Спосіб аналогового декодування бінарних кодів

Спосіб аналогового декодування бінарних кодів, який полягає у тому, що з вхідного сигналу Uвх(t) одержують і запам’ятовують nS вибірок (відповідні кодовим символам), отримані в g-й ітерації, використовують як вхідні у(g+1)-й ітерації, при декодуванні в g-й інтерації для кожного кодо& вого символу x jls = x j , j = 1,n , де 1s-е і gs-е місця у jr = 1,n r , r = 1,m, m = 1,2,3,4..., відповідних жина q =1,2,…, Ls найбільших по модулю вхідних η j1...jr...jm , s-y перевірочному співвідношенні коду (n, k, d), що входить в ітеративний код, 1s Î Qjls, qs Î Qjqs, Qjls, Qjqs – множини символів у s-y перевірочному співвідношенні, роблять обчислення величин, рів Õ (g) ( × ) = js них добутку Õ η(g-1) ÎQ ls jls sgn η(g -1) jls сигнатур sgn η(g -1) (sgn x = x / | x |), jls функцій де Qls -підмно символів y j1...jr...jm кодового слова, роблять ітера сигналів η(g -1) , відповідних символам x jls , що jls тивно m раз аналогове декодування відповідно m рівням ітеративного кодування, починаючи з m-го рівня кодування, так що в результаті аналогового декодування слів r-го рівня кодування одержують входять у s-e перевірочне співвідношення (щодо & символу x j ), різниці логарифмів для випадків кількості ін i = r +1 g & L(js) ( x j = 1) = 1n формаційних і кодових символів кодових слів і i-го і j-го рівнів кодування, сигналів η(r) 1,ir...im , що j1...jr - 1n несуть інформацію про значення кодових символів y j1...jr-1,ir...im = 0,1, jr = 1,n r, i r = 1,k r, ˆ льної функції ηi1...ir...im , визначають значення оцінок відповідних інформаційних символів коду ) ö відрізняx i1...ir...im = 0,5 × æ 1 - sign η ç ˆ i1...ir...im ÷ , який è ø ється тим, що декодування кодових слів r-го рівня кодування роблять шляхом виконання G ітеративних процедур, у яких вихідні аналогові сигнали 1 å x ls = 0 x ls = 0 & x ls = x j ¹ 0 é ù g exp ê å x ls × h(jls-1) ú ê x ÎQ ú ë ls ls û é ù g exp ê å x ls × h(jls-1) ú êx ÎQ ú ë ls ls û 1 å x ls = 0 x ls = 0 & x ls = x j ¹1 отриманні си гнали використовують як вхідні сигнали для декодування кодових слів попереднього (r-1)-го рівня кодування, для декодування кодових слів m-го рівня кодування використовують вибірки вхідного сигналу Uвх(t), вихідні сигнали, отриманні в результаті декодування кодових слів першого рівня кодування, тотожно визначають значення розв’язуˆ вальної функції ηi1...ir...im , по знаках розв’язува 1 å 1 å (Ls-g)-кратних сум експоненціальних ехр(×) від скалярних добутків функцій g å x ls × h(jls-1) , де Qls x ls ÎQ ls підмножина Ls-q символів, що входять у s-e перевірочне співвідношення, і відповідних Ls-q, найменшим по модулю вхідним сигналам, а також зваженої за рахунок множення на вагові коефіцієSj g g g & нти ajs суми h(jls) = å a js × n (js )(×) × L(js) ( x j = 1), j = 1, n , s =1 добутків g n (js ) (×) g & і різниць логарифмів L(js) ( x j = 1) , отриманих від використання Sj усіх s-x перевірочних співвідношень, щодо j-го символу, а також виконують перевірку умови N £ n або g < G A (13) ki, nj g g h(jls) ¹ sgn h(jls-1) , j = 1, N, продовження ітераційного проце 38927 j= 1 де (11) m UA r Õ nj × Õ ki, (19) n (r) = å & & xj = 1 і xj = 0 38927 су, де G і N - максимально припустимі задані числа, та у випадку невиконання згаданої умови – припинення ітераційного процесу і видачу результату обчислення останньої ітераційної процедури для декодування попереднього (r-1)-го рівня кодування ітеративного коду, коли r-1³1, m³2, і для визначення значень оцінок, що відповідають інформаційним символам коду, коли r = 1. Винахід відноситься до області передачі повідомлень і може бути використаний в системах телевимірювання, телекерування, зв'язку та обчислювальній техніці. Відомий аналоговий спосіб декодування кодів (пат. 15480А України, МКІ Н 03 М 13/00. Бронніков В.Н. - Заявлене 28.04.93, опубліковане 30.06.97, бюл. № 3), сутність якого полягає в тому, що n виборок n i i = 1n демодульованого сигналу, відповідних символам кодового слова {y i }i = 1n , розбивають на МS первинних груп, відповідних МS перевірочним співвідношенням коду (n, k, d), попередньо оцінюють символи останнього по вибірках {n i }i = 1n , розглядаючи попередні оцінки кожної первинної групи вибірок як сукупність символів коду (n1, n1 - 1,2), декодують їх, об'єднують первинні групи вибірок у n вторинних груп, кожна з яких містить і-у вибірку в усіх включених до неї первинних групах, для кожного можливого значен( v) ня y i - го символу уі обчислюють відповідну i йому за результатами попередньої оцінки і (промі(v) жного) декодування суму S i - ї вибірки та мініi мальних (у кожній первинній групі) значень модулів вибірок, що відповідають і - ій вторинній групі вибірок, оцінюють кожний символ кодового слова тим його значенням, якому відповідає найбільша сума, яка відрізняється тим, що при декодуванні коду (n1, n1 - 1,2) використовують n сукупностей ìn ( v) ü v = 1M (де М = 2, 22, 23,... - число елементів í i ý þ î розширеного кінцевого поля) вибірок, одержаних при прийомі М-того сигналу, декодування коду роблять за методом максимуму правдоподібності шляхом добору тієї множини n1 - 1 максимальних значень вибірок (у первинних групах) із множини & n1 ³ n1 можливих множин, при якому утворюється Недоліками цього способу є труднощі у реалізації при використанні довгих (що мають високу завадостійкість) кодів і те, що в ньому використовуються міри схожості (одержувані для кожного перевірочного співвідношення), які не являються оптимальними за критерієм максимуму правдоподібності. Останнє веде до зниження завадостійкості та ефективності. Найбільш близьким за технічною суттю щодо запропонованого способу є "Спосіб аналогового декодування ітеративних бінарних кодів і декодер для його здійснення", обраний як прототип (патент 15349А України, МПК6 Н 03 М 13/00. В.Н.Бронніков, И.Я.Деніщенко. - Заявлене 06.06.95, опубліковане 30.06.97, Бюл. № 3). Сутність прототипу складається в тому, що з вхідного сигналу Uвх(t) одержують і запам'ятовують { } максимальна сума ån 1 nS вибірок h j1... jr -1,ir...im , jr = 1, n r , r = 1, m , відповідних символам y j1... jr ... jm кодового слова, роблять ітеративно m раз аналогове декодування відповідно m рівням ітеративного кодування, починаючи з m-гo рівня кодування так, що в результаті аналогового декодування кодових слів г-го рівня кодуr вання одержують n ( r ) = Õ n j × å j =1 m Õ ki , де ki, nj - кіль i = r +1 кості інформаційних й кодових символів кодів i-го і r j-го рівнів кодування, сигналів h(j1) jr -1,ir ...im , що не... суть інформацію про значення кодових символів y j1... jr -1,ir ...im , jr = 1, n r , i r = 1, k r , отримані сигнали використовують як вхідні сигнали для декодування кодових слів попереднього (r-1)-го рівня кодування, для декодування кодових cлів m-ro рівня кодування використовують вибірки вхідного сигналу Uвx(t), вихідні сигнали, отримані в результаті декодування кодових слів першого рівня кодування, тотожно визначають значення розв’язувальних & ˆ функцій hi1...ir ...im , по знаках останніх визначають n1 значень вибірок при значення оцінок, що відповідають інформаційним ˆ ˆ символам коду x i1...ir ...im = 0,5 × (1 - sign hi1...ir...im ), у процесі декодування кодових слів r-го рівня кодування для кожного інформаційного символу y j1... jr -1,ir...im одержують розміри, рівні: 1) скаляр виконанні перевірочного співвідношення коду (n1, n1 - 1,2), підсумовують помножені на вагові коефіцієнти kв суми å , повторюють процес декодуn1 вання коду (n, k, d), замінюючи спочатку сукупності вибірок ìn ( v) ü v = 1M на відповідні сукупності сум í i ý þ î ( v) Si зважених сум k1 å n і значення вибірки, а 1 потім замінюють попередні сукупності сум зважених сум і значення вибірки наступними до збігу усіх оцінок кодового слова в сусідніх повторюваних процедурах декодування коду (n, k, d) або до максимально припустимого числа повторень. ним добуткам n ( r ) (×) між сигналами (векторами { r ) статистик) h(j1+1jr ,ir +1...im ... } jr = nr jr = 1 , отриманими в попе редньому ітераційному опрацюванні сигналів, і можливими сигналами (2y j1... jr ,ir +1...im - 1) кодових слів, що відповідають цим сигналам і кодовим { словам y j1... jr ,ir +1...im nr }jr == 1 jr r-гo рівня кодування; 2) експоненційним функціям exp 2 (Õ (r ) (×) ) скалярних 38927 добутків n ( r ) (×) ; 3) сумам å0 та å1 дування; б) можливості декодування найбільш завадостійкого й ефективного класу ітеративних кодів, що включають у себе коди середньої довжини (nr = 15...1000), у тому числі коди, що мають великі кількості Ljs перевірочних символів у s-x перевірочних співвідношеннях щодо j-ro символу; 2) зменшення часу декодування при Ljs < 5-7 унаслідок меншої кількості ітерацій декодування (у цьому випадку тут кількість ітерацій декодування ітеративного коду може дорівнюватись їхній кількості, що має місце при кодуванні). Відзначений технічний результат досягається тим, що у відомий спосіб аналогового декодування кодів, який становить те, що з вхідного сигналу Uвx(t) одержують та запам'ятовують nS вибірок експонен ційних функцій, відповідно для значень кодових символів y j1... jr -1,ir... jm , рівних 0 і 1; 4) логарифмам отриманих r h(j1) jr -1,ir ... jm = ... сум; 5) їхнім різницям 1n å0 - 1n å1 1n å0 / å1, , що є вхід= ними сигналами для одержання сигналів у наступній ітерації процесу декодування при r ¹ 1 або як вирішальні функції в противному випадку. Загальне для прототипу і запропонованого способу полягає в тому, що з вхідного сигналу Uвx(t) одержують і запам'ятовують nS вибірок h j1... jr... jm , jr = 1, n r , r = 1, m, m = 1,2,3,4,... (при m = 1 декодуємий код буде неітеративним), відповідних символам y j1... jr ... jm кодового слова, роблять іте h j1... jr... jm , дних символам y j1... jr ... jm кодового слова, роблять ративно m раз аналогове декодування відповідно m рівням ітеративного кодування, починаючи з mго рівня кодування, так що в результаті аналогового декодування кодових слів r-ro рівня кодування одержують n ( r ) = å r j= 1 ітеративно m раз аналогове декодування відповідно m рівням ітеративного кодування, починаючи з m-го рівня кодування, так що в результаті аналогового декодування кодових слів r-го рівня коду m i = r +1 Õ n j × Õ ki , jr = 1, n r , r = 1, m, m = 1,2,3,4,..., відпові де ki, nj - кількості вання одержують інформаційних і кодових символів кодових слів i-го n (r ) = å r m j= 1 i = r +1 Õ n j × Õ ki , де ki, nj - кі лькості інформаційних і кодових символів кодових слів і-го і j-ro рівнів кодування сигналів, що несуть інформацію про значення кодових символів r і j-го рівнів кодування, сигналів h(j1) jr -1,ir ...im , що ... несуть інформацію про значення кодових символів y j1... jr -1,ir...im = 0,1, jr = 1, n r , i r = 1, k r , отримані сигна y j1... jr -1,ir...im = 0,1, ли використовують як вхідні сигнали для декодування кодових слів попереднього (г-1)-го рівня кодування, для декодування кодових слів m-го рівня кодування використовують вибірки вхідного сигналу Uвx(t), вихідні сигнали, отримані в результаті декодування кодових слів першого рівня кодування, тотожно визначають значення розв’язуˆ вальної функції hi1...ir ...im , по знаках вирішальних гнали використовують як вхідні сигнали для декодування кодових слів попереднього (г-1)-го рівня кодування, для декодування кодових слів m-го рівня кодування використовують вибірки вхідного сигналу Uвx(t), вихідні сигнали, отримані в результаті декодування кодових слів першого рівня кодування, тотожно визначають значення розв’язуˆ вальних функцій hi1...ir ...im , по знаках розв’язуваль jr = 1, n r , i r = 1, k r , отримані си ˆ функцій hi1...ir ...im , визначають значення оцінок, що відповідають інформаційним символам коду ˆ ˆ x i1...ir ...im= 0,5 × (1 - sign hi1...ir...im ) . Недоліками відомого способу є те, що при використанні всіх перевірочних співвідношень складових кодів (nr, KR) (тобто кодів, із яких складений ітеративний код (nS, kS) або його реалізація складна при великих (відносних) швидкостях коду RS = = kS/nS (при малих значеннях (меньш 0,1) його надмірності хS = 1-RS), або мала швидкість коду RS, або малий енергетичний виграш від кодування (ЕВК) (внаслідок використання кодів малої довжини nS (nS