42. Каскадные коды. Построение, свойства, область применения

Каскадные коды строятся по принципу поэтапного применения двух или более процедур кодирования к последовательности передаваемых информационных символов. При этом символами кода последующего этапа (ступени) кодирования являются слова кода предыдущей ступени. Процедура кодирования двоичным каскадным кодом сводится к следующему. Последовательность двоичных символов передаваемого сообщения разбивается на K k-элементных блоков. Каждый k-элементный блок рассматривается как символ нового k -ичного алфавита, например, как элемент поля GF(2^k), и подлежит кодированию (N, K) k -ичным кодом. В результате реализации процедуры кодирования (N, K)-кодом к К k-элементным блокам добавляется N – K избыточных k-элементных блоков, или элементов GF(2^k). Очевидно, что эти избыточные символы имеют представление в виде k-элементных двоичных последовательностей. (N, K)-код получил название кода второй ступени или внешнего кода. Затем каждый из N k-элементных символов внешнего кода кодируется двоичным (n, k)-кодом первой ступени.

возможны следующие режимы использования каскадных кодов:

-исправление ошибок внутренним и внешним кодами;

-обнаружение ошибок внутренним и исправление стираний внешним кодами;

-обнаружение ошибок внутренним и исправление стираний и ошибок внешним кодами;

-частичное исправление и обнаружение ошибок внутренним и исправление стираний внешним кодами;

-частичное исправление и обнаружение ошибок внутренним и исправление стираний и ошибок внешним кодами.

Двоичный каскадный код может быть построен на основе PC-кода следующим образом:

1. Двоичные информационные элементы сообщения разбиваются на K подблоков по k элементов в каждом. Каждый подблок из k элементов записывается как элемент поля GF(2^k), в результате чего получаем последовательность из K элементов GF(2^k).

2. K-элементная последовательность элементов GF(2^k) кодируется (N, K) PC-кодом над GF(2^k). В результате получаем кодовую комбинацию внешнего кода.

3. Каждый из N элементов внешнего кода, являющийся двоичной последовательностью длины k, кодируется двоичным (n, k)-кодом с минимальным расстоянием d – внутренним кодом.

Полученный таким образом двоичный каскадный код имеет следующие параметры: N_k  N∙n, K_k  Kk, D_k ≥ D∙d.

43. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ, ТРЕБОВАНИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Цикловая синхронизация происходит путем начальной установки фазы приемного распределителя, которая может производиться одним из следующих способов.

Способ установки фазы путем сдвига. (рис.а) двоичная последовательность элементов, поступающая от передатчика, должна иметь определенную структуру, необходимую для выявления рассогласования фаз между приемным и передающим распределителем. Рассогласование фаз обнаруживается в устройстве выявления рассогласования фаз. Для уменьшения вероятности ложного выявления рассогласования фаз применено усредняющее устройство. По сигналам выхода этого устройства при помощи формирователя сигналов сдвига осуществляются сдвиги фазы приемного распределителя до тех пор, пока не будет достигнута синфазность приемного распределителя по отношению к передающему.

Способ мгновенной установки фазы. (рис.б) от передатчика передается специальная комбинация, называемая комбинацией фазового запуска (КФЗ) или маркером. При приеме этой комбинации на выходе устройства выделения сигнала фазового запуска появляется сигнал, осуществляющий запуск приемного распределителя. После этого передающий и приемный распределители работают синфазно. Синфазность в процессе работы обеспечивается нормальным функционированием устройства синхронизации по посылкам.

Способ установки фазы с использованием обратного канала. (рис.в) Если передатчик и приемник аппаратуры передачи дискретных сообщений соединены каналами двух направлений, то использование обратного канала позволяет существенно улучшить характеристики способа фазирования. При отсутствии синфазности от приемника по обратному каналу передается сигнал «Нет фазы». При приеме этого сигнала от передатчика АПД передается комбинация фазового запуска. Данная комбинация поступает в устройство выделения сигнала фазового запуска, сигналом с выхода которого запускается приемный распределитель. При установлении синфазности передача сигнала «Нет фазы» прекращается и от передатчика начинает передаваться информация.

К устройствам цикловой синхронизации в современной аппаратуре передачи информации предъявляются следующие требования:

1. Автоматизация процессов цикловой синхронизации, т. е. фаза приемного распределителя должна устанавливаться без участия оператора при включении аппаратуры и автоматически восстанавливаться при ее потере в процессе передачи информации.

2. Незначительное время установления синфазности.

3. Минимальная избыточность, затрачиваемая на цикловую синхронизацию.

4. Высокая помехоустойчивость, обеспечивающая минимально возможную вероятность потери синфазности при работе и вероятность ложного фазирования при вхождении в связь.

5. Высокая надежность устройства и простота его реализации.

44. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ ПО ЗАЧЕТНОМУ ОТРЕЗКУ

от передатчика передается -элементная комбинация фазового запуска . на приеме в каждый момент времени анализируется элементов . Последовательность из элементов называют зачетным отрезком, так как выделение сигнала фазового запуска производится при совпадении принятой -элементной последовательности с аналогичной последовательностью комбинации фазового запуска, содержащейся в памяти приемного устройства или получаемой в нем по заданному правилу. Моменты выделения фазового запуска должны соответствовать концу КФЗ, т.е. моменту приема элемента , поэтому все зачетных отрезков, которые могут быть получены из КФЗ, должны быть различны и однозначно связаны с их местом в КФЗ.

На рис.а показана структурная схема устройства выделения сигнала фазового запуска по зачетному отрезку. Принимаемая последовательность поступает во входной регистр и после приема очередного элемента -элементный зачетный отрезок передается в сравнивающее устройство. В этом устройстве он сравнивается со всеми отрезками КФЗ. Если не произойдет сравнения, то берется следующий зачетный отрезок, получаемый после приема очередного элемента. Если зачетный отрезок совпадает с одним из отрезков КФЗ, то в устройство определения момента выделения сигнала фазового запуска, в зависимости от вида совпавшего отрезка, в соответствующий момент выделяется сигнал фазового запуска.

При реализации способа выделения сигнала фазового запуска по зачетному отрезку наиболее часто в качестве КФЗ используется последовательность, получаемая с помощью регистров с обратными связями. На рисб показан такой регистр, построенный по полиному и применяемый в качестве устройства формирования комбинации фазового запуска.

С помощью подобных регистров можно получить последовательности с периодом Т, равным показателю бинома наименьшей степени , в разложение которого входит полином h(x). Максимальный период , равный , будет в случае, если полином h(x) примитивный, т.е. если он не входит в разложение никакого бинома степени, меньшей . Для упрощения реализации берут полиномы веса 3. Например, можно указать следующие примитивные полиномы веса 3: ; ; ; ; ; ; ; .