Файл: Хетагуров, Я. А. Повышение надежности цифровых устройств методами избыточного кодирования.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 164
Скачиваний: 0
Для 'количественной оценки корректирующей способ ности кода, реализуемой в 'конкретной схеме мажоритар ного декодирования, вводится понятие реализуемого ко дового расстояния б. 'При этом имеет место очевидное неравенство
где d — минимальное расстояние.
Дальнейшим обобщением понятия Я-связанных конт рольных соотношений является понятие квазиразделенных соотношений. Система контрольных соотношений на
зывается |
квазиразделенной, |
если |
в каждое соотношение |
|
входит одно и то же подмножество символов |
s., s,, ... |
|||
SJN'H |
любой символ Si, |
1ф\^ |
v = ' l , 2,...,N |
входит не |
более чем в одну проверку. Из данного определения сле
дует, что система из у |
квазиразделенных |
контрольных |
|||
соотношений позволяет |
вычислить |
сумму |
- f |
- . . |
|
. . . - f s. |
( y + 1 ) независимыми способами (включая |
три |
|||
виальное |
соотношение). |
Например, |
контрольные |
соот |
|
ношения |
|
|
|
|
|
s Q + S i + s2+s5=0;
So + Si + Si + Se = 0
являются квазиразделенньши и позволяют двумя неза висимыми способами вычислить сумму S o + S i . Учитывая тривиальное соотношение SQ+SL—SQ+SU получаем три независимых соотношения:
SQ+SI=S0+SI;
SO+SI=S2+S5;
5o + S i = 5 4 + S e .
Мажоритарное декодирование циклических кодов в квазиразделенньши контрольными соотношениями су щественно отличается от декодирования кодов с Я-свя- занны'ми соотношениями. В последнем случае на выходе мажоритарного элемента появляется переданная после довательность символов (so, S i , ..., s „_i). При квазиразделенных соотношениях на выходе мажоритарного эле
мента получаем |
последовательность (en, |
Ct, |
. . . , cn-i), |
где |
|
c^sn+i+su+c |
+---+slN+r |
'" = 0, |
1. |
n-l |
(3-14) |
(суммирование индексов производится по модулю/г). По этому возникает задача вычисления переданной последо-
87
вательности (s0, $i, s2,s„_i). В общем случае эта задача решается с -помощью -последовательного .разделения си стемы квазиразделен-ных соотношений. На первом шаге производится вычисление суммы (3-14), причем можно считать, что значения с0, с ь . . .,cn-i вычисляются точно. Второй шаг разделения заключается в образовании но вых соотношений с использованием Со, й , . . . , cn-i и т. д. до тех пор, пока полученные соотношения не окажутся разделенными или Л-связанными относительно некото рого символа кодового слова.
В качестве примера проведем разделение и построим схему де кодирования для циклического кода (15,11) с 6=3, для которого справедлива следующая система квазиразделенных соотношений:
«о+Si-f S2+S7+S3+s5 +S8+Sa=0; So + Si+S2 + S 7 +S 4 - г S0 + Sio + Si4 = 0.
Отсюда получаем уравнения
c | 1 ) = s 0 + t + -si+t + s 2 + i + s 7 + i ;
c j 2 ) = s a+t + s 5+t + s e+t + |
-Sn + t ; |
|
c j 3 ' = s 4 + t -f- s 0 + t |
+ S i 0 + t |
Ц- s , 4 + 1 , |
позволяющие достоверно вычислить |
Co, C j , . . . , СЦ, если количество |
ошибок не превышает корректирующей способности кода. Можно
видеть, что справедливы |
следующие |
соотношения: |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Co = So + Sl + S2 + S7; |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Ci=S5+S7+Su+So; |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
' C2 = Ss + |
|
S7+Sio+S]3, |
|
|
|
|
|
|||
позволяющие |
получить |
систему |
разделенных |
относительно |
символа |
||||||||||
So контрольных |
соотношений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
s ^ 2 > = |
с 0 + |
«1 + s2 |
+ |
s 7 ; |
|
|
|
(3-15) |
|||
|
|
|
|
S^3 ) = С] + с 2 |
+ s 1 0 + s „ + s 1 3 . |
|
|
|
|||||||
|
Схема |
КУ |
для рассматриваемого |
(15, |
11)-кода |
показана |
на |
||||||||
рис. 3-10. Оно |
-содержит |
два |
регистра |
сдзига. |
Первый |
состоит |
из |
||||||||
15 ячеек и предназначен |
для |
хранения |
принятой |
последовательности |
|||||||||||
so, |
si, ..., |
su. |
Второй состоит |
из трех ячеек, в которых |
запоминают |
||||||||||
ся |
символы |
со, |
си сг, |
используемые |
при решении системы |
соотно |
шений (3-15). Декодер содержит два мажоритарных элемента, по
зволяющих определить |
со, cit |
..., |
с ц |
и So, Si, ..., |
su. |
Процесс опре |
|||
деления |
искомых символов |
so, S i , ..., |
S14 начинается с |
четвертого |
|||||
такта (после определения значений |
со, |
Ci, сг), при |
этом |
принятые |
|||||
символы |
s'o, s ' i |
s'2 в начале четвертого такта |
находятся |
||||||
в ячейках сдвигающего |
регистра |
с |
номерами 12, |
13, |
14. |
|
88
В табл. 3-3 приведены заимствованные из моногра
фии |
[Л. 11] |
параметры некоторых |
циклических |
кодов, |
|||
допускающих |
мажоритарное декодирование. Необходи |
||||||
м о |
отметить, |
что |
циклические |
коды Хэмминга |
с d=3 |
||
и некоторые коды БЧХ допускают |
мажоритарное деко |
||||||
дирование. |
Более |
подробные |
сведения о циклических |
Рис. 3-10. Схема КУ для (15, 11)-кода.
кодах, допускающих мажоритарное декодирование, можно найти в [Л. 11].
В заключение рассмотрим укорачивание циклических кодов с мажоритарным декодированием. Укорачивание исходного циклического кода заключается в том, что определенные символы в кодовых словах полагаются тождественно равными нулю. Поэтому мажоритарная схема декодирования может быть использована для де кодирования укороченного кода, если к принятой после довательности приписать нулевые символы таким обра зом, чтобы образовалось слово исходного циклического кода. Однако в ряде случаев для укороченного кода можно построить более экономичную схему декодиро вания.
Укороченные коды |
являются псевдоциклическими. |
Если S(x) принадлежит |
укороченному коду длины п'<п, |
то преобразование, сохраняющее кодовые слова при
сдвиге на один разряд влево, |
может быть записано |
в виде |
|
S*(x) =*-1 S(*) — |
SQX^F(X), |
89
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
3-3 |
|||
Порождающий |
|
Система |
контрольных соотношении |
(номера |
|
||||||||||||
полином |
|
|
символов, входящих в |
соотношения) |
|
||||||||||||
1 + Х 2 + Х 3 |
0124 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0136 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 + Х * + Х 6 + 0 1 |
2 |
5 11 18 19 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
0 |
|
3 |
9 |
|
16 |
17 |
|
29 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
+ Х , г + Х ' 5 - 1 - 0 4 10 12 15 |
|
23 24 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
+ Х 1 в |
0 |
|
6 |
13 |
|
14 |
26 |
|
27 |
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
7 |
8 |
|
20 |
21 |
|
22 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
1 + х 2 + х « + |
0 |
1 |
2 |
6 |
|
7 |
12 |
26 |
3 |
|
8 |
13 |
18 |
27 |
32 35 48 |
||
-г-х4 -(-х7 + |
0 |
1 |
2 |
6 |
|
7 |
12 |
26 |
4 |
|
14 |
16 |
24 |
33 |
36 52 54 |
||
-f-XI 3 +X, 5 -f |
0 |
1 2 |
6 |
|
7 |
12 |
2С |
5 |
|
11 |
17 |
25 |
31 |
34 47 62 |
|||
H - x ^ - f x 1 8 - ) - |
0 |
1 |
2 |
6 |
|
7 |
12 |
26 |
9 |
|
19 |
28 |
38 |
41 |
45 49 |
56 |
|
0 |
1 |
2 |
6 |
|
7 |
12 |
26 |
10 |
22 |
30 |
39 |
43 |
46 50 61 |
||||
+ х , а + х 2 , + |
.0 |
1 |
2 |
6 |
|
7 |
12 |
26 |
15 |
23 |
37 |
40 |
44 |
51 53 55 |
|||
+.V22 |
0 |
1 '2 |
6 |
|
7 |
12 |
26 |
20 |
21 |
29 |
42 |
57 |
58 59 |
60 |
|||
|
|
||||||||||||||||
1 + х а 4 - х в + 0 1 4 16 21 23 29 53 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
+ х , » + х , 2 + 0 2 8 32 42 43 46 58 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
- f x , 3 + x u + |
0 |
|
3 |
15 |
|
20 |
22 |
|
28 |
52 |
|
62 |
|
|
|
|
|
+ х 1 6 + х , 6 + О 5 7 13 37 47 48 51 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
+ х г 4 + х ! " |
О |
|
6 |
30 40 41 44 56 61 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
О |
10 |
11 |
|
14 |
26 |
|
31 |
33 |
|
39 |
|
|
|
|
|
|
|
О |
12 |
17 |
|
19 |
25 |
|
49 |
59 |
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
О 24 |
34 |
|
35 |
38 |
|
50 |
55 |
|
57 |
|
|
|
|
|
||
10 1 + х 2 + х в , + |
|
|
|
3 |
7 |
15 31 |
36 |
54 |
63 |
|
|
|
|||||
+ х 9 + х , » - г - |
|
|
|
6 |
14 |
30 35 |
53 |
62 |
72 |
|
|
|
|||||
+хи+х"+ |
|
|
|
12 |
28 |
33 51 |
60 |
70 |
71 |
|
|
|
|
||||
+ х , 5 + х , 6 + |
|
|
|
23 |
|
32 |
42 |
43 |
45 49 |
57 |
|
|
|
||||
+ х , 9 + х г » + |
|
|
8 |
24 |
29 |
47 56 |
66 |
67 |
69 |
|
|
|
|||||
+ х г » - Ь х г + + |
|
|
9 |
19 |
20 |
22 26 |
34 |
50 |
55 |
|
|
|
|||||
+ х а 6 + х " + |
|
10 |
11 |
13 |
17 25 41 46 64 |
|
|
|
|||||||||
+ х 2 8 |
|
16 |
21 |
39 |
48 |
58 |
59 61 |
65 |
|
|
|
||||||
|
|
18 |
27 |
37 |
38 |
40 |
44 |
52 |
68 |
|
|
|
где F(x) —полином степени /г', который должен делить ся на G(x). Вообще говоря, в качестве многочлена F(x) можно выбрать любой полином степени я' с ненулевым свободным членом, который делится на G(x). Однако обычно этот полином отыскивается в виде
F(x) = |
l+xk'+,R(x), |
где k' — количество информационных символов в уко роченном коде,
90