections of the information track, for example, clockwise, and on the information track only one period of the M-sequence is applied to the scale. The M-sequence with the period M = 2 n -1 determines the number of quanta of the information track of the scale, which in this example is equal to M = 31. Hence quantum value δ = 360 ° / M = 360 0/31 = 11.6129032280645 0. Information reading elements, number 5, should be placed along the information track according to r (x) with an angular step that is a multiple of the value of the quantum of the δ scale, for example, clockwise. Moreover, SE 1 is set exactly at the beginning of the scale, SE 2 - with a shift of 1 quantum relative to the beginning of the scale, SE 3 - with a shift of 2 quanta relative to the beginning of the scale, SE 4 - with a shift of 3 quanta relative to the beginning of the scale, and SE 5 - with a shift of 30 quanta relative to the beginning of the scale. Note that other options for placing information SE along the track of the scale are also possible [2].

Последовательно фиксируя информационными СЭ пятиразрядную кодовую комбинацию при перемещении шкалы на один квант против хода часовой стрелки, получаем 31 различную пятиразрядную кодовую комбинацию. Эти кодовые комбинации, соответствующие 31 различному угловому положению ПСКШ, приведены в табл. 2.Sequentially fixing a five-bit code combination with information SEs when moving the scale one quantum counterclockwise, we get 31 different five-bit code combinations. These code combinations, corresponding to 31 different angular positions of the PSCS, are given in table. 2.

Figure 00000006
Figure 00000006

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение информационной надежности. Технический результат достигается за счет использования циклических корректирующих кодов с исправлением тройных ошибок известных по:The technical result of the claimed invention is to improve information reliability. The technical result is achieved through the use of cyclic correcting codes with correcting triple errors known from:

- Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки: Пер. с англ. -М.: Мир, 1986. - 576 с. - [6];- Bleihut R. Theory and practice of error control codes: Per. from English -M .: Mir, 1986 .-- 576 p. - [6];

- Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ. - М.: Мир, 1976. - 594 с. - [7];- Peterson W., Weldon E. Error-correcting codes: Per. from English - M .: Mir, 1976 .-- 594 p. - [7];

- Теория кодирования / Т. Касани, Н. Такура, Е. Ивадари, Я. Инагаки: Пер. с япон. -М.: Мир, 1978. - 576 с. - [8].- Coding theory / T. Kasani, N. Takura, E. Iwadari, J. Inagaki: Per. from japan. -M .: Mir, 1978 .-- 576 p. - [eight].

Для того чтобы корректирующий код обладал возможностью исправления тройных ошибок его минимальное кодовое расстояние должно быть не менее 7, т.е. d≥7. Методы формирования корректирующих кодов с d≥7 подробно рассмотрены в [6, 7, 8] и другой доступной литературе по теории кодирования.In order for the correcting code to have the ability to correct triple errors, its minimum code distance must be at least 7, i.e. d≥7. Methods for generating correction codes with d≥7 are discussed in detail in [6, 7, 8] and other available literature on coding theory.

В нашем примере число информационных символов n=5 (это пятиразрядный код, который снимается с 5 информационных СЭ).In our example, the number of information symbols is n = 5 (this is a five-digit code that is removed from 5 information SE).

Для получения корректирующего кода с d≥7 выбирается образующий многочлен циклического кода g(x)=l+x+x2+x4+x5+x*+x10 с числом значащих членов равным 7.To obtain a correction code with d≥7, the generating polynomial of the cyclic code g (x) = l + x + x 2 + x 4 + x 5 + x * + x 10 is selected with the number of significant terms equal to 7.

Далее посредством образующего многочлена g(x)=l+x+x2+x4+x5+xg+x10 формируется образующая матрица циклического корректирующего кодаFurther, by means of the generating polynomial g (x) = l + x + x 2 + x 4 + x 5 + x g + x 10 , the generating matrix of the cyclic correcting code is formed

Figure 00000007
Figure 00000007

Для каждого столбца матрицы G определяются номера циклических сдвигов М-последовательности, используемые для нахождения мест установки на шкале СЭ.For each column of the matrix G, the numbers of cyclic shifts of the M-sequence are determined, which are used to find the installation locations on the SE scale.

Тогда многочлен размещения корректирующих СЭ будет иметь вид (определен по столбцам 5÷14) rк(х)=х67912192122232526.Then the polynomial for the placement of corrective SE will have the form (determined by columns 5 ÷ 14) r k (x) = x 6 + x 7 + x 9 + x 12 + x 19 + x 21 + x 22 + x 23 + x 25 + x 26 .

Многочлен размещения как информационных, так и корректирующих СЭ - r(х)=ru(х)+rк(х)=1+х+х236791219212223252630.The polynomial of placement of both informational and corrective SE is r (x) = r u (x) + r k (x) = 1 + x + x 2 + x 3 + x 6 + x 7 + x 9 + x 12 + x 19 + x 21 + x 22 + x 23 + x 25 + x 26 + x 30 .

Следовательно, корректирующие СЭ, числом 10, должны быть размещены вдоль информационной дорожки согласно rк(х) с угловыми шагами кратными величине кванта шкалы δ, например, по ходу часовой стрелки. Причем, КСЭ1 устанавливается относительно начала шкалы со сдвигом на 6 квантов, КСЭ2 - со сдвигом на 7 квантов, КСЭ3 - со сдвигом на 9 квантов, КСЭ4 - со сдвигом на 12 квантов, КСЭ5 - со сдвигом на 19 квантов, КСЭ6 - со сдвигом на 21 квант, КСЭ7 - со сдвигом на 22 кванта, КСЭ8 - со сдвигом на 23 кванта, КСЭ9 - со сдвигом на 25 квантов, а КСЭ10 - со сдвигом на 26 квантов.Therefore, the correcting SEs, 10 in number, must be placed along the information track according to r k (x) with angular steps that are multiples of the quantum of the δ scale, for example, clockwise. Moreover, QSE 1 is set relative to the beginning of the scale with a shift of 6 quanta, QSE 2 - with a shift of 7 quanta, QSE 3 - with a shift of 9 quanta, QSE4 - with a shift of 12 quanta, QSE 5 - with a shift of 19 quanta, QSE 6 - with a shift of 21 quanta, QSE 7 - with a shift of 22 quanta, QSE 8 - with a shift of 23 quanta, QSE 9 - with a shift of 25 quanta, and QSE 10 - with a shift of 26 quanta.

Размещение СЭ, выполненное согласно приведенной процедуре не является единственно возможным, поскольку любая нетривиальная линейная комбинация строк матрицы G определяет блоковый код с аналогичными характеристиками.The SE placement performed according to the above procedure is not the only possible one, since any nontrivial linear combination of rows of the matrix G defines a block code with similar characteristics.

Последовательно фиксируя информационными и корректирующими СЭ пятнадцатиразрядную кодовую комбинацию при перемещении шкалы на один квант против хода часовой стрелки, получаем 31 различную пятнадцатиразрядную кодовую комбинацию циклического корректирующего кода с минимальным кодовым расстоянием d≥7. Известно из [6, 7, 8], что такой код позволяет исправлять тройную ошибку. Эти кодовые комбинации, соответствующие 31 различному угловому положению ПСКШ, приведены в табл. 3.Sequentially fixing a fifteen-bit code combination with information and correcting SEs when moving the scale one quantum counterclockwise, we obtain 31 different fifteen-bit code combinations of a cyclic correcting code with a minimum code distance d≥7. It is known from [6, 7, 8] that such a code allows one to correct a triple error. These code combinations, corresponding to 31 different angular positions of the PSCS, are given in table. 3.

Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача повышения информационной надежности ПСКШ за счет формирования с нее корректирующих кодов с возможностью исправления тройных ошибок. Как отмечалось ранее, под ошибкой в работе ЦПУ на основе ПСКШ понимается выход из строя считывающих элементов. Еще одним применением предполагаемого изобретения является его использование там, где информация с ЦПУ на основе ПСКШ должна непосредственно передаваться в устройство обработки по каналу связи, подверженному помехам.Thus, the proposed invention solves the problem of increasing the information reliability of the PSCS by generating correcting codes from it with the possibility of correcting triple errors. As noted earlier, an error in the operation of the CPU based on the PSCS is understood as the failure of the reading elements. Another application of the contemplated invention is its use where information from the CPU based on the PSCR is to be directly transmitted to the processing device over a communication channel subject to interference.

Предлагаемая ПСКШ может быть положена в основу построения ЦПУ повышенной информационной надежности. В свою очередь, такие преобразователи целесообразно использовать в различных системах управления летательными аппаратами или технике специального назначения, где обеспечение надежности их работы является первостепенным требованием.The proposed PSCS can be used as the basis for building a CPU with increased information reliability. In turn, it is advisable to use such converters in various control systems of aircraft or special-purpose equipment, where ensuring the reliability of their operation is a paramount requirement.

Figure 00000008
Figure 00000008

Источники информацииSources of information

1. Псевдослучайная кодовая шкала. Патент RU 2660609 С1, МПК Н03М 1/24. Опубликовано: 06.07.2018. Бюл. № 19.1. Pseudo-random code scale. Patent RU 2660609 C1, IPC Н03М 1/24. Published: 06.07.2018. Bul. No. 19.

2. Ожиганов А.А. Алгоритм размещения считывающих элементов на псевдослучайной кодовой шкале // Изв. вузов СССР. Приборостроение, 1994. Т. 37. № 2. С. 22-27.2. Ozhiganov A.A. Algorithm for placing reading elements on a pseudo-random code scale // Izv. universities of the USSR. Instrument making, 1994. T. 37. No. 2. S. 22-27.

3. Псевдослучайная кодовая шкала. Патент RU 2709666 С1, МПК Н03М 1/24 (2006.01). Опубликовано: 19.12.2019. Бюл. № 35 - Прототип.3. Pseudo-random code scale. Patent RU 2709666 C1, IPC Н03М 1/24 (2006.01). Published: 19.12.2019. Bul. No. 35 - Prototype.

4. Ожиганов А.А. Псевдослучайные кодовые шкалы // Изв. вузов СССР. Приборостроение, 1987. Т. 30. № 2. С. 40-43.4. Ozhiganov A.A. Pseudo-random code scales // Izv. universities of the USSR. Instrument making, 1987. T. 30. No. 2. S. 40-43.

5. Макуильямс Ф.Д., Слоан Н.Д. Псевдослучайные последовательности и таблицы // ТИИЭР. 1976. Т. 64. № 12. С. 80-95.5. Macwilliams F.D., Sloan N.D. Pseudo-random sequences and tables // ТИИЭР. 1976. T. 64. No. 12. S. 80-95.

6. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки: Пер. с англ. - М.: Мир, 1986. - 576 с. 6. Bleihut R. Theory and practice of error control codes: Per. from English - M .: Mir, 1986 .-- 576 p.

7. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ. - М.: Мир, 1976. - 594 с. 7. Peterson W., Weldon E. Error-correcting codes: Per. from English - M .: Mir, 1976 .-- 594 p.

8. Теория кодирования / Т. Касани, Н. Такура, Е. Ивадари, Я. Инагаки: Пер. с япон. - М.: Мир, 1978. - 576 с. 8. Coding theory / T. Kasani, N. Takura, E. Iwadari, J. Inagaki: Per. from japan. - M .: Mir, 1978 .-- 576 p.

Claims (1)

Псевдослучайная кодовая шкала, содержащая информационную дорожку, выполненную в виде градаций псевдослучайной двоичной последовательности максимальной длины периода М=2n-1, построенной посредством примитивного многочлена h(x) степени n, где n – разрядность шкалы, n информационных и (k+kд+2) корректирующих считывающих элементов, размещенных вдоль информационной дорожки с угловыми шагами, кратными величине кванта шкалы δ=360°/М, с возможностью получения с них М различных (n+k+kд+2) – разрядных кодовых комбинаций, представляющих собой корректирующий код с возможностью исправления двойных и (или) обнаружения тройных ошибок, отличающаяся тем, что псевдослучайная кодовая шкала снабжена дополнительным корректирующим считывающим элементом, размещенным вдоль информационной дорожки с угловым шагом, кратным величине кванта шкалы δ, с возможностью получения с него совместно с (n+k+kд+2) считывающими элементами М различных (n+k+kд+3) – разрядных кодовых комбинаций, представляющих собой корректирующий код с возможностью исправления тройных ошибок, выходы считывающих элементов являются выходами псевдослучайной кодовой шкалы.A pseudo-random code scale containing an information track made in the form of gradations of a pseudo-random binary sequence of the maximum length of the period M = 2 n -1, built by means of a primitive polynomial h (x) of degree n, where n is the capacity of the scale, n informational and (k + k d +2) corrective reading elements located along the information track with angular steps that are multiples of the quantum of the scale δ = 360 ° / M, with the possibility of obtaining from them M different (n + k + k d +2) - bit code combinations, which are a correcting code with the possibility of correcting double and (or) detecting triple errors, characterized in that the pseudo-random code scale is equipped with an additional correcting reading element located along the information track with an angular step that is a multiple of the magnitude of the quantum of the δ scale, with the possibility of obtaining from it, together with (n + k + k q + 2) reading elements of M different (n + k + k q +3) - bit code combinations, which are Correcting code with the ability to correct triple errors, the outputs of the reading elements are the outputs of a pseudo-random code scale.
RU2021107622A 2021-03-22 2021-03-22 Pseudo-random code scale RU2761058C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107622A RU2761058C1 (en) 2021-03-22 2021-03-22 Pseudo-random code scale

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107622A RU2761058C1 (en) 2021-03-22 2021-03-22 Pseudo-random code scale

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761058C1 true RU2761058C1 (en) 2021-12-02

Family

ID=79174492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107622A RU2761058C1 (en) 2021-03-22 2021-03-22 Pseudo-random code scale

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2761058C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2777832C1 (en) * 2022-02-09 2022-08-11 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudo-random code scale

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060249665A1 (en) * 2005-04-22 2006-11-09 Alps Electric Co., Ltd. Absolute angle detection apparatus
RU2434323C1 (en) * 2010-08-16 2011-11-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Recursive code scale
RU2560782C1 (en) * 2014-07-17 2015-08-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Code scale
RU2660609C1 (en) * 2017-03-10 2018-07-06 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudorandom code scale
RU2709666C1 (en) * 2019-02-08 2019-12-19 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudo-random code scale

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060249665A1 (en) * 2005-04-22 2006-11-09 Alps Electric Co., Ltd. Absolute angle detection apparatus
RU2434323C1 (en) * 2010-08-16 2011-11-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Recursive code scale
RU2560782C1 (en) * 2014-07-17 2015-08-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Code scale
RU2660609C1 (en) * 2017-03-10 2018-07-06 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudorandom code scale
RU2709666C1 (en) * 2019-02-08 2019-12-19 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudo-random code scale

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2777832C1 (en) * 2022-02-09 2022-08-11 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudo-random code scale

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6507296B1 (en) Current source calibration circuit
RU2660609C1 (en) Pseudorandom code scale
RU2709666C1 (en) Pseudo-random code scale
RU2761058C1 (en) Pseudo-random code scale
US5390196A (en) Byte-wise determination of a checksum from a CRC-32 polynomial
US4488302A (en) Burst error correction using cyclic block codes
RU2777832C1 (en) Pseudo-random code scale
RU2434323C1 (en) Recursive code scale
JP2016530744A (en) Low density parity check encoding for different low density parity check (LDPC) codes sharing common hardware resources
Blaum et al. Array codes for cluster-error correction
Rothaus Modified gold codes
Vun et al. RNS encoding based folding ADC
KR100281946B1 (en) Syndrome calculation device
RU2444126C1 (en) Recursive code scale
JP6774512B2 (en) FEC error addition device, test signal generator using it, and FEC error addition method
RU2510572C1 (en) Pseudorandom code scale
RU2446557C1 (en) Recursive code scale
EP0442320B1 (en) Method and system for error correction in digital transmission
CN1167373A (en) Multinominal evaluation device used for Read-Solomon decoder
JP3812983B2 (en) Error evaluation polynomial coefficient calculator
JP6083034B2 (en) Absolute type encoder
JP2622957B2 (en) Coding and decoding method of BCH code
SU1474843A1 (en) Angle-to-code converter
KR100212830B1 (en) Syndrome calculation apparatus of reed solomon decoder
KR930011573B1 (en) Bch codec capable of double error correct