RU2784953C1 - Stable code framing method when applying hard decisions - Google Patents

Stable code framing method when applying hard decisions Download PDF

Info

Publication number
RU2784953C1
RU2784953C1 RU2022112370A RU2022112370A RU2784953C1 RU 2784953 C1 RU2784953 C1 RU 2784953C1 RU 2022112370 A RU2022112370 A RU 2022112370A RU 2022112370 A RU2022112370 A RU 2022112370A RU 2784953 C1 RU2784953 C1 RU 2784953C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
code
sequence
synchronization
block
counter
Prior art date
Application number
RU2022112370A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Николаевич Забабурин
Сергей Алексеевич Трушин
Original Assignee
Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" filed Critical Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств"
Application granted granted Critical
Publication of RU2784953C1 publication Critical patent/RU2784953C1/en

Links

Abstract

FIELD: communication technology.
SUBSTANCE: invention relates to communication technology. The effect is achieved due to the method for code frame synchronization for the concatenated code when applying hard decisions, which relates to discrete information transmission systems. The input sequence consists of several consecutive words, each of which is a bitwise modulo two sum of an error-correcting cyclic code, a numbering sequence, and a phasing sequence. In order to exclude possible triggering of false block synchronization, at the end of each numbering sequence, the value of its match counter is compared with all match counters of the remaining labels. If, at the end of each numbering sequence, the value of its match counter exceeds or becomes equal to the threshold value and exceeds the value of any match counter of all marks, then a decision is made on code framing of the input sequence, while resetting all match counters. To maximally exclude false synchronization of blocks, after determining the correct synchronization, a counter is started for a period of time corresponding to the duration of the transmission of one block, and if at the end of the count confirmation of the correct synchronization of the block comes, then during further transmission of blocks, all possible false synchronization responses are ignored inside the true blocks from the code blocks. words, and with each next transmission of the block, the correct synchronization of the block is confirmed.
EFFECT: increasing the reliability of the received information by increasing the probability of correct block synchronization.
2 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к технике связи для систем передачи дискретной информации и может быть использовано в системах помехоустойчивой защиты информации, в которых применяются корректирующие коды, в частности, каскадные коды.The invention relates to communication technology for discrete information transmission systems and can be used in noise-immune information protection systems that use correction codes, in particular concatenated codes.

При разработке устройств кодовой цикловой синхронизации актуальной задачей является повышение вероятности установления правильной синхронизации, и, следовательно, повышение вероятности приема достоверной информации в каналах связи с высоким уровнем помех. Под правильной синхронизацией понимают синхронизацию, которая обеспечивает прием достоверной информации.When developing devices for code frame synchronization, an urgent task is to increase the probability of establishing correct synchronization, and, consequently, to increase the probability of receiving reliable information in communication channels with a high level of interference. Correct synchronization is understood as synchronization that ensures the reception of reliable information.

В устройствах кодовой цикловой синхронизации синхронизирующие признаки передают словами помехоустойчивого кода, при этом используется избыточность кода и поэтому передача дополнительных синхронизирующих символов не требуется. В этом случае синхронизацию обеспечивают многократным повторением признаков синхронизации в различных словах внутреннего кода каскадного кода.In code frame synchronization devices, synchronization features are transmitted in words of an error-correcting code, while code redundancy is used and therefore the transmission of additional synchronization symbols is not required. In this case, synchronization is provided by repeated repetition of synchronization features in different words of the inner code of the concatenated code.

Предлагаемый способ кодовой цикловой синхронизации направлен на повышение вероятности установления правильной синхронизации в каналах связи с высоким уровнем помех.The proposed method of code frame synchronization is aimed at increasing the probability of establishing correct synchronization in communication channels with a high level of interference.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ кодовой цикловой синхронизации для каскадного кода при применении жестких решений (прототип) [Патент РФ №2759801 МПК H04L 7/08, H03L 7/183, опубл. 18.11.2021, Бюл. №32). Этот способ заключается в том, что принятую входную последовательность, состоящую из нескольких следующих друг за другом слов, каждое из которых представляет собой поразрядную сумму по модулю два помехоустойчивого циклического кода, нумерующей последовательности и фазирующей последовательности, сначала умножают на проверочный полином помехоустойчивого циклического кода и, в результате умножения, получают сумму синдромов помехоустойчивого циклического кода, нумерующей последовательности и фазирующей последовательности. Затем полученную сумму умножают на проверочный полином нумерующей последовательности и получают сумму синдромов помехоустойчивого циклического кода и фазирующей последовательности, из этой суммы вычитают синдром фазирующей последовательности и получают синдром помехоустойчивого циклического кода, которому может соответствовать одна нумерующая последовательность или несколько нумерующих последовательностей. Каждому биту в непрерывной последовательности, равной числу бит в кодовом слове циклического помехоустойчивого кода, присваивают свою метку, повторяющуюся постоянно через промежуток времени, соответствующий передаче одного кодового слова. Поэтому такие метки определяют границы слов циклического помехоустойчивого кода и слов, образованных на стыке двух соседних слов циклического помехоустойчивого кода. Блоку из слов циклического помехоустойчивого кода и блокам из слов, образованных на стыке двух соседних слов циклического помехоустойчивого кода, назначают свои синхронизированные счетчики нумерующих последовательностей и их счетчики совпадений. В случае превышения или равенства числом, записанным в соответствующем счетчике совпадений, порогового значения, по окончании этой нумерующей последовательности принимают решение о кодовой цикловой синхронизации входной последовательности. Причем пороговое значение числа кодовых слов в синхронизирующей последовательности равно минимальному набору кодовых слов, требуемому для декодирования блока, и синхронизацию проводят по кодовым словам с числом ошибок в них не более исправляющей способности кодовых слов, получаемых после снятия с входной последовательности синхронизирующих символов. Для каждого слова блоков, соответствующего своей метке, синхронизированными счетчиками параллельно формируют полный набор нумерующих последовательностей. Значения этих синхронизированных счетчиков параллельно увеличивают на единицу через промежуток времени, соответствующий передаче одного кодового слова. При достижении синхронизированными счетчиками их максимального значения следующее значение счетчиков соответствует их начальному значению, и время цикла синхронизированного счетчика равно длительности нумерующей последовательности. Для каждого синхронизированного счетчика одной определенной нумерующей последовательности есть свой набор счетчиков совпадений для всех разных меток. Значения каждого синхронизированного счетчика из полного набора нумерующих последовательностей для каждой метки аппаратным способом параллельно сравнивают с номерами нумерующих последовательностей для соответствующего слова входной последовательности, которое анализируют в данный момент. При совпадении номера слова входной последовательности со значением синхронизированного счетчика нумерующей последовательности значение их счетчика совпадений увеличивают на единицу, в случае превышения или равенства числом, записанным в соответствующем счетчике совпадений, порогового значения по окончании этой нумерующей последовательности принимают решение о кодовой цикловой синхронизации входной последовательности. При этом сбрасывают в исходное состояние все счетчики совпадений. Если по окончании синхронизирующей последовательности в ее счетчике совпадений, соответствующем метке определенных слов входной последовательности, значение счетчика совпадений не достигло порогового значения, то только этот счетчик совпадений сбрасывают в исходное состояние.Closest to the proposed method is the method of code frame synchronization for concatenated code when using hard decisions (prototype) [RF Patent No. 2759801 IPC H04L 7/08, H03L 7/183, publ. 11/18/2021, Bull. No. 32). This method consists in the fact that the received input sequence, consisting of several successive words, each of which is a bitwise sum modulo two of the error-correcting cyclic code, the numbering sequence and the phasing sequence, is first multiplied by the test polynomial of the error-correcting cyclic code and, as a result of multiplication, the sum of the syndromes of the error-correcting cyclic code, the numbering sequence and the phasing sequence is obtained. Then the resulting sum is multiplied by the check polynomial of the numbering sequence and the sum of the syndromes of the noise-correcting cyclic code and the phasing sequence is obtained, the syndrome of the phasing sequence is subtracted from this sum and the syndrome of the noise-correcting cyclic code is obtained, which can correspond to one numbering sequence or several numbering sequences. Each bit in a continuous sequence equal to the number of bits in the codeword of the cyclic error-correcting code is assigned its own label, which is repeated constantly after a period of time corresponding to the transmission of one codeword. Therefore, such labels define the boundaries of the words of the cyclic error code and the words formed at the junction of two adjacent words of the cyclic error code. The block of words of the cyclic error code and the blocks of words formed at the junction of two adjacent words of the cyclic error code are assigned their own synchronized numbering sequence counters and their match counters. If the number recorded in the corresponding match counter exceeds or equals the threshold value, at the end of this numbering sequence, a decision is made on the code framing of the input sequence. Moreover, the threshold value of the number of code words in the synchronizing sequence is equal to the minimum set of code words required for block decoding, and synchronization is carried out by code words with the number of errors in them not more than the correcting ability of the code words obtained after removing the synchronizing symbols from the input sequence. For each block word corresponding to its label, synchronized counters form in parallel a complete set of numbering sequences. The values of these synchronized counters are incremented in parallel by one after a period of time corresponding to the transmission of one codeword. When the synchronized counters reach their maximum value, the next value of the counters corresponds to their initial value, and the cycle time of the synchronized counter is equal to the duration of the numbering sequence. For each synchronized counter of one specific numbering sequence, there is a different set of hit counters for all different labels. The values of each synchronized counter from the full set of numbering sequences for each label are compared by hardware in parallel with the numbers of numbering sequences for the corresponding word of the input sequence that is currently being analyzed. If the word number of the input sequence matches the value of the synchronized counter of the numbering sequence, the value of their coincidence counter is increased by one, if the number recorded in the corresponding match counter exceeds or equals the threshold value, after the end of this numbering sequence, a decision is made on code framing of the input sequence. In this case, all match counters are reset to their original state. If, at the end of the synchronizing sequence, its match counter corresponding to the label of certain words of the input sequence has not reached the threshold value of the hit counter, then only this hit counter is reset.

Недостатком прототипа являются возможные срабатывания ложных синхронизаций для блоков, что снижает вероятность установления правильной синхронизации в каналах связи и приводит к снижению достоверности принятой информации.The disadvantage of the prototype is the possible operation of false synchronization for blocks, which reduces the likelihood of establishing the correct synchronization in the communication channels and leads to a decrease in the reliability of the received information.

Целью изобретения является повышение достоверности принимаемой информации за счет увеличения вероятности правильной синхронизации блока.The aim of the invention is to increase the reliability of the received information by increasing the probability of correct block synchronization.

Новым является то, что с целью исключения возможных срабатываний ложной синхронизации блоков по окончании каждой нумерующей последовательности проводят сравнение этого значения счетчика совпадений и в случае превышения или равенства числа, записанного в этом счетчике совпадений, порогового значения со всеми счетчиками совпадений всех меток, то есть с 991 счетчиком. Если в каком-либо из этих счетчиков значение равно или больше значения этого счетчика совпадений, то по окончании этой нумерующей последовательности не принимают решение о кодовой цикловой синхронизации входной последовательности, при этом сбрасывают в исходное состояние только счетчик совпадений этой нумерующей последовательности, и продолжается операция правильной синхронизации блока. Если по окончании синхронизирующей последовательности в ее счетчике совпадений, соответствующем метке определенных слов входной последовательности, значение счетчика совпадений не достигло порогового значения, то только этот счетчик совпадений сбрасывают в исходное состояние.What is new is that, in order to exclude possible triggering of false block synchronization, at the end of each numbering sequence, this value of the match counter is compared and, if the number recorded in this match counter is exceeded or equal, the threshold value with all match counters of all labels, that is, with 991 counter. If in any of these counters the value is equal to or greater than the value of this matching counter, then at the end of this numbering sequence, no decision is made about the code framing of the input sequence, while only the matching counter of this numbering sequence is reset, and the correct operation continues. block synchronization. If, at the end of the synchronizing sequence, its match counter corresponding to the label of certain words of the input sequence has not reached the threshold value of the hit counter, then only this hit counter is reset.

Если по окончании каждой нумерующей последовательности значение ее счетчика совпадений превышает или становится равным пороговому значению и превышает значение любого счетчика совпадений всех меток, то принимают решение о кодовой цикловой синхронизации входной последовательности, при этом сбрасывают в исходное состояние все счетчики совпадений.If, at the end of each numbering sequence, the value of its match counter exceeds or becomes equal to the threshold value and exceeds the value of any match counter of all marks, then a decision is made on code framing of the input sequence, while resetting all match counters.

Новым также является то, что с целью максимального исключения срабатываний ложной синхронизации блоков после определения правильной синхронизации запускается счетчик на длительность передачи одного блока.What is also new is that, in order to maximally exclude false synchronization of blocks, after determining the correct synchronization, a counter is started for the duration of the transmission of one block.

Если по окончании счета приходит подтверждение правильной синхронизации блока, то при дальнейшей передаче блоков все возможные срабатывания ложной синхронизации блоков игнорируются, а при каждой очередной передаче блока идет подтверждение правильной синхронизации блока. Если не приходит очередное подтверждение правильной синхронизации блока, то это означает либо окончание передачи сообщения, либо, в худшем случае, потерю блока, в таком случае алгоритм синхронизации переходит на поиск правильной синхронизации блока и нового подтверждения правильной синхронизации блока.If, at the end of the count, confirmation of the correct synchronization of the block is received, then during the further transmission of blocks, all possible false synchronization of blocks is ignored, and with each next transmission of the block, the correct synchronization of the block is confirmed. If the next confirmation of the correct block synchronization does not arrive, then this means either the end of the message transmission, or, in the worst case, the loss of the block, in which case the synchronization algorithm switches to searching for the correct block synchronization and a new confirmation of the correct block synchronization.

Предлагаемый способ кодовой цикловой синхронизации для каскадного кода при жестких решениях работает следующим образом.The proposed code framing method for concatenated code with hard decisions works as follows.

На передающей стороне в качестве выходной информации формируют последовательность с1 ⊕ c2i ⊕ c3n, представляющую собой поразрядную сумму по модулю два трех последовательностей: последовательности внутренних двоичных кодов каскадного кода с1, нумерующей двоичной последовательности c2i=c21c22c23 … c2n и фазирующей последовательности c3n3с3с3 … с3, нарушающей циклические свойства исходного кода и состоящей из повторяющихся циклических последовательностей, где n - число слов кода БЧХ, c2i - нумерующая последовательность для i-го слова БЧХ.On the transmitting side, as output information, a sequence with 1 ⊕ c 2i ⊕ c 3n is formed, which is a bitwise sum modulo two of three sequences: a sequence of internal binary codes of a concatenated code with 1 , a numbering binary sequence c 2i =c 21 c 22 c 23 ... c 2n and a phasing sequence c 3n3 s 3 s 3 … s 3 that violates the cyclic properties of the source code and consists of repeating cyclic sequences, where n is the number of BCH code words, c 2i is the numbering sequence for the i-th BCH word.

Для получения последовательности с1 на передающей стороне исходную информацию объемом k m-ичных (m>1) символов кодируют m-ичным помехоустойчивым кодом, например, m-ичным помехоустойчивым кодом Рида - Соломона (PC). Код PC является внешним кодом или кодом первой ступени помехоустойчивого каскадного кода.To obtain a sequence with 1 on the transmitting side, the original information of k m-ary (m>1) symbols is encoded with an m-ary error-correcting code, for example, an m-ary Reed-Solomon (PC) error-correcting code. The PC code is an outer code or a first stage code of an error-correcting concatenation code.

В результате такого кодирования исходной информации получают блок из слов кода PC (N, k), информационная длина которого k равна слову PC, а блоковая - N символов.As a result of such encoding of the initial information, a block of code words PC (N, k) is obtained, the information length of which k is equal to the word PC, and the block length is N symbols.

Далее блок информации, состоящий из слов PC, кодируют двоичным кодом, например двоичным кодом БЧХ с проверочным многочленом h1(x). Код БЧХ является внутренним кодом или кодом второй ступени помехоустойчивого каскадного кода. Слово кода БЧХ имеет следующие параметры: n1 - блоковая длина кода, k1 - информационная длина кода. В результате кодирования блока из слов PC кодом БЧХ получают блок из N двоичных слов кода БЧХ (n1, k1), представляющих собой последовательность с1.Next, the block of information, consisting of words PC, is encoded with a binary code, for example, a binary BCH code with a check polynomial h 1 (x). The BCH code is an inner code or a code of the second stage of the error-correcting concatenation code. The BCH code word has the following parameters: n 1 - block length of the code, k 1 - information length of the code. As a result of encoding a block of PC words with a BCH code, a block of N binary words of the BCH code (n 1 , k 1 ) is obtained, which is a sequence with 1 .

Далее слова кода БЧХ суммируют по модулю два с нумерующей последовательностью c2i. В качестве нумерующей последовательности выбирают двоичный код с блоковой длиной n1 и информационной длиной k2, например, код Рида-Маллера (РМ) первого порядка (последовательность максимального периода) с проверочным многочленом h2(x). Информационная длина k2 кода РМ соответствует двоичной записи номеров слов БЧХ. Между номерами слов БЧХ в каскадном коде и информационной частью нумерующей последовательности устанавливают взаимно однозначное соответствие. Первое слово БЧХ суммируют по модулю два с последовательностью, полученной в результате кодирования двоичной записи первого номера слова БЧХ кодом РМ, второе слово БЧХ суммируют по модулю два с последовательностью, полученной в результате кодирования двоичной записи второго номера слова БЧХ кодом РМ и так далее. Такую операцию суммирования выполняют со всеми словами кода БЧХ. Если проверочные многочлены h1(x) и h2(x) суммируемых кодов БЧХ и РМ взаимно просты и являются делителями двучлена xn1+1, в результате суммирования будет получено N слов циклического кода БЧХ с длиной n1 и информационной длиной k1+k2. Этот код будет корректировать ошибки, число которыхNext, the words of the BCH code are summed modulo two with the numbering sequence c 2i . As a numbering sequence, a binary code with block length n 1 and information length k 2 is chosen, for example, a Reed-Muller (RM) code of the first order (maximum period sequence) with a check polynomial h 2 (x). The information length k 2 of the RM code corresponds to the binary notation of the BCH word numbers. A one-to-one correspondence is established between the numbers of BCH words in the concatenated code and the information part of the numbering sequence. The first BCH word is summed modulo two with the sequence obtained by encoding the binary notation of the first BCH word number with the PM code, the second BCH word is summed modulo two with the sequence obtained by encoding the binary notation of the second BCH word number with the PM code, and so on. Such a summation operation is performed on all words of the BCH code. If the check polynomials h 1 (x) and h 2 (x) of the summed BCH and RM codes are coprime and are divisors of the binomial x n1 +1, as a result of the summation, N words of the cyclic BCH code with length n 1 and information length k 1 + k2 . This code will correct errors, the number of which

е≤<r/log2(n1+1),e≤<r/log 2 (n 1 +1),

где r=n1-k1-k2 - число проверочных символов кода.where r=n 1 -k 1 -k 2 is the number of check symbols of the code.

Третья последовательность с3, с которой суммируют слова БЧХ, будет постоянной последовательностью длиной n1 бит для всех слов. Такой последовательностью может быть любая последовательность, не являющаяся кодовым словом кода БЧХ, например, последовательность 10000…000.The third sequence with 3 to which the BCH words are summed will be a constant sequence of length n 1 bits for all words. Such a sequence can be any sequence that is not a BCH code word, for example, the sequence 10000...000.

В реальных каналах возможны помехи, которые можно рассматривать как последовательность с4, наличие единиц в которой соответствует размещению ошибок в словах. Для безошибочных слов последовательность с4 содержит только нули.In real channels, interference is possible, which can be considered as a sequence with 4 , the presence of units in which corresponds to the placement of errors in words. For error-free words, the sequence with 4 contains only zeros.

Рассмотрим работу способа кодовой цикловой синхронизации для каскадного кода при применении жестких решений на примере двухступенчатого каскадного кода [РС(32, 16, 17), БЧХ(31, 16, 7)]. В кодере исходный блок информации 256 бит разбивают на два блока 16×8 бит, каждый из которых кодируют кодом PC. Кодером PC обычно осуществляют кодирование посредством умножения информационного вектора на порождающую матрицу кода. Операцию выполняют в поле Галуа GF(28) в соответствии с порождающим полиномомConsider the operation of the code frame synchronization method for a concatenated code when applying hard decisions using the example of a two-stage concatenated code [PC(32, 16, 17), BCH(31, 16, 7)]. In the encoder, the original block of information of 256 bits is divided into two blocks of 16×8 bits, each of which is encoded with a PC code. The PC encoder typically performs coding by multiplying the information vector by the code generator matrix. The operation is performed in the Galois field GF(2 8 ) in accordance with the generating polynomial

Р(х)=х8632+1P (x) \u003d x 8 + x 6 + x 3 + x 2 +1

В результате кодирования блока 16×8 кодом PC получают тридцать два восьмиразрядных слова PC. Далее слова из двух блоков группируют по два и получают тридцать два шестнадцатиразрядных слова, которые кодируют кодом БЧХ.Thirty-two eight-bit PC words result from encoding a 16×8 block with a PC code. Next, the words from the two blocks are grouped by two and receive thirty-two sixteen-bit words, which are encoded with a BCH code.

Кодирование кодом БЧХ осуществляют в соответствии с проверочным многочленомBCH encoding is carried out in accordance with the check polynomial

h1(x)=х1612+x111094+1h 1 (x) \u003d x 16 + x 12 + x 11 + x 10 + x 9 + x 4 +1

В качестве проверочного многочлена для нумерующей последовательности применяется многочленThe polynomial is used as a check polynomial for the numbering sequence

h2(x)=х52+1h 2 (x) \u003d x 5 + x 2 +1

Информация в виде последовательности с1 ⊕ c2i ⊕ c3n ⊕ c4, сформированной из четырех последовательностей, поступает на информационный вход устройства кодовой цикловой синхронизации. Обычно эта последовательность проходит через коррекционное устройство (КУ). КУ предназначено для синхронизации битов информации с частотой приема и восстановления формы этих битов при возможных искажениях. Вариант КУ, его структурная схема и описание функционирования приведены в источнике [В.И. Шляпобергский. Основы техники передачи дискретных сообщений. М.: «Связь», 1973, с. 275, рис. 5.15]. Далее последовательность записывают в накопитель информации. Одновременно эта последовательность проходит через два фильтра Хаффмена. В накопителе информации последовательность записывают в одно из двух оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), пока не будет определен конец блока слов БЧХ, что должно соответствовать правильному определению кодовой цикловой синхронизации. После этого схема управления накопителя начнет запись последующей информации в другое ОЗУ, а из предыдущего ОЗУ начнется считывание информации для дальнейших операций ее обработки и декодирования. Использование накопителя информации, содержащего два ОЗУ, позволяет применить конвейерный способ обработки информации, обеспечив одновременную запись и считывание информации из накопителя информации, что повышает быстродействие способа кодовой цикловой синхронизации.Information in the form of a sequence with 1 ⊕ c 2i ⊕ c 3n ⊕ c 4 , formed from four sequences, is fed to the information input of the code frame synchronization device. Usually this sequence passes through a correction device (CU). KU is designed to synchronize bits of information with the frequency of reception and restore the shape of these bits in case of possible distortion. A variant of the KU, its block diagram and a description of the functioning are given in the source [V.I. Shlyapobergsky. Fundamentals of Discrete Message Transmission Technique. M .: "Communication", 1973, p. 275, fig. 5.15]. Next, the sequence is recorded in the information storage device. Simultaneously, this sequence passes through two Huffman filters. In the information storage device, the sequence is written to one of two random access memories (RAM) until the end of the block of BCH words is determined, which must correspond to the correct definition of code frame synchronization. After that, the drive control circuit will start writing subsequent information to another RAM, and reading information from the previous RAM will begin for further processing and decoding operations. The use of an information storage device containing two RAMs makes it possible to apply a pipeline method of information processing, providing simultaneous recording and reading of information from the information storage device, which increases the speed of the code frame synchronization method.

В фильтрах Хаффмена последовательность умножают на проверочные многочлены кодов БЧХ и РМ h1(x) и h2(x). Таким образом, в первом фильтре Хаффмена вычисляют синдром слова кода БЧХ последовательности c1, а во втором фильтре Хаффмена - синдром кода РМ последовательности c2i.In Huffman filters, the sequence is multiplied by the check polynomials of the BCH and PM codes h 1 (x) and h 2 (x). Thus, in the first Huffman filter, the syndrome of the word of the BCH code of the sequence c 1 is calculated, and in the second Huffman filter, the syndrome of the PM code of the sequence c 2i .

Для безошибочного слова синдром кода равен нулю, и в регистре синдрома будет записана комбинация b0, соответствующая преобразованной в фильтрах Хаффмена последовательности с3.For an unmistakable word, the code syndrome is zero, and the combination b 0 corresponding to the sequence c 3 transformed in Huffman filters will be written in the syndrome register.

Для слов с ошибками, исправление которых возможно в пределах корректирующей способности кода, в регистре синдрома будет записана комбинация из некоторого множества {bi}, соответствующая преобразованной в фильтрах Хаффмена последовательности с3 ⊕ с4 и однозначно определяющая комбинацию ошибок. Жесткое декодирование принятой последовательности позволяет исправлять не более (d-l)/2 ошибок, где d - минимальное кодовое расстояние слов кода БЧХ.For words with errors, the correction of which is possible within the correcting ability of the code, a combination from a certain set {b i } corresponding to the sequence from 3 ⊕ с 4 transformed in Huffman filters and uniquely determining the combination of errors will be written in the syndrome register. Hard decoding of the received sequence allows to correct no more than (dl)/2 errors, where d is the minimum code distance of BCH code words.

Блок дешифраторов при обнаружении в регистре синдрома комбинации b0 или комбинации из множества {bi} выдает на вход блока сумматоров по модулю два соответствующие комбинации для исправления ошибок.The decoder block, when a combination b 0 or a combination from the set {b i } is found in the syndrome register, outputs to the input of the modulo adder block two corresponding combinations for error correction.

В этот момент в регистре второго фильтра Хаффмена находится двоичная комбинация номеров, однозначно соответствующая последовательности c2i, поскольку последовательность c1 снимается первым фильтром Хаффмена, а последовательность с3 является постоянной.At this moment, the register of the second Huffman filter contains a binary combination of numbers that uniquely corresponds to the sequence c 2i , since the sequence c 1 is removed by the first Huffman filter, and the sequence c 3 is constant.

Эту двоичную комбинацию номеров с выхода регистра подают на другой вход блока сумматоров по модулю два. В блоке сумматоров по модулю два осуществляют коррекцию разрядов рассматриваемой комбинации номеров так, чтобы на его выходе была двоичная комбинация, соответствующая предполагаемому истинному номеру слова кода БЧХ. Комбинации синдрома, которые распознаются блоком дешифраторов, получают путем вычисления синдрома для каждой из возможных комбинаций ошибок. Пример построения блока дешифраторов представлен в источнике [Кларк Дж., мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1987, с. 96-101].This binary combination of numbers from the output of the register is fed to another input of the modulo two adder block. In the block of modulo two adders, the bits of the considered combination of numbers are corrected so that its output is a binary combination corresponding to the supposed true number of the BCH code word. The syndrome combinations that are recognized by the decoder block are obtained by calculating the syndrome for each of the possible error combinations. An example of building a block of decoders is presented in the source [J. Clark, Jr., J. Kane. Error correction coding in digital communication systems: TRANS. from English. - M.: Radio and communication, 1987, p. 96-101].

В результате суммирования слов кода БЧХ (31, 16, 7) с нумерующей последовательностью получают слова кода БЧХ (31, 21, 5). Для слов кода БЧХ (31, 21, 5) вычисляют синдромы для однозначной коррекции их номеров до одной ошибки в слове. Для кода БЧХ(31, 21, 5) синдром соответствует десяти битам. Поэтому только двойным и тройным ошибкам в слове соответствует С2 313 31=465+4495=4960 варианта. Причем 527 синдромам тройных ошибок соответствует по пять вариантов кодовых слов и 465 синдромам двойных и тройных ошибок соответствует один вариант кодового слова для двойной ошибки и по четыре варианта кодового слова для тройных ошибок. Следовательно, трансформированные слова, соответствующие 1860 вариантам кодовых слов с тройными ошибками, могут при синхронизации давать ложный номер как кодовое слово с двойной ошибкой. Откорректированные номера слова кода БЧХ с выхода блока сумматоров по модулю два параллельно поступают на вход схемы сравнения номеров.As a result of summing the BCH code words (31, 16, 7) with the numbering sequence, BCH code words (31, 21, 5) are obtained. For BCH code words (31, 21, 5), syndromes are calculated for unambiguous correction of their numbers up to one error per word. For the BCH(31, 21, 5) code, the syndrome corresponds to ten bits. Therefore, only double and triple errors in a word correspond to C 2 31 + C 3 31 =465+4495=4960 of the variant. Moreover, 527 triple error syndromes correspond to five variants of code words and 465 double and triple error syndromes correspond to one version of the code word for a double error and four variants of the code word for triple errors. Therefore, the transformed words corresponding to the 1860 triple error codeword variants may give a spurious number as a double error codeword when synchronized. The corrected word numbers of the BCH code from the output of the modulo two adder block are fed in parallel to the input of the number comparison circuit.

Схема сравнения номеров содержит тридцать один список для тридцати двух синхронизированных счетчиков полного набора нумерующих последовательностей и 31×32=992 счетчика совпадений. В предлагаемом способе все варианты синхронизации для нумерующих последовательностей и слов входной последовательности учтены. Каждый список содержит тридцать два общих синхронизированных счетчика и соответствующие им тридцать два счетчика совпадений с возможностью записи в каждый из них максимального числа, равного N, где N - число слов кода БЧХ в блоке. Такое количество счетчиков в каждом списке исключает ложные затирания слов кода БЧХ во время кодовой синхронизации. Для декодирования блока каскадного кода требуется набор слов кода БЧХ не менее значения М, где М - минимальное количество слов кода БЧХ, достаточное для декодирования блока. С увеличением L, где L - пороговое значение количества слов для правильной кодовой синхронизации, уменьшается вероятность правильной кодовой цикловой синхронизации и вероятность ложной цикловой синхронизации. Для приема блока каскадного кода необходимо выполнение правильной кодовой цикловой синхронизации и выполнение декодирования блока каскадного кода. Поэтому для порогового значения правильной кодовой синхронизации при синхронизации по кодовым словам с максимально возможным количеством ошибок, исправляемым при жестких решениях, оптимальным решением будет L равно М. Для двухступенчатого каскадного кода [РС(32, 16, 17), БЧХ(31, 16, 7)] значения L и М равны шестнадцати.The number comparison circuit contains thirty-one lists for thirty-two synchronized counters of the full set of numbering sequences and 31×32=992 match counters. In the proposed method, all synchronization options for numbering sequences and words of the input sequence are taken into account. Each list contains thirty-two common synchronized counters and their corresponding thirty-two match counters with the possibility of writing to each of them a maximum number equal to N, where N is the number of BCH code words in the block. Such a number of counters in each list excludes false overwriting of BCH code words during code synchronization. To decode a concatenated code block, a set of BCH code words of at least the value M is required, where M is the minimum number of BCH code words sufficient to decode the block. As L increases, where L is the word count threshold for correct code alignment, the probability of correct code frame alignment and the probability of false frame alignment decrease. To receive a concatenated code block, it is necessary to perform proper code framing and perform decoding of the concatenated code block. Therefore, for the threshold value of the correct code synchronization for word synchronization with the maximum possible number of errors corrected by hard decisions, the optimal solution is L equal to M. For a two-stage concatenated code [PC(32, 16, 17), BCH(31, 16, 7)] the values of L and M are sixteen.

С КУ синхронизирующие импульсы поступают в распределитель на длину слова БЧХ на основе счетчика Джонсона. Пример реализации варианта распределителя на основе счетчика Джонсона приведен в источнике [В.Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. Москва. Металлургия, 1988, стр. 240, рис. 2.40]. Интервал между импульсами на каждом из выходов распределителя на основе счетчика Джонсона соответствует границам слов БЧХ или слов, образованных на стыке двух слов БЧХ, а сам импульс служит меткой. Сравнение номеров нумерующих последовательностей ведется только внутри списка одной метки, соответствующей границам слов, чьи номера анализируют в данный момент. Причем сравнение номеров входной последовательности и значений синхронизированных счетчиков полного набора нумерующих последовательностей внутри каждого списка проводят параллельно аппаратным способом. Проводят операцию нахождения откорректированным номерам нумерующих последовательностей равных значений синхронизированных счетчиков и увеличивают значения их счетчиков совпадений на единицу. Вариант полного набора нумерующих последовательностей для одной метки можно представить следующим образом: первый синхронизированный счетчик имеет значение 00000, значение второго синхронизированного счетчика на единицу больше значения первого синхронизированного счетчика, то есть 00001, значение третьего синхронизированного счетчика на единицу больше значения второго синхронизированного счетчика, то есть 00010 и так далее. Поэтому значение тридцать второго синхронизированного счетчика для этой метки будет 11111. Через некоторый интервал, соответствующий времени передаче одного кодового слова, значения синхронизированных счетчиков параллельно увеличивают на единицу, а тактом служит эта метка. Через интервал времени, соответствующий длительности передачи тридцати одного кодового слова, значения этих синхронизирующих счетчиков будут:With KU, the clock pulses enter the BCH word length distributor based on the Johnson counter. An example of the implementation of a variant of the distributor based on the Johnson counter is given in the source [V.L. Awl. Popular digital circuits. Directory. Moscow. Metallurgy, 1988, p. 240, fig. 2.40]. The interval between pulses at each output of the Johnson counter distributor corresponds to the boundaries of BCH words or words formed at the junction of two BCH words, and the pulse itself serves as a label. Comparison of numbers of numbering sequences is carried out only within the list of one label corresponding to the boundaries of the words whose numbers are being analyzed at the moment. Moreover, the comparison of the numbers of the input sequence and the values of the synchronized counters of the full set of numbering sequences within each list is carried out in parallel by hardware. The operation of finding equal values of synchronized counters to the corrected numbers of the numbering sequences is carried out and the values of their match counters are increased by one. A variant of the complete set of numbering sequences for one label can be represented as follows: the first synchronized counter has a value of 00000, the value of the second synchronized counter is one more than the value of the first synchronized counter, that is, 00001, the value of the third synchronized counter is one more than the value of the second synchronized counter, that is 00010 and so on. Therefore, the value of the thirty-second synchronized counter for this label will be 11111. After a certain interval, corresponding to the time of transmission of one code word, the values of the synchronized counters are incremented in parallel by one, and this label serves as a cycle. After a time interval corresponding to the duration of the transmission of thirty-one code words, the values of these synchronization counters will be:

11111, 11110, 11101, 11100, …, 00010, 00001,00000.11111, 11110, 11101, 11100, ..., 00010, 00001.00000.

Для полного набора нумерующих последовательностей можно применить один синхронизированный счетчик, а значения для остальных тридцати одного синхронизированных счетчиков получать суммированием. Например, значение второго синхронизированного счетчика получают суммированием единицы (00001) и значения первого синхронизированного счетчика, значение третьего синхронизированного счетчика получают суммированием числа два (00010) и значения первого синхронизированного счетчика и так далее. Значение тридцать второго синхронизированного счетчика получают суммированием числа тридцать один (11111) и значения первого синхронизированного счетчика.For the full set of numbering sequences, one synchronized counter can be applied, and the values for the remaining thirty-one synchronized counters can be obtained by summing. For example, the value of the second synchronized counter is obtained by adding one (00001) and the value of the first synchronized counter, the value of the third synchronized counter is obtained by adding the number two (00010) and the value of the first synchronized counter, and so on. The value of the thirty-second synchronized counter is obtained by summing the number thirty-one (11111) and the value of the first synchronized counter.

Для кодового слова с двумя или тремя ошибками входной последовательности каждый из пяти вариантов номеров нумерующей последовательности внутри списка для этого слова параллельно сравнивают со значениями синхронизированных счетчиков полного набора нумерующих последовательностей и, если есть сравнения, то значения для всех соответствующих счетчиков совпадений за один такт увеличивают на единицу.For a code word with two or three input sequence errors, each of the five numbering sequence number options within the list for this word is compared in parallel with the values of the synchronized counters of the full set of numbering sequences, and if there are comparisons, then the values for all corresponding match counters in one cycle are increased by unit.

С целью исключения возможных срабатываний ложной синхронизации блоков по окончании каждой нумерующей последовательности проводят сравнение этого значения счетчика совпадений в случае превышения или равенства числом, записанным в этом счетчике совпадений, порогового значения, со всеми счетчиками совпадений всех меток, т.е. с 991 счетчиком. Если в каком-либо из этих счетчиков значение равно или больше значения счетчика совпадений по окончании этой нумерующей последовательности, то кодовая цикловая синхронизация входной последовательности не проводится, при этом сбрасывают в исходное состояние только счетчик совпадений этой нумерующей последовательности и продолжается операция правильной синхронизации блока. Если по окончании синхронизирующей последовательности в ее счетчике совпадений, соответствующем метке определенных слов входной последовательности, значение счетчика совпадений не достигло порогового значения, то только этот счетчик совпадений сбрасывают в исходное состояние.In order to exclude possible triggering of false synchronization of blocks at the end of each numbering sequence, this value of the match counter is compared if the number recorded in this match counter exceeds or equals the threshold value with all match counters of all labels, i.e. with 991 counters. If in any of these counters the value is equal to or greater than the value of the match counter at the end of this numbering sequence, then code framing of the input sequence is not performed, while only the match counter of this numbering sequence is reset and the correct block synchronization operation continues. If, at the end of the synchronizing sequence, its match counter corresponding to the label of certain words of the input sequence has not reached the threshold value of the hit counter, then only this hit counter is reset.

Алгоритм сравнения по окончании каждой нумерующей последовательности значений их счетчиков совпадений с остальными 991 счетчиками совпадений меток может быть следующим. Когда синхронный счетчик досчитывает до конца, то значение его счетчика совпадений для соответствующей метки сравнивают с пороговым значением. Если значение этого счетчика совпадений равно или больше порогового значения, то формируют маркер логической «1». При значении этого счетчика совпадений меньше порогового значения, то для него и для счетчиков совпадений остальных 991 счетчиков совпадений формируют маркеры логического «0». Для каждой метки есть полный набор синхронных счетчиков из 32 штук. Каждое значение их счетчиков совпадений попарно сравнивают друг с другом. Значение первого счетчика совпадений сравнивают со значением второго счетчика совпадений, значение третьего счетчика совпадений сравнивают со значением четвертого счетчика совпадений, и так далее, значение тридцать первого счетчика совпадений сравнивают со значением тридцать второго счетчика совпадений. После сравнения на выход схемы поступает большее значение счетчика совпадений с его маркером. Для одной метки на первой ступени сравнивают 16 пар счетчиков совпадений, на последующих ступенях сравнивают соответственно 8 пар, 4 пары, 2 пары и одну пару счетчиков совпадений. Для каждой метки требуется пять ступеней сравнений и тогда на выход ее схемы сравнения поступает наибольшее значение счетчика совпадений со своим маркером. Далее аналогичным способом проводят сравнение счетчиков совпадений для тридцать одной метки, для чего требуется еще пять ступеней сравнений. Если на выходе общей схемы сравнения присутствует маркер логической «1», то это означает определение кодовой цикловой синхронизации. Если на выходе схемы сравнения присутствует маркер логического «0», то это означает отсутствие кодовой цикловой синхронизации.The algorithm for comparing, at the end of each numbering sequence, the values of their match counters with the remaining 991 label match counters can be as follows. When the synchronous counter counts to the end, then the value of its hit counter for the corresponding label is compared with a threshold value. If the value of this match counter is equal to or greater than the threshold value, then a logical "1" marker is generated. When the value of this match counter is less than the threshold value, then for it and for the match counters of the remaining 991 match counters, logical "0" markers are formed. Each label has a full set of 32 synchronous counters. Each value of their match counters is compared in pairs with each other. The value of the first hit counter is compared with the value of the second hit counter, the value of the third hit counter is compared with the value of the fourth hit counter, and so on, the value of the thirty-first hit counter is compared with the value of the thirty-second hit counter. After comparison, the output of the circuit receives a larger value of the counter of matches with its marker. For one label, 16 pairs of coincidence counters are compared at the first stage, and 8 pairs, 4 pairs, 2 pairs, and one pair of coincidence counters are compared, respectively, at subsequent stages. Each label requires five stages of comparisons, and then the largest value of the counter of matches with its marker is sent to the output of its comparison circuit. Then, in a similar way, the coincidence counters for thirty-one labels are compared, which requires five more stages of comparisons. If there is a logical "1" marker at the output of the common comparison circuit, then this means the definition of code frame synchronization. If there is a logical "0" marker at the output of the comparison circuit, then this means the absence of code frame synchronization.

Следовательно, если по окончании каждой нумерующей последовательности значение ее счетчика совпадений превышает или становится равным числу, записанному в этом счетчике совпадений, порогового значения и при сравнении больше значения любого счетчика совпадений всех меток, то принимают решение о правильной кодовой цикловой синхронизации входной последовательности, при этом сбрасывают в исходное состояние все счетчики совпадений.Therefore, if, at the end of each numbering sequence, the value of its match counter exceeds or becomes equal to the number recorded in this match counter, the threshold value and, when compared, is greater than the value of any match counter of all labels, then a decision is made about the correct code framing of the input sequence, while reset all match counters.

С целью максимального исключения срабатываний ложной синхронизации блоков после определения правильной кодовой цикловой синхронизации запускают счетчик на промежуток времени, соответствующий длительности передачи одного блока. Если по окончании счета приходит подтверждение правильной кодовой цикловой синхронизации блока, то при дальнейшей передаче блоков все возможные срабатывания ложной синхронизации блоков внутри передаваемого блока игнорируют, то есть их счетчики совпадений сбрасываются, а при каждой очередной передаче блока идет подтверждение правильной кодовой цикловой синхронизации блока. Если не приходит очередное подтверждение правильной кодовой цикловой синхронизации блока, то это означает либо окончание передачи сообщения, либо, в худшем случае, потерю блока, в таком случае алгоритм синхронизации переходит на поиск правильной синхронизации блока и нового подтверждения правильной синхронизации блока.In order to maximally exclude false synchronization of blocks, after determining the correct code frame synchronization, a counter is started for a period of time corresponding to the duration of the transmission of one block. If, at the end of the count, confirmation of the correct code frame synchronization of the block arrives, then during the further transmission of blocks, all possible false synchronization of blocks within the transmitted block is ignored, that is, their match counters are reset, and with each next transmission of the block, the correct code frame synchronization of the block is confirmed. If the next confirmation of the correct code frame synchronization of the block does not arrive, then this means either the end of the message transmission, or, in the worst case, the loss of the block, in which case the synchronization algorithm switches to searching for the correct block synchronization and a new confirmation of the correct block synchronization.

Предлагаемый способ кодовой цикловой синхронизации для каскадного кода при применении жестких решений по сравнению с прототипом имеет более высокую вероятность правильной синхронизации блока.The proposed method of code framing for concatenated code when using hard decisions compared with the prototype has a higher probability of correct block synchronization.

Плотность распределения вероятности значения напряжения при передаче символа нуля на выходе согласованного фильтра для когерентной системы фазовой модуляции приведена в [Дж. Кларк, Дж. Кейн. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи; пер. с англ. - М: Радио и связь, 1987, с. 20,рис. 1.3.].The probability distribution density of the voltage value when transmitting a zero symbol at the output of a matched filter for a coherent phase modulation system is given in [J. Clark, J. Kane. Error correction coding in digital communication systems; per. from English. - M: Radio and communication, 1987, p. 20, fig. 1.3.].

Вероятность ошибки на бит при жестких решениях равна вероятности того, что q>0 и определяется формулойThe bit error probability for hard decisions is equal to the probability that q>0 and is given by

Figure 00000001
Figure 00000001

что соответствует на рис. 1.3 площади фигуры под кривой p(q|0) до оси абсцисс q правее ее нуля.which corresponds to Fig. 1.3 the area of the figure under the curve p(q|0) to the x-axis q to the right of its zero.

Figure 00000002
- интеграл вероятностей [Г.Корн, Т. Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров М.: Издательство «Наука», 1973, с. 578].
Figure 00000002
- integral of probabilities [G. Korn, T. Korn. Handbook of mathematics for scientists and engineers, Moscow: Nauka Publishing House, 1973, p. 578].

Figure 00000003
- отношение сигнал/шум.
Figure 00000003
- signal-to-noise ratio.

Вероятность несинхронизированных блоков информации можно определить следующей формулой

Figure 00000004
The probability of out-of-sync blocks of information can be determined by the following formula
Figure 00000004

гдеwhere

Р(≤t) - вероятность синхронизированных кодовых слов с исправляемыми t ошибками,Р(≤t) - probability of synchronized code words with t correctable errors,

L - пороговое значение числа кодовых слов для синхронизации блока,L - threshold value of the number of code words for block synchronization,

i - последовательность 0,1,…, (L-1).i - sequence 0,1,…, (L-1).

Figure 00000005
Figure 00000005

гдеwhere

р - средняя вероятность ошибок на бит, определяется по формуле (1),p - average probability of errors per bit, determined by formula (1),

t - максимальное число ошибок, которое можно исправить в каждом слове,t is the maximum number of errors that can be corrected in each word,

j - последовательность 0, 1, …, t,j - sequence 0, 1, …, t,

n - количество бит в кодовом слове БЧХ.n is the number of bits in the BCH codeword.

Верхнюю границу вероятности одного варианта ложных синхронизаций на стыках кодовых слов для смещенных блоков можно оценить по следующей формулеThe upper bound on the probability of one variant of false synchronizations at the junctions of code words for shifted blocks can be estimated by the following formula

Figure 00000006
Figure 00000006

Верхнюю границу вероятности всех вариантов ложных синхронизаций на стыках кодовых слов для смещенных блоков можно оценить по следующей формулеThe upper bound on the probability of all variants of false synchronizations at the junctions of code words for shifted blocks can be estimated by the following formula

Figure 00000007
Figure 00000007

где

Figure 00000008
- вероятность номера, соответствующего слову ложной нумерующей последовательности,where
Figure 00000008
- the probability of the number corresponding to the word of the false numbering sequence,

n - количество бит в кодовом слове,n is the number of bits in the codeword,

L - пороговое значение числа кодовых слов для синхронизации блока,L - threshold value of the number of code words for block synchronization,

N - количество слов в блоке,N - the number of words in the block,

i - последовательность 0, 1, …, (L-1),i - sequence 0, 1, …, (L-1),

k - последовательность 0,1, …, (L-1).k - sequence 0,1, ..., (L-1).

Вероятность правильной синхронизации блока для прототипа можно оценить по следующей формулеThe probability of correct block synchronization for a prototype can be estimated by the following formula

Figure 00000009
Figure 00000009

В таблице 1 приведены значения вероятностей правильной синхронизации блока для прототипа в зависимости от отношения сигнал/шум.Table 1 shows the values of the probabilities of correct block synchronization for the prototype, depending on the signal-to-noise ratio.

Figure 00000010
Figure 00000010

Вероятность правильной синхронизации блока для предлагаемого способа устойчивой кодовой цикловой синхронизации при применении жестких решений можно оценить по следующей формулеThe probability of correct block synchronization for the proposed method of stable code framing when applying hard decisions can be estimated by the following formula

Figure 00000011
Figure 00000011

где Рнс - вероятность несинхронизированных блоков информации, where Р ns is the probability of unsynchronized blocks of information,

Рлс - вероятность всех вариантов ложных синхронизаций блоков информации,Р ls - the probability of all variants of false synchronization of information blocks,

Figure 00000012
Figure 00000012

n-1 - количество вариантов ложных нумерующих последовательностей,n-1 - the number of variants of false numbering sequences,

n - количество бит в каждом кодовом слове блока,n is the number of bits in each codeword of the block,

Рлс0 - вероятность ложной синхронизации для одного варианта ложных нумерующих последовательностей информации,

Figure 00000013
Р ls0 - probability of false synchronization for one variant of false numbering sequences of information,
Figure 00000013

Рлссm - вероятность одного варианта ложных синхронизаций на стыках кодовых слов для смещенных блоков, определяется формулой (4), P lssm is the probability of one variant of false synchronization at the junctions of code words for shifted blocks, is determined by formula (4),

Рполн - вероятность для одного варианта подавления ложных опережающих последовательностей синхронизации на стыках кодовых слов для смещенных блоков последовательностями правильной синхронизации. Ложные опережающие последовательности синхронизации на стыках кодовых слов превышают значения номеров в словах по сравнению с номерами кодовых слов истинной кодовой последовательности, поэтому окончание синхронизации этих ложных последовательностей происходит раньше окончания истинной кодовой последовательности.P total - the probability for one variant of the suppression of false leading synchronization sequences at the junctions of code words for offset blocks with correct synchronization sequences. False advanced synchronization sequences at the junctions of code words exceed the values of numbers in words compared to the numbers of code words of the true code sequence, therefore, the end of synchronization of these false sequences occurs before the end of the true code sequence.

Figure 00000014
Figure 00000014

гдеwhere

L - пороговое значение числа кодовых слов для синхронизации блока,L - threshold value of the number of code words for block synchronization,

N - количество слов в блоке,N - the number of words in the block,

i - последовательность 0, 1, …, (L-1),i - sequence 0, 1, …, (L-1),

j - последовательность 0, 1, …, (L-1),j - sequence 0, 1, …, (L-1),

с - последовательность 0, 1, …, (L-1).c - sequence 0, 1, ..., (L-1).

Рполн - вероятность одного варианта подавления ложными запаздывающими последовательностями синхронизаций на стыках кодовых слов для смещенных блоков последовательностей правильной синхронизации. Ложные запаздывающие последовательности синхронизации на стыках кодовых слов имеют меньшие значения номеров в словах по сравнению с номерами кодовых слов истинной кодовой последовательности, поэтому окончание этих ложных последовательностей синхронизации происходит позже окончания истинной кодовой последовательности.Р total - the probability of one variant of suppression by false delayed synchronization sequences at the junctions of code words for shifted blocks of correct synchronization sequences. False delayed synchronization sequences at codeword junctions have smaller word numbers compared to the codeword numbers of the true code sequence, so the end of these false synchronization sequences occurs later than the end of the true code sequence.

Figure 00000015
Figure 00000015

гдеwhere

L - пороговое значение числа кодовых слов для синхронизации блока,L - threshold value of the number of code words for block synchronization,

N - количество слов в блоке,N - the number of words in the block,

i - последовательность 0, 1, …, (L-1),i - sequence 0, 1, …, (L-1),

j - последовательность 0, 1, …, (L-1),j - sequence 0, 1, …, (L-1),

k - последовательность 0, 1, …, L.k - sequence 0, 1, …, L.

В таблице 2 приведены значения вероятности правильной синхронизации блока для предлагаемого способа при подавлении ложной синхронизации последовательностями правильной синхронизации блока в зависимости от отношения сигнал/шум.Table 2 shows the values of the probability of correct block synchronization for the proposed method when suppressing false synchronization by sequences of correct block synchronization, depending on the signal-to-noise ratio.

Figure 00000016
Figure 00000016

В таблице 3 приведены значения вероятности правильной синхронизации блока для предлагаемого способа при подавлении ложной синхронизации подтверждениями правильной синхронизации блока в зависимости от отношения сигнал/шум.Table 3 shows the probability of correct block synchronization for the proposed method when suppressing false synchronization with confirmations of correct block synchronization, depending on the signal-to-noise ratio.

Figure 00000017
Figure 00000017

Из значений вероятности правильной синхронизации блока, приведенных выше в таблицах, следует, что вероятность правильной синхронизации блока для предлагаемого способа выше вероятности правильной синхронизации блока для прототипа.From the values of the probability of correct block synchronization given above in the tables, it follows that the probability of correct block synchronization for the proposed method is higher than the probability of correct block synchronization for the prototype.

Достигаемым техническим результатом предлагаемого способа устойчивой кодовой цикловой синхронизации при применении жестких решений является повышение достоверности принимаемой информации за счет увеличения вероятности правильной синхронизации блока.Achievable technical result of the proposed method of stable code frame synchronization when applying hard decisions is to increase the reliability of the received information by increasing the probability of correct block synchronization.

Claims (2)

1. Способ устойчивой кодовой цикловой синхронизации при применении жестких решений, заключающийся в том, что принятую входную последовательность, состоящую из нескольких следующих друг за другом слов, каждое из которых представляет собой поразрядную сумму по модулю два помехоустойчивого циклического кода, нумерующей последовательности и фазирующей последовательности, сначала умножают на проверочный полином помехоустойчивого циклического кода и, в результате умножения, получают сумму синдромов помехоустойчивого циклического кода, нумерующей последовательности и фазирующей последовательности, затем полученную сумму умножают на проверочный полином нумерующей последовательности и получают сумму синдромов помехоустойчивого циклического кода и фазирующей последовательности, из этой суммы вычитают синдром фазирующей последовательности и получают синдром помехоустойчивого циклического кода, которому может соответствовать одна нумерующая последовательность или несколько нумерующих последовательностей, каждому биту в непрерывной последовательности, равной числу бит в кодовом слове циклического помехоустойчивого кода, присваивают свою метку, повторяющуюся постоянно через промежуток времени, соответствующий передаче одного кодового слова, поэтому такие метки определяют границы слов циклического помехоустойчивого кода и слов, образованных на стыке двух соседних слов циклического помехоустойчивого кода, блоку из слов циклического помехоустойчивого кода и блокам из слов, образованных на стыке двух соседних слов циклического помехоустойчивого кода, пороговое значение числа кодовых слов в синхронизирующей последовательности равно минимальному набору кодовых слов, требуемому для декодирования блока, и синхронизацию проводят по кодовым словам с числом ошибок в них не более исправляющей способности кодовых слов, получаемых после снятия с входной последовательности синхронизирующих символов, для каждого слова блоков, соответствующего своей метке, синхронизированными счетчиками параллельно формируют полный набор нумерующих последовательностей, значения этих синхронизированных счетчиков параллельно увеличивают на единицу через промежуток времени, соответствующий передаче одного кодового слова, при достижении синхронизированными счетчиками их максимального значения следующее значение счетчиков соответствует их начальному значению и время цикла синхронизированного счетчика равно длительности нумерующей последовательности, для каждого синхронизированного счетчика одной определенной нумерующей последовательности есть свой набор счетчиков совпадений для всех разных меток, значения каждого синхронизированного счетчика из полного набора нумерующих последовательностей для каждой метки аппаратным способом параллельно сравнивают с номерами нумерующих последовательностей для соответствующего слова входной последовательности, которое анализируют в данный момент, при совпадении номера слова входной последовательности со значением синхронизированного счетчика нумерующей последовательности значение их счетчика совпадений увеличивают на единицу, если по окончании синхронизирующей последовательности в ее счетчике совпадений, соответствующем метке определенных слов входной последовательности, значение не достигло порогового значения, то только этот счетчик совпадений сбрасывают в исходное состояние, отличающийся тем, что с целью исключения возможных срабатываний ложной синхронизации блоков по окончании каждой нумерующей последовательности проводят сравнение значения ее счетчика совпадений со значениями всех счетчиков совпадений остальных меток, в случае превышения или равенства числу, записанному в этом анализируемым счетчике совпадений, порогового значения и если в каком-либо из этих счетчиков меток значение равно или больше значения анализируемого счетчика совпадений или если значение анализируемого счетчика совпадения не достигло порогового значения по окончании этой нумерующей последовательности, тогда не принимают решение о кодовой цикловой синхронизации входной последовательности, при этом сбрасывают в исходное состояние только счетчик совпадений этой нумерующей последовательности и продолжают операцию определения правильной синхронизации блока, если по окончании каждой нумерующей последовательности значение ее счетчика совпадений превышает или становится равным пороговому значению и превышает значение любого счетчика совпадений всех меток, то принимают решение о кодовой цикловой синхронизации входной последовательности, при этом сбрасывают в исходное состояние все счетчики совпадений.1. The method of stable code frame synchronization when applying hard decisions, which consists in the fact that the received input sequence, consisting of several successive words, each of which is a bitwise modulo two sum of an error-correcting cyclic code, a numbering sequence and a phasing sequence, first multiplied by the test polynomial of the error-correcting cyclic code and, as a result of multiplication, the sum of the syndromes of the error-correcting cyclic code, the numbering sequence and the phasing sequence is obtained, then the resulting sum is multiplied by the check polynomial of the numbering sequence and the sum of the syndromes of the error-correcting cyclic code and the phasing sequence is obtained from this sum the phasing sequence syndrome is subtracted and the error-correcting cyclic code syndrome is obtained, which can correspond to one numbering sequence or several numbering sequences each bit in a continuous sequence equal to the number of bits in the codeword of the cyclic error-correcting code is assigned its own label, which is repeated constantly after a period of time corresponding to the transmission of one codeword, therefore, such labels determine the boundaries of the words of the cyclic error-correcting code and the words formed at the junction of two neighboring words of the cyclic error-correcting code, a block of words of the cyclic error-correction code and blocks of words formed at the junction of two adjacent words of the cyclic error-correction code, the threshold value of the number of code words in the synchronizing sequence is equal to the minimum set of code words required to decode the block, and synchronization is carried out according to code words with the number of errors in them no more than the correcting ability of the code words obtained after removing the synchronizing symbols from the input sequence, for each word of the blocks corresponding to its label, synchronized parallel counters but they form a complete set of numbering sequences, the values of these synchronized counters are increased by one in parallel after a period of time corresponding to the transmission of one code word, when the synchronized counters reach their maximum value, the next value of the counters corresponds to their initial value and the cycle time of the synchronized counter is equal to the duration of the numbering sequence, for each synchronized counter of one specific numbering sequence has its own set of match counters for all different labels, the values of each synchronized counter from the full set of numbering sequences for each label are compared by hardware in parallel with the numbering sequence numbers for the corresponding word of the input sequence that is being analyzed at the moment, when coincidence of the word number of the input sequence with the value of the synchronized counter of the numbering sequence The value of their coincidence counter is increased by one, if at the end of the synchronizing sequence in its coincidence counter corresponding to the label of certain words of the input sequence, the value has not reached the threshold value, then only this coincidence counter is reset to its original state, characterized in that, in order to exclude possible of false synchronization of blocks at the end of each numbering sequence, the value of its match counter is compared with the values of all match counters of the remaining labels, if the threshold value is exceeded or equal to the number recorded in this analyzed match counter, and if in any of these counters of labels the value is equal to or greater than the value of the analyzed match counter, or if the value of the analyzed match counter has not reached the threshold value at the end of this numbering sequence, then do not make a decision about the code framing of the input sequence, while resetting only the match counter of this numbering sequence and continuing the operation of determining the correct synchronization of the block, if at the end of each numbering sequence the value of its match counter exceeds or becomes equal to the threshold value and exceeds the value of any match counter of all labels, then a decision is made about the code framing of the input sequence, while resetting all match counters. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью максимального исключения срабатываний ложной синхронизации блоков после определения правильной синхронизации запускают счетчик на промежуток времени, соответствующий длительности передачи одного блока, и если по окончании счета приходит подтверждение правильной синхронизации блока, то при дальнейшей передаче блоков все возможные срабатывания ложной синхронизации игнорируют внутри истинных блоков из кодовых слов, а при каждой очередной передаче блока идет подтверждение правильной синхронизации блока, если не приходит очередное подтверждение правильной синхронизации блока, то это означает либо окончание передачи сообщения, либо, в худшем случае, потерю блока, в таком случае алгоритм синхронизации переходит по способу 1 на поиск правильной синхронизации блока и нового подтверждения правильной синхронизации блока.2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to maximally exclude false synchronization of blocks, after determining the correct synchronization, the counter is started for a period of time corresponding to the duration of the transmission of one block, and if at the end of the count confirmation of the correct synchronization of the block comes, then with further When blocks are transmitted, all possible false synchronization triggers are ignored inside the true blocks of code words, and with each next block transmission, the correct block synchronization is confirmed, if the next confirmation of the correct block synchronization does not arrive, then this means either the end of the message transmission, or, in the worst case, loss of a block, in which case the synchronization algorithm proceeds according to method 1 to search for the correct block synchronization and a new confirmation of the correct block synchronization.
RU2022112370A 2022-05-04 Stable code framing method when applying hard decisions RU2784953C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2784953C1 true RU2784953C1 (en) 2022-12-01

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797444C1 (en) * 2022-12-26 2023-06-06 Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method for stable code framing with hard and soft decisions

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6400784B1 (en) * 1997-02-13 2002-06-04 D.S.P.C. Technologies Ltd. Synchronization system and method for digital communication systems
US20090034668A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Alexei Ashikhmin Method and apparatus for synchronizing a receiver
RU2401512C1 (en) * 2009-03-16 2010-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method of code cyclic synchronisation
RU2633148C2 (en) * 2016-02-01 2017-10-11 Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method for code frame synchronization for cascade code when applying strict solutions
RU2747623C1 (en) * 2020-03-24 2021-05-11 Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method of code frame synchronisation for reed-solomon and bose-chaudhuri-hocquenghem [rs(32,16,17), bch(31,16,7)] concatenated code in simultaneous application of hard and soft solutions
RU2759801C1 (en) * 2021-03-22 2021-11-18 Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method for code frame synchronization for cascade code when applying strict solutions

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6400784B1 (en) * 1997-02-13 2002-06-04 D.S.P.C. Technologies Ltd. Synchronization system and method for digital communication systems
US20090034668A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Alexei Ashikhmin Method and apparatus for synchronizing a receiver
RU2401512C1 (en) * 2009-03-16 2010-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method of code cyclic synchronisation
RU2633148C2 (en) * 2016-02-01 2017-10-11 Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method for code frame synchronization for cascade code when applying strict solutions
RU2747623C1 (en) * 2020-03-24 2021-05-11 Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method of code frame synchronisation for reed-solomon and bose-chaudhuri-hocquenghem [rs(32,16,17), bch(31,16,7)] concatenated code in simultaneous application of hard and soft solutions
RU2759801C1 (en) * 2021-03-22 2021-11-18 Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method for code frame synchronization for cascade code when applying strict solutions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797444C1 (en) * 2022-12-26 2023-06-06 Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method for stable code framing with hard and soft decisions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3046988B2 (en) Method and apparatus for detecting frame synchronization of data stream
US5367544A (en) Data stream frame synchronisation
CA3193950C (en) Forward error correction with compression coding
US3983536A (en) Data signal handling arrangements
RU2401512C1 (en) Method of code cyclic synchronisation
US3508197A (en) Single character error and burst-error correcting systems utilizing convolution codes
RU2633148C2 (en) Method for code frame synchronization for cascade code when applying strict solutions
CA1213673A (en) Burst error correction using cyclic block codes
RU2784953C1 (en) Stable code framing method when applying hard decisions
RU2797444C1 (en) Method for stable code framing with hard and soft decisions
RU2450464C1 (en) Code frame synchronisation apparatus with integrated soft and hard decisions
RU2485683C1 (en) Decoding device with soft decisions for double-stage cascade code
RU2500074C1 (en) Soft decision code frame synchronisation method
RU2383104C2 (en) Code cycle phasing device
RU2759801C1 (en) Method for code frame synchronization for cascade code when applying strict solutions
RU2747623C1 (en) Method of code frame synchronisation for reed-solomon and bose-chaudhuri-hocquenghem [rs(32,16,17), bch(31,16,7)] concatenated code in simultaneous application of hard and soft solutions
RU2450436C1 (en) Code frame synchronisation method
RU2428801C1 (en) Device of code cycle synchronisation with soft decisions
RU2608872C1 (en) Method of encoding and decoding block code using viterbi algorithm
RU2812964C1 (en) Method of stable code cyclic synchronization when applying hard and soft solutions and modulation according to s1-fl joint type
RU2301492C2 (en) Method and device for transmitting voice information in digital radio communication system
RU2342796C1 (en) Method of code cyclic sync
US6683914B1 (en) Method for convolutive encoding and transmission by packets of a digital data series flow, and corresponding decoding method device
RU2284085C1 (en) Method for decoding cyclic interference-resistant code
RU2819177C1 (en) Method for code frame synchronization of multi-block messages