TKz-12_Obschaya_teoria_svyazi_chast_2 / 11

1

4.4. Проектирование декомбинаторных устройств

Назначение декомбинаторных устройств (узлов) – отображение (декомбинирование) дискретного множества кодовых слов (комбинаций) неизбыточных (первичных) или избыточных (комбинаторных) одноступенных и многоступенных кодов на дискретное множество сообщений.

Рассмотрим краткую классификацию декомбинаторных узлов (ДКМУ):

1.По числу ступеней декомбинируемого кода:

–одноступенные;

–многоступенные.

2.По структуре декомбинатора (ДКМ):

–матричные;

–пирамидальные;

–координатные.

Наибольшее распространение получили матричные декомбинаторы, поэтому в данном подразделе в основном рассматриваются матричные ДКМУ.

3. По применению декомбинаторов в составе других функциональных узлов:

–декомбинаторный узел передаваемых сообщений;

–в составе распределительных узлов;

–в составе декодера (кодера).

Внастоящем подразделе рассматриваются только декомбинаторные узлы передаваемых сообщений (ДКМУ).

4.4.1. Проектирование одноступенных матричных декомбинаторных узлов

Основой матричного ДКМУ является матричный декомбинатор. Матричный ДКМ – это ((2n + 1), М)-многополюсник (комбинационная схема), состоящий из М (n + 1)-входовых конъюнкторов, где n – длина декомбинируемого кода, М – множество передаваемых сообщений. Обязательным элементом ДКМУ является буферный регистр (БР) на входе ДКМ, обеспечивающий хранение кодовой комбинации, поступившей из канала связи, и синхронную подачу ее на вход ДКМ. Удвоенное относительно n количество входов объясняется необходимостью подачи в схему прямых и инверсных значений разрядов кодового вектора. Еще один вход предназначен для подачи сигнала разрешения исполнения операции декодирования.

Обобщенная функциональная схема матричного ДКМУ приведена на рис. 4.15.

3

Пример 4.10. Построить ДКМУ двоичного кода с постоянным весом

люсник, состоящий из Мр = 3 четырехвходовых конъюнкторов. Функциональная схема ДКМУ приведена на рис. 4.17.

S

S

S

R

Первый конъюнктор срабатывает (формирует на выходе «1») при приходе кодовой комбинации 011, второй – при 101, третий – при 110.

Были рассмотрены принципы построения декомбинаторных устройств для первичных (неизбыточных) кодов, кодов с постоянным весом и неразделяемых кодов на некоторые сочетания. Следует обратить внимание на то, как реализуется в данном случае обнаруживающая способность избыточного кода. Каждый из Мр конъюнкторов реализует одну из Мр сигнальных зон, включающих в себя только рабочую комбинацию кода. Для избыточных кодов реализация обнаруживающих свойств заключается в том, что ни один из конъюнкторов не сработает (останутся в состоянии «0»). Это означает, что принятая кодовая комбинация (или ее информационная часть) не относится к множеству рабочих комбинаций Мр.

В том случае, когда возникает обнаруживаемая ошибка, срабатывает дополнительная комбинационная схема, реализующая булеву функцию:

где хi – значение булевой функции на выходе i-го коньюнктора матричного ДКМ (умножение эквивалентно логической конъюнкции, суммирование – логической дизъюнкции). При ε = 1 происходит стирание кодовой комби-

4

нации, записанной в БР ДКМУ. Выход схемы стирания может быть заведен на вход сброса буферного регистра, чтобы его обнулить.

Возможны и другие варианты реализации обнаруживающей способности, например, подсчет четности веса или значения веса кодовой комбинации на выходе буферного регистра с помощью дополнительного двоичного счетчика.

Для построения декомбинаторного устройства разделимого кода на некоторые сочетания необходимо учесть, что реализация обнаруживающих свойств заключается в стирании принятого сообщения при нарушении четности веса принятой кодовой комбинации. Поскольку код разделимый, то можно использовать декомбинатор неизбыточного кода, а также схему определения четности веса (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Функциональная схема ДКМУ разделяемого кода на некоторые сочетания

Схема определения четности веса представляет собой сумматор по модулю 2, определяющий четность веса кодовой комбинации. Если рабочие комбинации имеют нечетный вес, выход схемы стирания инвертируется. При обнаружении ошибки, нарушающей четность веса кодовой комбинации, на выходе устройства стирания ε формируется символ «1», который подается на вход сброса буферного регистра и стирает сохраненную кодовую комбинацию. Таким образом, ни один из конъюнкторов декомбинатора информационных символов (ДКМИС) не сработает.

Для построения декомбинаторного устройства кода Бергера необходимо учесть, что реализация обнаруживающих свойств заключается в стирании принятого сообщения при несовпадении принятой и рассчитанной избыточной части кодовой комбинации (весов информационной части). Поскольку код разделимый, то можно использовать декомбинатор неизбыточного кода, а также схему вычисления избыточной части (весовой функции) и сравнения ее с принятой (УВС) (рис. 4.19).

1

2

…

k б

Рис. 4.19. Функциональная схема ДКМУ кода Бергера (а)

иустройства вычисления и сравнения (б)

Вустройстве вычисления и сравнения производится расчет избыточной части (вес информационной части в инверсном коде), а затем сравнение расчетной и принятой частей путем поэлементного суммирования по модулю два. Если хотя бы в одном символе будет зафиксировано отличие, то сумма (логическая дизъюнкция) даст значение «1». Выход сумматора является сигналом стирания.