RU2819177C1 - Method for code frame synchronization of multi-block messages - Google Patents
Method for code frame synchronization of multi-block messages Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819177C1 RU2819177C1 RU2023133055A RU2023133055A RU2819177C1 RU 2819177 C1 RU2819177 C1 RU 2819177C1 RU 2023133055 A RU2023133055 A RU 2023133055A RU 2023133055 A RU2023133055 A RU 2023133055A RU 2819177 C1 RU2819177 C1 RU 2819177C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- reliability
- noise
- cyclic
- codes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 63
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 claims description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- 101150115489 MPK7 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к способам кодовой цикловой синхронизации сообщений при передаче цифровой информации и может быть использовано для цикловой синхронизации многоблочных сообщений.The invention relates to methods for code cyclic synchronization of messages when transmitting digital information and can be used for cyclic synchronization of multi-block messages.
Для повышения вероятности доведения сообщения в каналах связи применяют помехоустойчивое кодирование. Достаточно эффективным с точки зрения соотношения помехоустойчивости приема сообщений и сложности технической реализации является применение каскадных помехоустойчивых кодов. Однако, объем сообщения каскадной кодовой конструкции в силу сложности технической реализации ограничен некоторой величиной, обычно не превышающей от нескольких сотен до нескольких тысяч бит.В настоящее время часто возникает потребность передавать и более длинные сообщения. Большие объемы сообщений возникают при передаче телеметрической и измерительной информации, аудио и видео файлов, при организации видеоконференций. В этом случае помехоустойчивый код должен обеспечивать гарантированное доведение длинного многоблочного сообщения, объем которого может составлять 1 Мбит и более. Одним из путей решения задачи передачи длинных сообщений является разбиение сообщения на небольшие блоки, кодирование каждого блока своим каскадным кодом, формирование проверочных каскадных кодов и передача всех полученных каскадных кодов по каналу связи. На приемной стороне канала связи каждый каскадный код сначала синхронизируют, а затем в случае успешной синхронизации выполняют декодирование каскадного кода. Однако, некоторые из каскадных кодов при передаче по каналу связи невысокого качества могут не синхронизироваться, что может приводить к неприему этих каскадных кодов, а также и всего многоблочного сообщения. В описанном способе предлагается вычислять суммарные достоверности для каждого каскадного кода, на ихоснове формировать интегральную достоверность всего многоблочного сообщения и синхронизировать многоблочное сообщение с учетом величины этой интегральной достоверности. При этом синхронизация будет возможна даже при отсутствии синхронизации некоторых каскадных кодов. В предельном случае при достаточной величине интегральной оценки, синхронизация многоблочных сообщений будет возможна, даже если все каскадные коды многоблочного сообщения по отдельности не синхронизируются. Такой подход повышает вероятность цикловой синхронизации многоблочного сообщения.To increase the probability of delivering a message in communication channels, noise-resistant coding is used. Quite effective from the point of view of the ratio of noise immunity of message reception and the complexity of technical implementation is the use of cascaded noise-resistant codes. However, due to the complexity of the technical implementation, the volume of a message of a concatenated code structure is limited to a certain value, usually not exceeding several hundred to several thousand bits. Nowadays, there is often a need to transmit longer messages. Large volumes of messages arise when transmitting telemetry and measurement information, audio and video files, and when organizing video conferences. In this case, the noise-resistant code must ensure guaranteed delivery of a long multi-block message, the volume of which can be 1 Mbit or more. One of the ways to solve the problem of transmitting long messages is to split the message into small blocks, encode each block with its own concatenated code, generate verification concatenated codes and transmit all received concatenated codes over the communication channel. At the receiving side of the communication channel, each concatenated code is first synchronized, and then, if synchronization is successful, the concatenated code is decoded. However, some of the concatenated codes may not be synchronized when transmitted over a low-quality communication channel, which may lead to the non-reception of these concatenated codes, as well as the entire multi-block message. In the described method, it is proposed to calculate the total reliability for each concatenated code, on their basis to form the integral reliability of the entire multi-block message and synchronize the multi-block message taking into account the value of this integral reliability. In this case, synchronization will be possible even if some concatenated codes are not synchronized. In the extreme case, with a sufficient value of the integral estimate, synchronization of multi-block messages will be possible, even if all concatenated codes of a multi-block message are not individually synchronized. This approach increases the probability of frame synchronization of a multi-block message.
Известен способ кодовой цикловой синхронизации сообщений, при котором на передающей стороне формируют выходную последовательность, состоящую из следующих друг за другом информационных и проверочных символов помехоустойчивого кода, которую затем вместе с синхронизирующей последовательностью передают по каналу связи. На приемной стороне в скользящем окне приема принятую синхронизирующую последовательность сравнивают с переданной синхронизирующей последовательностью, и при совпадении принятой синхронизирующей последовательности и переданной синхронизирующей последовательности устанавливают цикловую синхронизацию, совпадающую с местоположением начала скользящего окна приема. При несовпадении принятой синхронизирующей последовательности и переданной синхронизирующей последовательности скользящее окно приема смещают на один символ по входной последовательности и опять сравнивают принятую синхронизирующую последовательность и переданную синхронизирующую последовательность и так повторяют до тех пор, пока принятая синхронизирующая последовательность не совпадет с переданной синхронизирующей* последовательностью. [Передача дискретных сообщений. Под ред. В. П. Шувалова. - М. Радио и связь. 1990. стр. 348-349].There is a known method of code cyclic synchronization of messages, in which an output sequence is formed on the transmitting side, consisting of successive information and check symbols of an error-resistant code, which is then transmitted along with the synchronizing sequence over the communication channel. At the receiving side, in the sliding reception window, the received synchronization sequence is compared with the transmitted synchronization sequence, and if the received synchronization sequence and the transmitted synchronization sequence match, frame synchronization is established that coincides with the location of the beginning of the sliding reception window. If the received synchronizing sequence and the transmitted synchronizing sequence do not match, the sliding reception window is shifted by one symbol along the input sequence and again the received synchronizing sequence and the transmitted synchronizing sequence are compared and so on until the received synchronizing sequence coincides with the transmitted synchronizing sequence. [Discrete message transmission. Ed. V. P. Shuvalova. - M. Radio and communications. 1990. pp. 348-349].
Однако этот способ не обеспечивает достаточной вероятности синхронизации многоблочных сообщений, поскольку решение об установлениисинхронизации принимают по правильно принятой синхронизирующей последовательности и хотя бы одна ошибка в синхронизирующей последовательности приводит к неприему помехоустойчивого кода.However, this method does not provide a sufficient probability of synchronization of multi-block messages, since the decision to establish synchronization is made based on a correctly received synchronizing sequence and at least one error in the synchronizing sequence leads to non-reception of the error-correcting code.
Известен способ кодовой цикловой синхронизации, 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, синхронизирующей последовательности и нумерующей последовательности умножают на проверочный полином помехоустойчивого циклического кода и на проверочный полином нумерующей последовательности и получают сумму синдрома помехоустойчивого циклического кода и синхронизирующей последовательности. Затем выделяют нумерующую последовательность принятого помехоустойчивого циклического кода, сравнивают ее с нумерующими последовательностями ранее принятых помехоустойчивых циклических кодов и запоминают число совпадений нумерующей последовательности с ранее принятыми нумерующими последовательностями в одном из счетчиков совпадений. Причем при совпадении нумерующей последовательности с ранее принятыми нумерующими последовательностями число в соответствующем счетчике совпадений увеличивают на 1, и в случае превышения числа, записанного в соответствующем счетчике совпадений порогового значения, принимают решение о кодовой цикловой синхронизации входной последовательности. (Патент РФ №2401512 МПК H04L 7/08 Квашенников В.В., Сосин П.А Способ кодовой цикловой синхронизации. Приор. 16.03.2009, опубл. 10.10.2010, Бюл.№28).There is a known method of code cyclic synchronization, which consists in the fact that the received input sequence, consisting of several consecutive words, each of which is a bitwise sum modulo two of the noise-immune cyclic code, the synchronizing sequence and the numbering sequence, is multiplied by the check polynomial of the noise-immune cyclic code and to the check polynomial of the numbering sequence and obtain the sum of the noise-immune cyclic code syndrome and the synchronizing sequence. Then the numbering sequence of the received noise-resistant cyclic code is isolated, compared with the numbering sequences of previously received noise-resistant cyclic codes, and the number of matches of the numbering sequence with previously received numbering sequences is stored in one of the coincidence counters. Moreover, if the numbering sequence coincides with previously accepted numbering sequences, the number in the corresponding coincidence counter is increased by 1, and if the number recorded in the corresponding coincidence counter exceeds the threshold value, a decision is made on code frame synchronization of the input sequence. (RF Patent No. 2401512 MPK H04L 7/08 Kvashennikov V.V., Sosin P.A. Method of code cyclic synchronization. Prior. 03/16/2009, publ. 10/10/2010, Bulletin No. 28).
Однако при этом способе вероятность установления цикловой синхронизации многоблочного сообщения также недостаточно высокая из-за того, что решение о синхронизации принимается для каждого помехоустойчивого циклического кода и не формируется интегральная достоверность для цикловой синхронизации всего многоблочного сообщения.However, with this method, the probability of establishing frame synchronization of a multi-block message is also not high enough due to the fact that the decision on synchronization is made for each error-resistant cyclic code and the integral reliability for frame synchronization of the entire multi-block message is not formed.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ кодовой цикловой синхронизации сообщений (прототип), заключающийся в том, что на передающей стороне формируют последовательность кодовых слов в виде следующих друг за другом внутренних слов каскадного кода, каждое из которых представляет собой сумму по модулю два помехоустойчивого циклического кода и синхронизирующей последовательности. На приемной стороне входную последовательность, принятую в скользящем окне приема, делят на порождающий полином помехоустойчивого циклического кода. В результате деления получают сумму синдрома помехоустойчивого циклического кода и синхронизирующей последовательности. Далее из полученной суммы вычитают синхронизирующую последовательность и выделяют синдром помехоустойчивого циклического кода. Затем по синдрому помехоустойчивого циклического кода вычисляют комбинацию ошибок в помехоустойчивом циклическом коде и оценивают ее вес. Далее по весу комбинации ошибок вычисляют достоверности следующих друг за другом слов помехоустойчивого циклического кода. Затем эти достоверности суммируют вместе, и далее сравнивают суммарную достоверность слов помехоустойчивых циклических кодов с пороговым значением. При суммарной достоверности слов помехоустойчивых циклических кодов больше порогового значения устанавливают цикловую синхронизацию, совпадающую с началом скользящего окна приема, при суммарной достоверности слов помехоустойчивых циклических кодов меньше либо равной пороговому значению, скользящее окно приема смещают на один символ по входной последовательности и вычисление суммарной достоверности слов помехоустойчивых циклических кодов продолжают.(Патент РФ №2295198 МПК7 Н 04 L 7/08 Зимихин Д.А., Квашенников В.В. Способ кодовой цикловой синхронизации, Приор. 08.06.2005, опубл. 10.03.2007, бюл. №7).The closest to the proposed method is the method of code cyclic synchronization of messages (prototype), which consists in the fact that on the transmitting side a sequence of code words is formed in the form of successive internal words of a concatenated code, each of which is the modulo sum of two noise-resistant cyclic codes and synchronization sequence. At the receiving side, the input sequence received in the sliding reception window is divided by the generating polynomial of the noise-immune cyclic code. As a result of division, the sum of the noise-resistant cyclic code syndrome and the synchronizing sequence is obtained. Next, the synchronizing sequence is subtracted from the resulting sum and the noise-resistant cyclic code syndrome is identified. Then, using the noise-resistant cyclic code syndrome, the combination of errors in the noise-resistant cyclic code is calculated and its weight is estimated. Next, based on the weight of the error combination, the reliability of successive words of the error-resistant cyclic code is calculated. Then these reliabilities are summed together, and then the total reliability of the words of the noise-resistant cyclic codes is compared with the threshold value. If the total reliability of the words of noise-resistant cyclic codes is greater than the threshold value, cyclic synchronization is established, coinciding with the beginning of the sliding reception window; if the total reliability of the words of noise-resistant cyclic codes is less than or equal to the threshold value, the sliding reception window is shifted by one symbol along the input sequence and the calculation of the total reliability of the noise-resistant words cyclic codes continue. (RF Patent No. 2295198 MPK7 N 04 L 7/08 Zimikhin D.A., Kvashennikov V.V. Method of code cyclic synchronization, Prior. 06/08/2005, publ. 03/10/2007, bulletin No. 7).
Недостатком этого способа является недостаточно высокая вероятность установления синхронизации многоблочного сообщения, обусловленнаятем, что цикловую синхронизацию устанавливают по достоверности одного каскадного кода многоблочного сообщения и не учитывают достоверности других соседних каскадных кодов.The disadvantage of this method is that the probability of establishing synchronization of a multi-block message is not high enough, due to the fact that cycle synchronization is established based on the reliability of one concatenated code of a multi-block message and does not take into account the reliability of other neighboring concatenated codes.
Цель изобретения - повышение вероятности установления синхронизации многоблочного сообщения, и как следствие, повышение вероятности приема сообщений, за счет того, что вычисляют интегральную достоверность последовательности каскадных кодов многоблочного сообщения и при достижении интегральной достоверности порогового значения принимают решение о цикловой синхронизации всего многоблочного сообщения.The purpose of the invention is to increase the probability of establishing synchronization of a multi-block message, and as a consequence, increasing the probability of receiving messages, due to the fact that the integral reliability of a sequence of concatenated codes of a multi-block message is calculated and, when the integral reliability of a threshold value is reached, a decision is made on cycle synchronization of the entire multi-block message.
Для достижения цели предложен способ кодовой цикловой синхронизации многоблочных сообщений, заключающийся в том, что на передающей стороне формируют последовательность кодовых слов в виде следующих друг за другом внутренних слов каскадного кода, каждое из которых представляет собой сумму по модулю два помехоустойчивого циклического кода и синхронизирующей последовательности. На приемной стороне входную последовательность, принятую в скользящем окне приема, делят на порождающий полином помехоустойчивого циклического кода. В результате деления получают сумму синдрома помехоустойчивого циклического кода и синхронизирующей последовательности. Далее из полученной суммы вычитают синхронизирующую последовательность и выделяют синдром помехоустойчивого циклического кода. Затем по синдрому помехоустойчивого циклического кода вычисляют комбинацию ошибок в помехоустойчивом циклическом коде и оценивают ее вес. Далее по весу комбинации ошибок вычисляют достоверности следующих друг за другом слов помехоустойчивого циклического кода. Затем эти достоверности суммируют вместе, и далее сравнивают суммарную достоверность слов помехоустойчивых циклических кодов с пороговым значением. При суммарной достоверности слов помехоустойчивых циклических кодов больше порогового значения устанавливают цикловую синхронизацию,совпадающую с началом скользящего окна приема, при суммарной достоверности слов помехоустойчивых циклических кодов меньше либо равной пороговому значению, скользящее окно приема смещают на один символ по входной последовательности и вычисление суммарной достоверности слов помехоустойчивых циклических кодов повторяют. Новым является то, что на передающей стороне формируют многоблочное сообщение, состоящее из каскадных кодов и проверочных каскадных кодов, на приемной стороне на основе суммарной достоверности принятых каскадных кодов вычисляют интегральную достоверность многоблочного сообщения. Далее оценивают величину интегральной достоверности многоблочного сообщения и, в случае превышения первого порогового значения, величину интегральной достоверности обнуляют и принимают решение о цикловой синхронизации. При этом, если цикловая синхронизация текущего каскадного кода совпадает с ранее вычисленной цикловой синхронизацией многоблочного сообщения, то интегральную достоверность многоблочного сообщения увеличивают на величину суммарной достоверности текущего каскадного кода, а если не совпадает, то интегральную достоверность уменьшают на величину суммарной достоверности текущего каскадного кода. Причем, при достижении интегральной достоверности второго порогового значения величина интегральной достоверности не изменяется до конца многоблочного сообщения. При этом при уменьшении интегральной достоверности ниже третьего порогового значения интегральную достоверность обнуляют, и вычисление интегральной достоверности начинают заново. Причем перед первым символом внешнего кода каскадного кода добавляют символ, значение которого равно номеру каскадного кода в многоблочном сообщении.To achieve the goal, a method of code cyclic synchronization of multi-block messages is proposed, which consists in the fact that on the transmitting side a sequence of code words is formed in the form of successive internal words of a concatenated code, each of which is the sum modulo two of an error-resistant cyclic code and a synchronizing sequence. At the receiving side, the input sequence received in the sliding reception window is divided by the generating polynomial of the noise-immune cyclic code. As a result of division, the sum of the noise-resistant cyclic code syndrome and the synchronizing sequence is obtained. Next, the synchronizing sequence is subtracted from the resulting sum and the noise-resistant cyclic code syndrome is identified. Then, using the noise-resistant cyclic code syndrome, the combination of errors in the noise-resistant cyclic code is calculated and its weight is estimated. Next, based on the weight of the error combination, the reliability of successive words of the error-resistant cyclic code is calculated. Then these reliabilities are summed together, and then the total reliability of the words of the noise-resistant cyclic codes is compared with the threshold value. If the total reliability of the words of noise-resistant cyclic codes is greater than the threshold value, cyclic synchronization is established, coinciding with the beginning of the sliding reception window; if the total reliability of the words of noise-resistant cyclic codes is less than or equal to the threshold value, the sliding reception window is shifted by one symbol along the input sequence and the calculation of the total reliability of the noise-resistant words cyclic codes are repeated. What is new is that on the transmitting side a multi-block message is formed, consisting of concatenated codes and verification concatenated codes; on the receiving side, based on the total reliability of the received concatenated codes, the integral reliability of the multi-block message is calculated. Next, the value of the integral reliability of the multi-block message is estimated and, if the first threshold value is exceeded, the value of the integral reliability is reset to zero and a decision is made on frame synchronization. In this case, if the frame synchronization of the current concatenated code coincides with the previously calculated frame synchronization of the multi-block message, then the integral reliability of the multi-block message is increased by the amount of the total reliability of the current cascade code, and if it does not coincide, then the integral reliability is reduced by the amount of the total reliability of the current concatenated code. Moreover, when the integral reliability of the second threshold value is reached, the value of the integral reliability does not change until the end of the multi-block message. In this case, when the integral reliability decreases below the third threshold value, the integral reliability is reset to zero, and the calculation of the integral reliability begins again. Moreover, before the first character of the outer code of the cascade code, a symbol is added whose value is equal to the number of the cascade code in the multi-block message.
Осуществление способа кодовой цикловой синхронизации многоблочных сообщений рассмотрим на примере синхронизации многоблочных сообщений, состоящих из каскадных кодов и проверочных каскадных кодов. Такое многоблочное сообщение формируют при кодировании итеративнымкодом Эйлайса с проверкой на четность многомерного куба, в узлах которого расположены каскадные коды. Формирование многоблочных сообщений подробно описано в известном источнике (Патент РФ №2710911 МПК7 H04L 1/20; Н03М 13/29 Квашенников В.В., Манаев Д.Н. Способ передачи многоблочных сообщений в комплексах телекодовой связи, Приор. 04.03.2019, опубл. 14.01.2020, бюл. №2).Let us consider the implementation of the method of code cyclic synchronization of multi-block messages using the example of synchronization of multi-block messages consisting of concatenated codes and verification concatenated codes. Such a multi-block message is formed by encoding with an iterative Elays code with a parity check of a multidimensional cube, in the nodes of which concatenated codes are located. The formation of multi-block messages is described in detail in a well-known source (RF Patent No. 2710911 MPK7 H04L 1/20; N03M 13/29 Kvashennikov V.V., Manaev D.N. Method for transmitting multi-block messages in telecode communication complexes, Prior. 03/04/2019, publ. 01/14/2020, bulletin No. 2).
Внутренним кодом каскадного кода является помехоустойчивый циклический двоичный код Боуза - Чоудхури - Хоквингема (БЧХ - код), а внешним - код Рида-Соломона. Вначале на передающей стороне исходное сообщение объемом К m-ичных (m>1) символов кодируют m-ичным помехоустойчивым кодом Рида-Соломона. В результате кодирования получают кодовое слово кода Рида-Соломона (N,K), информационная длина которого равна К, а блоковая - N символов. Причем перед первым символом кода Рида-Соломона каскадного кода добавляют символ, значение которого равно номеру каскадного кода в многоблочном сообщении.The internal code of the cascade code is the noise-resistant cyclic binary Bose-Chowdhury-Hocquengham code (BCH code), and the external code is the Reed-Solomon code. First, on the transmitting side, the original message of K m-ary (m>1) symbols is encoded with an m-ary noise-resistant Reed-Solomon code. As a result of encoding, a Reed-Solomon code word (N,K) is obtained, the information length of which is K, and the block length is N symbols. Moreover, before the first symbol of the Reed-Solomon code of the cascade code, a symbol is added whose value is equal to the number of the cascade code in the multi-block message.
Далее информацию кодируют двоичным кодом БЧХ с порождающим многочленом g(x). Код БЧХ имеет параметры: n - блоковая длина кода, k - информационная длина кода. В результате кодирования кодом БЧХ всех символов кода Рида - Соломона, а также номера каскадного кода получают N+1 слов кода БЧХ(n,k) или двоичную последовательность, длина которой составляет n(N+1) бит.Next, the information is encoded using a binary BCH code with a generating polynomial g(x). The BCH code has the following parameters: n - block length of the code, k - information length of the code. As a result of encoding with the BCH code all the symbols of the Reed-Solomon code, as well as the number of the concatenated code, N+1 words of the BCH code (n,k) or a binary sequence whose length is n(N+1) bits are obtained.
Далее складывают поразрядно по модулю два символы кодов БЧХ с символами двоичной синхронизирующей последовательности. В качестве синхронизирующей последовательности выбирают последовательность с хорошими синхронизирующими свойствами, например, код Рида-Маллера (РМ) 1-го порядка (последовательность максимального периода). Синхронизирующая последовательность генерируется заранее в линейном сдвиговом регистре с обратными связями, описываемыми примитивным порождающим полиномом подходящей степени. Например, для порождающего полинома степени 10 будем иметь синхронизирующую последовательностьдлины 210-1=1023 бит.При этом синхронизирующую последовательность делят на части piix) длины n-k символов каждая и символы этих частей синхронизирующей последовательности суммируют с соответствующими n-k символами проверочной части соответствующего кода БЧХ: р3(х)=p1(x)+р2(х). Для выполнения этой операции длина синхронизирующей последовательности должна быть не менее V=(n-k)(N+1). Между словами БЧХ в каскадном коде и отрезками синхронизирующей последовательности (кода РМ) устанавливается взаимно однозначное соответствие. Проверочную часть первого слова БЧХ складывают с первым отрезком синхронизирующей последовательности, проверочную часть второго - со вторым отрезком синхронизирующей последовательности и так далее. Такое сложение выполняют со всеми словами кода БЧХ каскадного кода.Next, the symbols of the BCH codes are added bitwise modulo two with the symbols of the binary synchronizing sequence. A sequence with good synchronizing properties is selected as a synchronizing sequence, for example, a 1st order Reed-Muller (RM) code (maximum period sequence). The clock sequence is generated in advance in a linear shift register with feedback described by a primitive generator polynomial of suitable degree. For example, for a generating polynomial of degree 10, we will have a synchronizing sequence of length 2 10 -1 = 1023 bits. In this case, the synchronizing sequence is divided into parts piix) of length nk symbols each and the symbols of these parts of the synchronizing sequence are summed with the corresponding nk symbols of the check part of the corresponding BCH code: p 3 (x)=p 1 (x)+p 2 (x). To perform this operation, the length of the synchronizing sequence must be at least V=(nk)(N+1). A one-to-one correspondence is established between the words of the BCH in the cascade code and the segments of the synchronizing sequence (PM code). The checking part of the first word of the BCH is added to the first segment of the synchronizing sequence, the checking part of the second - with the second segment of the synchronizing sequence, and so on. This addition is performed with all words of the BCH code of the cascaded code.
На приемной стороне входную последовательность, сформированную в виде суммы по модулю два помехоустойчивого циклического кода БЧХ и синхронизирующей последовательности, используют для кодовой цикловой синхронизации. В канале связи из-за искажений сигнала возникают ошибки и на слова кода БЧХ р3(х) накладывается комбинация ошибок е(х). At the receiving side, the input sequence, formed as a modulo sum of two noise-resistant cyclic BCH codes and a synchronizing sequence, is used for code cyclic synchronization. In the communication channel, due to signal distortions, errors occur and a combination of errors e(x) is superimposed on the words of the BCH code p 3 (x).
Поэтому слово кода БЧХ на приемной стороне можно записатьTherefore, the BCH code word on the receiving side can be written
p4(х)=p1(х)+p2(х)+e(х)p 4 (x)=p 1 (x)+p 2 (x)+e(x)
Затем входную последовательность, принятую в скользящем окне приема, длина которого равна длине кода БЧХ, делят на порождающий полином g(x) кода БЧХ. В результате деления получают сумму синдрома кода БЧХ и синхронизирующей последовательности. Далее из полученной суммы вычитают синхронизирующую последовательность и выделяют синдром кода БЧХThen the input sequence received in a sliding reception window, the length of which is equal to the length of the BCH code, is divided by the generating polynomial g(x) of the BCH code. As a result of division, the sum of the BCH code syndrome and the synchronizing sequence is obtained. Next, the synchronizing sequence is subtracted from the resulting sum and the BCH code syndrome is isolated
s(x)=р4(х)modg(x)-р2(х).s(x)=p 4 (x)modg(x)-p 2 (x).
Синдром кода БЧХ используют для декодирования кода БЧХ. Декодирование может осуществляться, например, по алгоритму перестановочного декодирования Касами-Рудольфа либо по схеме табличного декодирования Меггита (Колесник В.Д., Мирончиков Е.Т. Декодирование циклических кодов. - М.: Связь, 1968. - 251 с).The BCH code syndrome is used to decode the BCH code. Decoding can be carried out, for example, according to the Kasami-Rudolph permutation decoding algorithm or according to the Meggit table decoding scheme (Kolesnik V.D., Mironchikov E.T. Decoding cyclic codes. - M.: Svyaz, 1968. - 251 p.).
В результате декодирования получают комбинацию ошибок е(х) принятого слова кода БЧХ. Далее оценивают вес комбинации ошибок, то есть число ошибок в i-ом слове кода БЧХAs a result of decoding, a combination of errors e(x) of the received word of the BCH code is obtained. Next, the weight of the combination of errors is estimated, that is, the number of errors in the i-th word of the BCH code
Число ошибок в слове кода БЧХ определяет достоверность этого слова. Чем меньше ошибок в слове кода, тем более достоверным будет слово, поэтому достоверность слова кода БЧХ оценимThe number of errors in a word of the BCH code determines the reliability of this word. The fewer errors in the code word, the more reliable the word will be, so we will evaluate the reliability of the BCH code word
В знаменателе добавляется 1, чтобы избежать деления на 0 при неискаженном слове кода БЧХ.A 1 is added to the denominator to avoid division by 0 with an undistorted word of the BCH code.
Суммарную достоверность каскадного кода вычисляют как сумму достоверностей последовательности слов кодов БЧХ, входящих в каскадный кодThe total reliability of the cascade code is calculated as the sum of the reliability of the sequence of words of BCH codes included in the cascade code
Цикловую синхронизацию одного каскадного кода можно выполнять по суммарной достоверности, для чего ее сравнивают с некоторым пороговым значениемCyclic synchronization of one concatenated code can be performed based on the total reliability, for which it is compared with a certain threshold value
γ>γp γ>γ p
В случае многоблочного сообщения цикловая синхронизация осуществляется по интегральной достоверности, что позволяет синхронизироваться, если некоторые или даже все каскадные коды не синхронизируются. Текущую интегральную достоверность вычисляют в виде суммы предыдущей накопленной интегральной достоверности и текущей суммарной достоверности данного каскадного кода, входящего в многоблочное сообщениеIn the case of a multi-block message, frame synchronization is carried out by integral reliability, which allows synchronization if some or even all of the concatenated codes are not synchronized. The current integral reliability is calculated as the sum of the previous accumulated integral reliability and the current cumulative reliability of a given concatenated code included in a multi-block message
Ω0>Ω-1+γΩ 0 >Ω -1 +γ
Полученную интегральную достоверность многоблочного сообщения теперь сравнивают с первым пороговым значением. В случае превышения интегральной достоверности первого порогового значения величину интегральной достоверности обнуляют и принимают решение об установлении цикловой синхронизации.The resulting integral confidence of the multi-block message is now compared with the first threshold value. If the integral reliability exceeds the first threshold value, the value of the integral reliability is reset to zero and a decision is made to establish cyclic synchronization.
Ω0>Ω1⇒Ω0=0.Ω 0 >Ω 1 ⇒Ω 0 =0.
Первое пороговое значение выбирают из условия обеспечения высокой вероятности установления синхронизации. Достаточно высокая вероятность обеспечивается при наличии трех безошибочных кодов БЧХ. Поэтому можно принять Ω1=3.The first threshold value is selected from the condition of ensuring a high probability of establishing synchronization. A sufficiently high probability is ensured if there are three error-free BCH codes. Therefore, we can take Ω 1 =3.
Начало многоблочного сообщения будет определяться по первому коду БЧХ каскадного кода, кодирующего номер каскадного кода. При правильной цикловой синхронизации некоторого каскадного кода многоблочного сообщения, цикловая синхронизация текущего каскадного кодабудет совпадать с ранее вычисленной цикловой синхронизацией многоблочного сообщения. В этом случае интегральную достоверность многоблочного сообщения увеличивают на величину суммарной достоверности текущего кодового слова. При ложной цикловой синхронизации некоторого каскадного кода многоблочного сообщения, то есть при вставке или выпадении символов между каскадными кодами, интегральную достоверность уменьшают на величину суммарной достоверности текущего кодового слова.The beginning of a multi-block message will be determined by the first BCH code of the concatenated code, encoding the number of the concatenated code. If the frame synchronization of some concatenated code of a multi-block message is correct, the frame synchronization of the current concatenated code will coincide with the previously calculated frame synchronization of the multi-block message. In this case, the integral reliability of the multi-block message is increased by the amount of the total reliability of the current codeword. In case of false cyclic synchronization of a certain cascaded code of a multi-block message, that is, when symbols are inserted or dropped between cascaded codes, the integral reliability is reduced by the amount of the total reliability of the current codeword.
При уменьшении интегральной достоверности ниже второго порогового значения на длине многоблочного сообщения интегральную достоверность обнуляют, и вычисление интегральной достоверности начинают заново.When the integral reliability decreases below the second threshold value over the length of a multi-block message, the integral reliability is reset, and the calculation of the integral reliability begins again.
Ω0<Ω3⇒Ω0=0.Ω 0 <Ω 3 ⇒Ω 0 =0.
Второе пороговое значение интегральной достоверности выбирают из условия высокой вероятности ложной синхронизации Ω3=1.The second threshold value of the integral reliability is selected from the condition of a high probability of false synchronization Ω 3 =1.
Декодирование первого кода БЧХ в каскадном коде позволяет определить номер каскадного кода в многоблочном сообщении, а, значит, определить начало первого каскадного кода и начало всего многоблочного сообщения.Decoding the first BCH code in a concatenated code makes it possible to determine the number of the concatenated code in a multi-block message, and, therefore, determine the beginning of the first concatenated code and the beginning of the entire multi-block message.
В предлагаемом способе на приемной стороне в скользящем окне после снятия синхронизирующей последовательности с входной последовательности кодов БЧХ выполняют их декодирование и определяют число ошибок в каждом коде БЧХ. По числу ошибок формируют оценки достоверности кодов БЧХ. Затем формируют суммарную достоверность каскадного кода, учитывающую достоверности отдельных кодов БЧХ. На основе суммарных достоверностей каскадных кодов вычисляют интегральную достоверность многоблочного сообщения, что позволяет повыситьвероятность установления цикловой синхронизации многоблочных сообщений.In the proposed method, on the receiving side in a sliding window, after removing the synchronizing sequence from the input sequence of BCH codes, they are decoded and the number of errors in each BCH code is determined. Based on the number of errors, estimates of the reliability of BCH codes are formed. Then the total reliability of the cascade code is formed, taking into account the reliability of individual BCH codes. Based on the total reliability of concatenated codes, the integral reliability of a multi-block message is calculated, which makes it possible to increase the probability of establishing cyclic synchronization of multi-block messages.
Достигаемым техническим результатом предлагаемого способа кодовой цикловой синхронизации многоблочных сообщений является повышение вероятности установления цикловой синхронизации, а значит, и увеличение вероятности приема сообщения.The achieved technical result of the proposed method of coded cyclic synchronization of multi-block messages is an increase in the probability of establishing cyclic synchronization, and therefore an increase in the probability of message reception.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819177C1 true RU2819177C1 (en) | 2024-05-15 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4243666C2 (en) * | 1992-12-23 | 2003-06-05 | Bosch Gmbh Robert | Time-division detection method in time-division multiplexing using the soft output Viterbi algorithm |
| RU2295198C1 (en) * | 2005-06-08 | 2007-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Code cyclic synchronization method |
| RU2401512C1 (en) * | 2009-03-16 | 2010-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method of code cyclic synchronisation |
| RU2560530C2 (en) * | 2013-06-04 | 2015-08-20 | Открытое акционерное "Российский институт мощного радиостроения" | Cycle phasing identification method |
| RU2664409C1 (en) * | 2017-06-20 | 2018-08-17 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Code frame synchronization method with soft solutions |
| RU2710911C1 (en) * | 2019-03-04 | 2020-01-14 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method of transmitting multi-unit messages in telecode communication systems |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4243666C2 (en) * | 1992-12-23 | 2003-06-05 | Bosch Gmbh Robert | Time-division detection method in time-division multiplexing using the soft output Viterbi algorithm |
| RU2295198C1 (en) * | 2005-06-08 | 2007-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Code cyclic synchronization method |
| RU2401512C1 (en) * | 2009-03-16 | 2010-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method of code cyclic synchronisation |
| RU2560530C2 (en) * | 2013-06-04 | 2015-08-20 | Открытое акционерное "Российский институт мощного радиостроения" | Cycle phasing identification method |
| RU2664409C1 (en) * | 2017-06-20 | 2018-08-17 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Code frame synchronization method with soft solutions |
| RU2710911C1 (en) * | 2019-03-04 | 2020-01-14 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method of transmitting multi-unit messages in telecode communication systems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schulman et al. | Asymptotically good codes correcting insertions, deletions, and transpositions | |
| US5220568A (en) | Shift correcting code for channel encoded data | |
| US6029264A (en) | System and method for error correcting a received data stream in a concatenated system | |
| Martinian et al. | Burst erasure correction codes with low decoding delay | |
| US4847842A (en) | SM codec method and apparatus | |
| US20050010847A1 (en) | Systems and processes for fast encoding of hamming codes | |
| WO2002031983A2 (en) | Soft decision maximum likelihood encoder and decoder | |
| WO2019053555A1 (en) | Forward error correction with compression coding | |
| RU2401512C1 (en) | Method of code cyclic synchronisation | |
| AU723989B2 (en) | Method for decoding data signals using fixed-length decision window | |
| EP1400023A1 (en) | Method and apparatus for a complementary encoder/decoder | |
| RU2819177C1 (en) | Method for code frame synchronization of multi-block messages | |
| RU2500074C1 (en) | Soft decision code frame synchronisation method | |
| RU2295196C1 (en) | Communication channel quality control method | |
| RU2295198C1 (en) | Code cyclic synchronization method | |
| RU2667370C1 (en) | Method for decoding linear cascade code | |
| RU2342796C1 (en) | Method of code cyclic sync | |
| RU2369023C1 (en) | Method of messages acceptance and transmission within communication system | |
| Cheng et al. | Synchronization using insertion/deletion correcting permutation codes | |
| Tamakuwala | Blind identification of block interleaved convolution code parameters | |
| Peterson | Data coding and error checking techniques | |
| Ahmed et al. | Blind Identification of Convolutinal Codes Based on Veterbi Algorithm | |
| RU2797444C1 (en) | Method for stable code framing with hard and soft decisions | |
| Vijay et al. | Comparison between Viterbi algorithm soft and hard decision decoding | |
| RU2759801C1 (en) | Method for code frame synchronization for cascade code when applying strict solutions |