Пристрій для вивчення згорткового кодування

Реферат: Винахід належить до радіоелектронних навчальних засобів і може бути використаний для вивчення процесу згорткового кодування, зокрема у вищих навчальних закладах. Винахід вирішує завдання ефективного задавання довільних породжувальних поліномів для процесу згорткового кодування, а також наглядної візуальної індикації усіх етапів згорткового кодування. Пристрій для вивчення згорткового кодування містить двофазний генератор імпульсів, блок задавачів вхідних інформаційних символів, блок регістрів зсуву, блок задавачів породжувальних поліномів, суматор по модулю два, вихідний регістр зсуву, блок індикації згорткового коду. UA 101591 C2 (12) UA 101591 C2 UA 101591 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до радіоелектронних навчальних пристроїв і може бути використаний для вивчення процесу згорткового кодування. Відомий пристрій для вивчення згорткового кодування [1], який містить двофазний генератор імпульсів (у неявному вигляді), блок задавача вхідних інформаційних символів (у неявному вигляді), регістр зсуву, вузол задання фіксованих породжувальних поліномів, перший та другий суматори по модулю два, вихідний регістр зсуву, блок індикації згорткового коду (у неявному вигляді), причому вихід задавача вхідних інформаційних символів з'єднаний з входом регістра зсуву, перший, другий та третій виходи якого з'єднані з першим другим та третім входами вузла задання фіксованих породжувальних поліномів, перший вихід якого з'єднаний з першими входами першого та другого суматорів по модулю два, другий вихід з'єднаний з другим входом першого суматора по модулю два, третій вихід з'єднаний з третім входом першого суматора по модулю два та другим входом другого суматора по модулю два, виходи яких з'єднані з першим та другим входами вихідного регістра зсуву, виходи якого з'єднані з входами блока індикації згорткового коду, а синхровхід з'єднаний з другим виходом двофазного генератора імпульсів, перший вихід якого з'єднаний з синхровходом блока задавача вхідних інформаційних символів та синхровходом регістра зсуву. Такий пристрій для вивчення згорткового кодування має вузькі функціональні можливості, тому що містить блок задавача лише одного каналу вхідних інформаційних символів, не забезпечує задання довільних породжувальних поліномів. Найбільш близьким до пристрою для вивчення згорткового кодування, який пропонується, є пристрій для вивчення згорткового кодування [2], який містить двофазний генератор імпульсів (у неявному вигляді), блок задавачів вхідних інформаційних символів (у неявному вигляді), блок регістрів зсуву, вузол задання фіксованих породжувальних поліномів, суматори по модулю два, вихідний регістр зсуву, блок індикації згорткового коду (у неявному виді), причому виходи блока задавачів вхідних інформаційних символів з'єднані з входами блока регістрів зсуву, виходи суматорів по модулю два з'єднанні з інформаційними входами вихідного регістра зсуву, виходи якого з'єднані з входами блока індикації згорткового коду, перший вихід двофазного генератора імпульсів з'єднаний з синхровходом блока задавачів вхідних інформаційних символів і блока регістрів зсуву, виходи якого з'єднані з входами вузла задання фіксованих породжувальних поліномів, виходи якого з'єднані з входами суматорів по модулю два. Спільними з пристроєм, що пропонується, є двофазний генератор імпульсів, блок задавачів вхідних інформаційних символів, блок регістрів зсуву, суматор по модулю два, вихідний регістр зсуву, блок індикації згорткового коду. Такий пристрій для вивчення згорткового кодування має вузькі функціональні можливості, тому що не забезпечує задання довільних породжувальних поліномів. У зв'язку з цим виникає необхідність у створенні пристрою для вивчення згорткового кодування, який забезпечує задання довільних породжувальних поліномів. Це досягається тим, що у пристрій для вивчення згорткового кодування, який містить двофазний генератор імпульсів, блок задавачів вхідних інформаційних символів, виходи якого з'єднані з входами блока регістрів зсуву, вихід суматора по модулю два з'єднаний з інформаційним входом вихідного регістра зсуву, виходи якого з'єднані з входами блока індикації згорткового коду, перший вихід двофазного генератора імпульсів з'єднаний із синхровходами блока задавачів вхідних інформаційних символів і блока регістрів зсуву, додатково введений блок задавачів породжувальних поліномів, групи входів якого з'єднані з відповідними групами виходів блока регістрів зсуву, виходи і тактовий вихід з'єднані з входами суматора по модулю два і синхровходом вихідного регістра зсуву відповідно, а синхровхід з'єднаний з другим виходом двофазного генератора імпульсів, причому блок задавачів породжувальних поліномів містить блок задавачів кодів породжувальних поліномів, виходи якого з'єднані з входами блока індикації породжувальних поліномів та інформаційними входам оперативного запам'ятовуючого пристрою кодів породжувальних поліномів, виходи якого з'єднані з адресними входами багатоканального мультиплексора, групи інформаційних входів та інформаційні виходи якого з'єднані відповідно з групами входів і виходами блока задавачів породжувальних поліномів, синхровхід і тактовий вихід якого з'єднані відповідно з синхровходом та першим виходом двофазного формувача тактових імпульсів, другий вихід якого з'єднаний з синхровходом лічильника кодів адресів кодів породжувальних поліномів, виходи якого з'єднані з адресними входами оперативного запам'ятовуючого пристрою кодів породжувальних поліномів, керуючі входи якого з'єднані з блоком елементів запису вибраних кодів породжувальних поліномів. Пристрій для вивчення згорткового кодування, який пропонується, має більш широкі функціональні можливості, тому що забезпечує можливість задання довільних породжувальних поліномів. 1 UA 101591 C2 5 10 15 20 25 Окрім того, аналіз патентних та інформаційних джерел не виявив пристрою, який би характеризувався такою ж сукупністю елементів і зв'язків між елементами, як запропонований пристрій для вивчення згорткового кодування. Пристрій для вивчення згорткового кодування, який пропонується, має порівняно з найближчим аналогом необхідну кількість нових ознак, які для спеціалістів явно не випливають із відомих технічних рішень побудови пристроїв для вивчення згорткового кодування. Пристрій для вивчення згорткового кодування, який пропонується, зокрема використовується для вивчення процесу згорткового кодування у вищих навчальних закладах та інших навчальних установах. На фіг. 1 зображена структурна схема пристрою для вивчення згорткового кодування, на фіг. 2 - структурна схема блока задавачів породжувальних поліномів, на фіг. 3 - часові діаграми роботи пристрою для вивчення згорткового кодування. Пристрій для вивчення згорткового кодування містить двофазний генератор імпульсів 1, блок задавачів вхідних інформаційних символів 2, блок регістрів зсуву 3, блок задавачів породжувальних поліномів 4, суматор по модулю два 5, вихідний регістр зсуву 6, блок індикації згорткового коду 7. Блок задавачів породжувальних поліномів 4 містить блок елементів запису вибраних кодів породжувальних поліномів 8, блок задавачів кодів породжувальних поліномів 9, лічильник кодів адресів кодів породжувальних поліномів 10, двофазний формувач тактових імпульсів 11, багатоканальний мультиплексор 12, оперативний запам'ятовуючий пристрій кодів породжувальних поліномів 13, блок індикації породжувальних поліномів 14. Наприклад, якщо кількість регістрів зсуву блока регістрів зсуву 3 дорівнює двом і вони дворозрядні, а максимальне число входів суматора по модулю два дорівнює трьом, то багатоканальний мультиплексор 12 є строєним мультиплексором шістнадцять в один. 1 1 і Х1 виходи першого дворозрядного регістра зсуву блока регістрів зсуву 3. 12 і Х2 - виходи другого дворозрядного регістра зсуву блока регістрів зсуву 3. А0-A3-код адресу строєного мультиплексора. Таблиця істинності строєного мультиплексора шістнадцять в один приведена в таблиці. А2 A3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 30 35 Код адреси А1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 А0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Входи мультиплексора D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 Виходи мультиплексора DO0 DO1 DO2 0 0 0 11 0 0 Х1 0 0 12 0 0 Х2 0 0 11 Х1 0 11 12 0 11 Х2 0 Х1 12 0 Х1 Х2 0 12 Х2 0 11 Х1 12 11 Х1 Х2 11 12 Х2 Х1 12 Х2 1 1 1 Наприклад, для породжувального полінома G(X1,X2)= 11+Х2 до входів D7 першого, другого та третього мультиплексорів строєного мультиплексора підключені сигнали 11, Х2 та лог. "0" відповідно. Код адреса А0-А3 є спільним для вказаних трьох мультиплексорів і дорівнює 0111. При цьому виходи регістрів зсуву 11 і Х2 підключаються до першого та другого входів суматора по модулю два 5, до третього входу якого підключається лог. "0". Індикація вказаного породжувального полінома здійснюється світінням одиничного світлового індикатора з надписом "11+Х2", підключеного до восьмого виходу дешифратора блока індикації породжувальних поліномів 14. 2 UA 101591 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пристрій для згорткового кодування працює таким чином. Вхідні інформаційні символи задаються блоком задавачів інформаційних символів 2. Спосіб задання - паралельний з клавіатур і записом по паралельних входах в регістри зсуву або ж послідовний. Індикація вхідних символів - візуальна. Регістри зсуву блока регістрів зсуву 3-у вихідному положенні, найчастіше - в стані "всі нулі", індикація регістрів зсуву - візуальна. Кнопкою "+1" блока задавача кодів породжувальних поліномів 9 вибирається необхідний код першого породжувального полінома, індикація якого здійснюється блоком індикації породжувальних поліномів 14. Для запису коду першого породжувального полінома в оперативний запам'ятовуючий пристрій кодів породжувальних поліномів 13 кнопка РЕЖИМ блока елементів запису вибраних кодів породжувальних поліномів 8 установлюється в положення "запис" і натискається кнопка ЗАПИС. Далі таким же чином за допомогою кнопки "+1" вибираються коди другого, а далі і наступного (третього) породжувальних поліномів, коди яких також записуються в оперативний запам'ятовуючий пристрій кодів породжувальних поліномів 13 натисканням кнопки ЗАПИС. Лічильник кодів адресів кодів породжувальних поліномів 10 у вихідному положенні - в стані "всі нулі". Далі кнопка РЕЖИМ блока елементів запису вибраних кодів породжувальних поліномів 8 установлюється в режим "читання". При цьому на виході оперативного запам'ятовуючого пристрою 13 формується код першого породжувального полінома, який подається на адресні входи багатоканального мультиплексора 12. При цьому вибрані кодом першого породжувального полінома відповідні виходи регістрів зсуву блока регістрів зсуву 3 підключаються до відповідних входів суматора по модулю два 5. На незадіяні входи суматора по модулю два 5 подаються логічні "нулі". При запуску двофазного генератора імпульсів 1 на його другому виході формується тактовий імпульс t1, яким запускається двофазний формувач тактових імпульсів 11, першим імпульсом якого τ1 сигнал з виходу суматора по модулю два 5 записується в молодший розряд вихідного регістра зсуву 6. При цьому інформація всіх інших розрядів вихідного регістра зсуву 6 зсувається на один розряд. Імпульсом τ2 в лічильник кодів адресів кодів породжувальних поліномів 10 добавляється одиниця і формується код адреси коду другого породжувального полінома, яким із оперативного запам'ятовуючого пристрою 13 вибирається код другого породжувального полінома. Багатоканальний мультиплексор 12 підключає відповідні виходи регістрів зсуву блока регістрів зсуву 3 до входів суматора по модулю два 5, сигнал з виходу якого імпульсом τ3 двофазного формувача тактових імпульсів 11 записується в молодший розряд вихідного регістра зсуву 6. При цьому інформація всіх інших розрядів зсувається на один розряд. Імпульсом τ4 в лічильник кодів адрес кодів породжувальних поліномів 10 добавляється ще одна одиниця і формується код адреси коду третього породжувального полінома, яким із оперативного запам'ятовуючого пристрою 13 вибирається код третього породжувального полінома. Багатоканальний мультиплексор 12 підключає відповідні виходи регістрів зсуву блока регістрів зсуву 3 до входів суматора по модулю два 5, сигнал з виходу якого записується в молодший розряд вихідного регістра зсуву 6 імпульсом τ5 двофазного формувача тактових імпульсів 11. При цьому інформація всіх інших розрядів зсувається на один розряд. Імпульсом τ6 в лічильник кодів адрес кодів породжувальних поліномів 10 добавляється одиниця. Якщо кількість породжувальних поліномів три, то при цьому формується код адреси коду першого породжувального полінома. Імпульсом t2 з першого виходу двофазного генератора імпульсів 1 найстарші розряди вхідних інформаційних символів з виходів блока задавачів вхідних інформаційних символів 2 записуються в регістри зсуву блока регістрів зсуву 3 як наймолодші розряди. При цьому у наймолодші розряди регістрів зсуву блока вхідних інформаційних символів 2 записуються сигнали найстарших розрядів. При формуванні вдруге імпульсу t1 двофазним генератором імпульсів 1 такт роботи пристрою для вивчення згорткового кодування повторюється. Кількість тактів роботи визначається кількістю розрядів вхідних інформаційних символів та розрядністю регістрів блока регістрів зсуву 3. Часові параметри роботи двофазного генератора імпульсів 1 та часові параметри двофазного формувача імпульсів 11 забезпечують можливість візуально спостерігати за допомогою вузлів індикації весь процес згорткового кодування. Отже, пристрій для вивчення згорткового кодування, який пропонується, має більш широкі функціональні можливості, тому що забезпечує задання довільних породжувальних поліномів, а також візуальну індикацію всіх етапів згорткового кодування. Джерела інформації: 3 UA 101591 C2 5 1 Никитин Г. И. Сверточные коды: Учебное пособие. - С. - П.: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2001.-80 с., с. 15-17 (рис. 2.5, б та рис. 2.3, в). 2 Никитин Г. И. Сверточные коды: Учебное пособие. - С. - П.: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2001.-80 с., с. 15, 16, 18 (рис. 2.7, б та рис. 2.3, в) (прототип). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 Пристрій для вивчення згорткового кодування, який містить двофазний генератор імпульсів, блок задавачів вхідних інформаційних символів, виходи якого з'єднані з входами блока регістрів зсуву, вихід суматора по модулю два з'єднаний з інформаційним входом вихідного регістра зсуву, виходи якого з'єднані з входами блока індикації згорткового коду, перший вихід двофазного генератора імпульсів з'єднаний із синхровходами блока задавачів вхідних інформаційних символів і блока регістрів зсуву, який відрізняється тим, що додатково містить блок задавачів породжувальних поліномів, групи входів якого з'єднані з відповідними групами виходів блока регістрів зсуву, виходи і тактовий вихід з'єднані з входами суматора по модулю два і синхровходом вихідного регістра зсуву відповідно, а синхровхід з'єднаний з другим виходом двофазного генератора імпульсів, причому блок задавачів породжувальних поліномів містить блок задавачів кодів породжувальних поліномів, виходи якого з'єднані з входами блока індикації породжувальних поліномів та інформаційними входами оперативного запам'ятовуючого пристрою кодів породжувальних поліномів, виходи якого з'єднані з адресними входами багатоканального мультиплексора, групи інформаційних входів та інформаційні виходи якого з'єднані відповідно з групами входів і виходами блока задавачів породжувальних поліномів, синхровхід і тактовий вихід якого з'єднані відповідно з синхровходом і першим виходом двофазного формувача тактових імпульсів, другий вихід якого з'єднаний з синхровходом лічильника кодів адрес кодів породжувальних поліномів, виходи якого з'єднані з адресними входами оперативного запам'ятовуючого пристрою кодів породжувальних поліномів, керуючі входи якого з'єднані з блоком елементів запису вибраних кодів породжувальних поліномів. 4 UA 101591 C2 5 UA 101591 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6