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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

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

 

 

 

и+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