5.3. СИНХРОНИЗАЦИЯ ДЕКОДЕРОВ СК

При декодировании СК последовательность символов необходимо разделить на ветви, прежде чем они поступят в формирователь синдрома порогового декодера либо в устройство вычисления метрик ветвей декодера Витерби. При скорости кода ветвевая синхронизация состоит в разбиении начальной последовательности на блоки по символов.

Границы ветвей СК совпадают с границами сигналов, если в канале используется ансамбль с числом сигналов Так, СК со скоростью 1/2 удобно применять в каналах с ФМ-4. При этом кодовые символы передаются, например, по синфазному каналу, а по квадратурному. В этом случае, как известно, необходимо устранение фазовой неоднозначности (см. § 5.4). Задачи установления ветвевой синхронизации и устранения неоднозначности фазы удобно решать одновременно.

Нарушение синхронизма оказывает на процессе декодирования такое же влияние, как и поступление на вход декодера сильно зашумленных кодовых последовательностей. При пороговом декодировании резко возрастают число единиц в синдромной последовательности и частота импульсов коррекции ошибок. При срыве синхронизма можно полагать, что последовательности синдромов и корректоров ошибок содержат символы 0 и 1 с одинаковой вероятностью . Если же синхронизация установлена верно, а вероятность ошибки в канале то вероятность импульсов коррекции приближенно равна (корректируются все наиболее вероятные ошибки), а вероятность отличных от нуля символов синдрома Рос Як. Здесь коэффициент размножения канальных ошибок, равный числу отводов от регистров кодера (на рис. Значительное отличие в величинах и Рос используют для обнаружения срыва синхронизма.

На рис. 5.9 показано устройство ветвевой синхронизации порогового декодера СК со скоростью 1/2 в канале с ФМ-2. Импульсы коррекции ошибок с выхода порогового элемента накапливают за В тактов и результат накопления А сравнивают с порогом Если принимается решение о том, что синхронизация установлена верно. В противном случае вырабатывается сигнал, устанавливающий коммутатор на входе декодера в противоположное положение. Подобный

Рис. 5.9. Устройство ветвевой синхронизации порогового декодера

Рис. 5.10. Структурная схема индикатора синхронизма с инверсной схемой

метод можно использовать и при скорости, отличной от 1/2, но при этом число возможных состояний коммутатора возрастает, что приводит к увеличению времени поиска.

Информация о синхронизме может быть получена при сравнении информационной последовательности, восстановленной из канальных символов, с декодированной последовательностью. Восстановление производят инверсной схемой (рис. 5.10). Для быстропросматриваемого СК, многочлены которого удовлетворяют условию (4.13), инверсной схемой является сумматор по модулю 2. В этом случае коэффициент размножения ошибок минимален и равен 2. При верно установленной синхронизации к накопителю поступает поток ошибок, обусловленных в основном ошибками в канале с учетом их размножения в инверсной схеме. При отсутствии синхронизма, как и прежде, Построение инверсных схем возможно и для скоростей, отличных от 1/2.

Алгоритм Витерби позволяет реализовать несколько способов установления ветвевой синхронизации и одновременно решать другие задачи: коррекцию неоднозначности фазы демодулятора, определение степени верности решения, вынесенного декодером, и оценку качества канала. Одним из таких способов является слежение за ростом метрик путей. Косвенным образом среднюю скорость нарастания метрик можно определить по частоте импульсов нормализации, поступающих в устройства ССВ для предотвращения переполнения емкости ЗУ. По результатам слежения за скоростью роста метрик можно также оценить отношение сигнал-шум в канале.

Декодер, реализующий алгоритм Витерби, по принятым символам генерирует все возможные кодовые последовательности в виде переходов между состояниями решетчатой диаграммы. При длительном наблюдении все хранимые в памяти пути сливаются, определяя единственную последовательность, принимаемую в качестве декодируемой. Из-за конечного объема памяти это происходит не всегда. Индикация синхронизма основана на оценке глубины декодирования или проверке неединогласия решений. Глубину декодирования определяют числом шагов на решетчатой диаграмме, после которых все пути сливаются. Когда декодируют свободный от ошибок отрезок последовательности, слияние путей происходит на нескольких начальных шагах. При декодировании последовательности, пораженной ошибками, слияние путей происходит на большей глубине.

Простой в реализации является проверка неединогласия, когда определяют степень слияния путей на некоторой глубине (рис. 5.11). Логика неединогласия подключена на глубине к регистрам памяти декодера. При нарушении синхронизации прослеживаемые последовательности не сливаются и выходы регистров на глубине содержат равновероятно как единицы, так и нули. Это обнаруживают

Рис. 5.11. Структурная схема синхронизации с логикой неединогласия

логической схемой, посылающей импульсы в накопитель. Величину выбирают таким образом, чтобы при верно установленной синхронизации все пути сливались. Тогда на входе логической схемы будут единогласные решения (все нули либо все единицы, в зависимости от передаваемой информации). Такое устройство эффективно следит за изменениями отношения сигнал-шум в канале.

Для установления синхронизма используют также специальные синхросигналы, периодически включаемые в поток передаваемых данных [79]. Такой способ требует дополнительных затрат времени на передачу синхрослов. Иногда он предпочтительнее, так как позволяет одновременно производить быстрый ввод в синхронизм в начале информационного пакета, осуществлять контроль верности передаваемой информации и т.д.