SU562931A1 - Устройство дл исправлени пакетов ошибок - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПРАВЛЕНИЯ ПАКЕТОВ ОШИБОК

1

Изобретение относитс  к электронным дискретным устройствам систем автомати- к , телемеханики, св зи и вычиспительной техники и предназначено дл  испраБлеш1  однократных и двукратных пакетов ошибок, возникающих при передаче информашш по каналам св зи.

Известно устройство дл  исправлени  пакетов ошибок, содержащее буферный регистр , кодирующий регистр, сумматоры lj, Это устройство позвол ет исправить только одиночный пакет ошибок и конструкци  его очень сложна.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл етс  устройство дл  исправлени  пакетов ошибок, содержащее входной регистр, первый кодирующий регист и блок управлени  2,

Процедура исправлени  ошибок заключа етс  в отыскании безошибочного интервала длины 1,-(- число информационных разр дов ) в прин той t - разр дной последо;вательности . При этом последовательность, наход ща с  во входном регистре, сдвигаетс  циклически на один разр д (такой сдэи

будем в дальнейшем называть тактом), а затем поступает в кодирующий регистр, ко торый определ ет значени  П - 1с проверо ных символов по первым к разр дам содержимого входного регистра. Пороговый провер ет, возможно ли представить последовательность из этих П - k проверочных символов в виде f илр менее пакетов длины Ъ ( t -максимальное число исправл емых кодом пакетов ошибок длины, не превосход щей Ъ ). Если эту последовательность возможно представить в виде Р или менее пакетов ошибок длины Ь , то обнаружение ошибок заканчиваетс . В противном случае содержимое входного регистра сдвигаетс  еще на один разр д и описанна  процедура повтор етс  вновь. При этом на параметры кода накладываетс  следующее ограничение:

t1 f ()).(1)

Недостатком известного устройства  вл ютс  большие временные затраты, так как число проверок, ос}тцествл емых пороговым блоком может достигать значени  71 а при каждой такой проверке производитс  И +1 тактов, так что общее количество тактов составлиет величину, к})атную T-J и в самом худи/ем случае М(х;т1иает. величины 1юр дка ТТ . Кроме того, при скорость исходного кода, раьн.-ш меньше 0,5 (с учетом приведенного выше не1эавенства (.1), чтЬ дел&ет использование известного устройства практически нецелесообразным. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет осу шествлени  исправлени  двойных пакетов -ошибок и повышение быстродействи  устрой ства. Достигаетс  это благодари тому, что в устройство введены регистр пакета, второй и третий кодирующие регистры, сумметоры , блок анализа совпадений пакетов, три блока определени  начал и длин пакет ных конфигураций, блок коммутации и арифметический блок, причем,вход устройства соединен с первым входом блока коммутации , выходы которого соединены с входами входного регистра, регистра пакета и с первыми входами четырех сумматоров. Выходы трех сумматоров соединены соответ ственно с вторым, третьим и четвертым : входами блока коммутации и с входами соответствующих кодирующих регистров, выходы сдвига которых соединены соответ ственно с вторыми входами сумматоров, а разр дные выходы - соединены с входами блока анализа совпадени  пакетов. Выход регистра пакета соединен с п тым входом блока коммутации. Три выхода блока анали за совпадени  пакетов соединены соотве1 ственно с входами трех блоков определе- ни  начал и -длин пакетов, выходы которы соединены с входами арифметического блока . Четвертый выход блока анализа совпадени  пакетов и выход арифметического блока соединены с соответствующими входа ми блока управлени , выходы которых соединены соответственно с управл ющими вхо дами арифметического блока и блока комму тации. Выход входного регистра,соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход которого  вл етс  выходом устройсту ва. Исправл юща  способность предлагаемого устройств а основана на использовании ДВОИЧНЫХ циклических кодов длины. с числом информационныхсимволов . ),-iJff)i-lKn -l) с порождающим многочленом .O/.(,),x4-jj, исправп - ющих одиночные и двойные пакеты ошибок длины , не превосход щей fe(, .nj взаимно простые числа). На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство дл  исправлени  пакетов оши бок содержит регистр 1 пакета, блок коммутации-2 , сумматоры 3-6, кодируюи:.ие регистры 7-9, входной регистр 10, блок 11 анализа совпадений пакетов, блоки 1214 определени  начал и длин пакетных конфигураций, арифметический блок 15, блок управлени  16. Блоки 2, 11 могут быть выполнены на логических элементах, блоки 12, 13, двух счетчиках, дешифраторе и логических элементах, блок 15 может предста л ть собой арифметическое устройство с небольшой пам тью, работающее по задан йой программе, блок 16 может быть обычным программным устройством, основанным на распределении импульсов и содержащим логические схемы. Рассмотрим процесс исправлени  одино ных и двойных пакетов ошибок длины t) ви (Х) к (Х.) + хВ (х), (2) где 0$ 3,, степени многочленов В(х) ) меньше t ; t:tnirt|b C ij 3) - цела  часть d , t) - наибольшее натуральное число, оп редел емое из услови : не существует натурального числа,  вл ющегос  решением системы уравнений О тпо d тПу, S ««. w ой п ,tU V ф NW j U, 1, 2,3 ), где Л. и Ь пpинимaюV следующие значени : cX.---f,2..,.,V-/, li -(t--),-ro-.V..,--i,. Допустим передано сообщение ciQ.ct,. &. - , где 0,(1 :o,tl-T).B дальнейшем используетс  многочленна  запись и передаваемое сообщение имеет вид iiiC)-di( .,- с(. Х Предположим, is начале произошёл оди1 очный или двойной пакет ошибок вида (2), тогда на вход устройства поступитискаженное сообщение ().): o(.,-v oi, x-v... .,- . V. Дл  удобства изложени  введены следукмцие определени : Проекцией S назван остаток от делени  Кх) на X -1, J 1,2,3. Пакетной конфигурацией проекции S назван ненулевой участок этой проекции, расположенный вне серии нулей длины, не меньшей 1)-1 и ,2,3. В -разр дном кодирующем регистре 1 - ый разр д нахо- дитс  левее (правее) j -го разр да и обозначает ) ее ли выполн етс  условие jrivp шоЗ-т (i SJ+ ), О f t); равенство -t Y означает, что выполн етс  сравнение i j тпос7 и /, 2 i tJ течение первых П тактов (один такт соответствует сдвигу содержимого регистра нао дин разр д) блок 16 подает на блок 2 сигнал, по которому входна  последовательность ( it), начина  с а, поступает в регистр 10, а через сумматоры 3,4,5- соотвотственло в jjepHCTpbi 7,8,9, где происходит получение проекций (u 1,2,3/. Начина  с (n + такта, в каждой проекции определ ютс  начало и длина пакетной конфигурации ,3). Содержимое регистров 7,8,9 циклически, сдвигаетс  влево (по сигналу с блока 16 в блоке 2 разок кнуты все св зи между регистрами) до тех пор, пока крайний левый разр д каждого из них не будет содер жать I, которому будет предшествовать сери  нулей длины, не менее f -Ij по сип налу с блока 11 в блоках 12, 13, 14 определ ютс  Л (,2,з) - начала пакетны . конфигураций, а также длины расположенных вне пакетных конфигураций серий нуле соответственно. Эта информаци  поступает из блоков 12, 13 , 14 в блок 15, где вычисл ютс  длины пакетных конфигураций сС ,где JJ-длина указанной выше серии нулей (и 1, 2,3), При этом в блоке 11 производитс  попарное сравнение первых Ь разр дов регистров 7,8,9, длины пакетных конфигураций сравниваютс  в блоке 15. Если все длины равны между собой, первые Ъ разр дов регистров 7,8,9 совпадают, а в остальных разр дах сто т нули, то блок 11 фиксирует, что произошел одиночный пакет ошибок, посыла  соответствующий сигнал на вход блока 16. Последний посылает сиг нал в блок 15, в котором ..определ етс  начало 3 одиночного пакета ошибок в виде . (3) где С.,2 -moc}my, С., f OtriOcf n C sltnod-n С О -mod TrtOj Jv 3v-mocl u Гв данном случае (,). Затем входна  последовательность, наход ща с  в регистре 10, начинает сдвигатьс  вправо и, начина  с ( ТТ - J )-го такта, содержимое одного из кодирующих регистров в течение О тактовпоступает через блок 2 на сумматор 6. На этом исправление одиночного пакета ошибок заканчиваетс . Если же длина одной из проекций больше Ь то в блоке 15 производитс  попарное сра& нение начал пакетных конфигураций, а име по, провер етс  выполнение сравнений d гЗ тпойт (здесь и в дальнейшем (J i W/u.v,W 1,2,3.). Допустим выполн етс  сравнение (лз (положим дл  определенности что проекции 5/Кд З наход тс  соответ-. ственно в регистрах 7,8,9). Далее в блок 15 вычисл етс  значение -C.jJ., тп С.С З - определ ютс  также,как и в определ етс  га .1 раже НИИ I-Jwodflij котора  сравниваетс  с 3 по модулю tHj . При этом может иметь место один из . дующих трех случаев. а)3 Wj . В блоке 15 определ етс  проекци , у которой пакетна  конфигураци  имеет максимальную длину (допустим эта проекци  есть 5 ); соответствующий сигнал поступает на вход блока 16.Сигнал с последнего подаетс  на вход блока 2, после чего осуществл -отс  сдвиг содержимого регистра 7 на Ъ } азр дов влево. При этом содержимое регистра 7 подаетс  в ре гистр 1 (таким образом, в регистре 1 содержитс  первый пшсет ошибок BW) .и кроме того складываетс  с содержимым первых Ъ разр дов регистров 8, 9 соответственно в сумматорах 4, 5. Затем регистры 1 и 7 блокируютс  и содержимое регистров 8, 9 сдвигаетс  влево до тех пор, пока в первом разр де у них не будут сто ть символы последние tn j - Ъ ( ,3) разр дов не будут заполнены нул ми (при этом в блоках 12, 13, 14 подсчитываетс  общее количество тактов). Если содержимое первых b разр дов регистров 8, 9 совпадает между собой, а в остальных разр дах сто т нули, то как и в случае одино ного пакета ошибок блок 11 подает на вход блока 16 сигнал, согласно которому в блоке 15 вычисл етс  начало второго пакета ошибок .(зс). При исправлении двойного пакета ошибок содержимое регистра 10 начинает сдвигатьс  вправо и в моменты, соответствующие началам В W и , содержимое регистра 1 и одного из регистров 8, 9 соответственно в течение Ъ такгов поступает на сумматор 6. б)3 Л,. .В блоке 15 производитс  сравнение длин пакетных конфигурацийЬ и S ей: если эти обе величины меньше Ъ; то выбираетс  любой из регистров 7, 8, в противном случае, выбираетс  тот регистр (7 или 8),у которого длина пакетной конфигурации больше.допустим это регистр 7, определ ютс  следующие величины: Снаименьщий по абсолютной величине вычет числа 3 Jjtnodn tj-C . Затем соответствующий сигнал с блока 16 посылаетс  на вход бло.ка 2 и первые t)-C разр дов регистра 7 цикличес.ки сдвигаютс  влево и занос тс  в регистр 1, далее содержимое 9 1иклически сдвигаетс  влево и начина  с (t))такта символов г заноситс  в регистр 1- Таким образом, в регистре 1 содержит с  ). Далее все операции п роизвод тс  аналогично п.а, при этом,если в п. а содержимое первых Ь разр дов регистоа 7 скла дываетс  с содержимым первых i) разр дов

8, О,

то в датпюм случае регистр

регистров

7 аак5ец етс  на регистр 1, а регистр 9 .на регистр 7,

в) Здесь все операции производ тс  аналогично п.а.

Если на предыдущих этапах исправление ошибок не закончено, то в блоке 15 определ етс  друга  пара проекций, дл  которых а wodri.

Если же и на этом этапе исправление -ошибок не закончено, то по соответствующему сигналу с блока 16 в регистре 8 производ тс  циклически:е сдвиги влево (их число не меньше Ь ) До тех пор, пока в первом разр де не будет сто ть 1, а общее количество сдвигов 3 (начина  с первого сдвига проекции ), подсчитываемое в блоке 13, не будет удовлетвор ть сравнениюЗ (эта проверка осу шествл егс  в блохе 15;, В случае выпо лнени  этого сравнени  в блоке 15 выбираетс  регистр (7 или В), соответствующа  проекци  которого имеет большую длину, если эти длины равны, то выбираетс  лю бой из этих регистров, и содержимое первых t) разр дов выбранного регистра считаетс  символами В(х), Далее все операции производ тс  аналогично описан- . ным этапам. Если последнее сравнение не имеет места, то в блоке 15 произвоштс  предыдуща  процедура.

Следует особо отметить частный случай (он может иметь место при исправлении двойного пакета ошибок), когда одна из проекций, например, S 0. Это означает, что и J - Jmoc) т,

Рассмотрим кратко цропссс и ;-И1:)а)л(ии  двойного пакета ошибок в этом случае, 1 блоке 15 производитс  сраннение пач.чл пакетных конфигураций S н s ,пус;тг, эги проекции наход тс  cooTiiOTcTBOHiio li pernui pax 8 и 9) . Если 3 3 tnod ri,j го определ етс  3-чшчало В(7) - по форчгуле вида (з); затем содержи юе регч-стров 8, 9 сдвигают влево (число тактов лолжно быть не меньше {з )  о тех пор, иока в первом разр де не будет сто ть и

как и выше определ етс  начато Ь2(

Если же Jyf J mocJuu, тэвблоке 1 о :)прО дел ютс  начала обоик иакетои п nn/it : 3s.C 3 C2a -modti,D5C, j tC J mocfTj где с 1 TnoJ-n,

С Отпобп..О гОтойт -fTrrodTn, С; Qmodn, С ; 1 wod л,, с:, н

50тпо 3 тп

л/

,v)

-, (,

v

а vjv -rnodn

и производ т исЦравлен е аакота,, Процесс исправлени  ошибок дл  циклшчес.

кого кода с параметрамиТ1 2,, , П 30,, tn2 10,. Порождающий

многочлен имеет вид оСХ ) г-(-,. х t х 4 х + т -(У 16 т го 21 Z2

X +Х -tX -fX м-Л -t-X -fX,

а длина исправл емых одиночных и двойных пакетов ошибок .

ПустЬ было передано сообщение I 100101001000000100101001000000, а в канале произошел двойной пакет ошибок t 000011000000000001000000000000 (в многочленной форме имеем: f х-(1+х) тогда на вход предлагаемого устройства поступит искаженное сообщение

Г 1001100.01000000101101001000000

, А.

Поспе первых 30 тактов в регистрах 7,8,9 содержатс  соответственно проекции; ОО101 ЮОООООООО; 0000110100; 000010.

Затем в блоках 12, 13, 14 и 15 определ ютс  начала и длины пакетных конфигураций проекций , , ,4, d., , при этом содержимое регистров 7, 8, 9 циклически сдвигают влево до тех пор, пока не будет обнаружена сери  нулей длины, не менее t-1, и в первом раэ.™ р де у этих регистров не будет сто ть l; содержимое регистров 7, 8, 9 Б резуль.-ате этой операции имеет соответственно видг 101100ООООООООО; 11О10ООООО; 1ООООО.

Так как пакетные конфигурации не со& падают между собой , то имеет место даи, ной пакет ошибок,

;1а«1.,е Б блоке .1. П осуществл етс  следуЮ111а  последовагел(,ность операций. Проиэводитс  сравнение пача.11 пакетных конфигу- {joiiiui. Выиоии етс  сравнение 3 J , т.-, .J.S 1 tncxr.i; вычисл етс  величина ,:. V т 0(5и,где цН-1ггтос гп.,, С.,нО-той-ц,

С,2}

- Л j-mod Tij ,

- Гпюс п,С нОтг1осЗтп ,Л

Z

,л.4. с : fO

Оирецел етс  величина J.J - 3 .j 41 хзнзводитс  сравнение З с модулю Tn.f , Имеет место случай, описанный в п. 6 Т,,. 1редел етс  величина С- наимень- ,su ill; абсч.)лютной величине вычет числа И.,-. и(. модулю С 2.

1ак как Ъ - С () ,го содержимое регистра 7 сцгзигаетс  циклически влево на t 2 рйо;} ла, и на следующем такте С 2 символа ..(УНОСЯТСЯ в регистр 1.

Далее содержимое регистра 1 (оно имеет вид 2/ складываетс  с содержанием первых U разр дов регистров 8, 9; затем последние регистры сдвигаютс  до тех пор, ггока Б первом разр де у них не будет сто ть 1.