автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.08, диссертация на тему:Синтез кодекiв канальних кодiв цифрового магнiтного запису акустичних сигналiв

КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ

■°Г* ОА

' На правах рукопису

ДЯЧЕНКО Олена Борисівна

СИНТЕЗ КОДЕКІВ КАНАЛЬНИХ КОДІВ ЦИФРОВОГО МАГНІТНОГО ЗАПИСУ АКУСТИЧНИХ СИГНАЛІВ

Спеціальність 05.09.08 - Електроакустика та звукотехніка

’АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на псшукання вченого ступеню кандидата технічних наук

Київ 1993

Дисертацією є рукопис. -.

Робота виконана в Київському політехнічному інституті та НДІ електромеханічних приладів, м. Київ

Науковий керівник . - доктор технічних наук,

' професор Геранін В. 0.

Офіційні опоненти - доктор технічних наук,

' професор Савченко Ю. Г.

кандидат технічних наук, доцент Шишкін О. В. '

■ Ведуча установа - Київський НДІ "Марс"

Захист відбудеться 199^ р. в ■/5~~ гол, на засід

Спеціалізованої Ради К 068.14.19 при Київському політехнічному інституті за адресою 252056, Киї в-56, пр. Перемоги, 37. •

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Київсько політехнічного інституту. , .

■ Відгук на автореферат у 2-х 'екземплярах, завірений печатко просимо надсилати на адресу інституту.

Автореферат розіслано " £ f" Qfy 199$ г.

. Учений секретар Спеціалізованої ради канд. техн. наук, доцент И. А. Крижанівськиї

Актуальність теми Останнім часом., у зв’зку із значним зростанням швидкості передачі та обробки інформації, перед спеціалістами з фаху цифрового магнітного запису акустичних сигналів гостро постала проблема підвищення щільності запису при заданій імовірності відтворення. При цьому мається на увазі поверхнева щільність запису інформації, яка дорівнює добутку поздовжньої щільності (число двоїчних розрядів на одиницю довжини доріжки) на поперечну (число інформаційних доріжок на одиницю ширини носія).

Традиційно, підвищення щільності запису досягається двома шляхами: 1) удосконаленням технології виготовлення магнітних головок та носіїв (підвищенням фізичної щільності запису); 2)удосконаленням техніки обробки сигналу: запису, відтворення, корекції, кодування (підвищення інформаційної щільності запису).

Дисертаційна робота прислуговується розвитку другого шляху, а саме синтезу кодеків (кодерів та декодерів) перспективних сьогодні канальних кодів. .

ПроЕідні фірми-виробники апаратури ДМЗ : ІБМ, Веіі & Номеїі, АМРЕХ, Бопу та інші, тільки за рахунок використання складних перспективних канальних кодів, таких як НБМ-1, Міллер-квадрат, ЗРМ, отримали реальне підвищення поздоежньої щільності запису на 50%, яка сягає сьогодні, за даними закордонних джерел , 4 000 біт/мм, та реальне підвищення поперечної щільності запису на 30%, яка сягає сьогодні 90 доріжзк/мм. Таким чином, поверхнева щільність для деяких найновіших зразків апаратури ЦМЗ сягає сотень тисяч біт/кв. мм.

Однак, закордонні автори, коли говорять про виграш у щільності запису завдяки застосуванню того чи іншого канального коду , не наводять структурних схем кодеків, ВІДОМОСТІ про які, по-всьому, є секретом фірм. -

Щоб розробляти засоби ЦМЗ, які б відповідали сучасним міжна-

родним стандартам, необхідно, насамперед, вміти синтезувати кодеки перспективних канальних кодів. '

. . Сьогодні це робиться емпіричним шляхом, ОСКІЛЬКИ ні методи синтезу, що відомі з теорії кінцевих цифрових автоматів, ні те, що зроблено в цьому напрямку в теорії канального кодування, не дає інжене-ру-розробнику універсального, тобто інваріантного відносно форми за-' дання коду, методу синтезу кодеків канальних кодів ЦМЗ.

Мета роботи. Розробити універсальний інженерний метод синте; кодеків (кодерів та декодерів) канальних кодів ЦМЗ. Зробити Це і основі класичного методу синтезу цифрових- автоматів.

На захист виноситься:

1. Процедура складання регулярних виразів (РВ) кодування.

2.- Процедура складання РВ декодування.

3. Використання автоматів затримки під час синтезу декодера кг пального коду на етапі детермінізаціі імовірносного декодера.

4. Автомати затримки.

5. Автомати-перетЕорювачі форм кодеків канальних кодів.

6. Алгоритм розрахунку коефіцієнта самосинхронізації канальної

коду. , '

Наукова новизна. В дисертаційній роботі розв'язано ряд нових зг дач. ' . ■ (

1. Розроблено процедуру синтезу регулярних виразів (РВ) кодував ня - еихідного пункта класичного методу синтезу автоматів по РВ. ,

2. Розроблено процедуру синтезу (РВ) декодування.

3. Синтезовано слулйові автомати-перетворювачі форм кодеків кг

нальних кодів ЦМЗ, застосування яких необхідно під час розрахуй? спектрів та коефіцієнтів самосинхронізації,- чи не найважливіші характеристик , що враховуються на етапі попереднього вибору ке пального коду. .

4. Синтезовано службові автомати затримки, які використовуютьс

/

під час синтезу декодера канального коду шляхом обернення кодера.

5. Розроблено алгоритм розрахунку коефіцієнта самосинхронізаці будь-якого, в тому числі і складного перспективного, коду. Алгориї враховує і мов ірносний характер кодованої послідовності.

6. Введено поняття повного декодера, такого, який максималы

реалізує здатність коду виявляти помилки в каналі.

Практична значимість. Розроблено універсальний, тобто інЕаріан1 ний відносно форми задания коду , інженерний метод синтезу кодекі канальних кодів ЦМЗ. Метод дозволяє:

синтезувати гарантовано мінімальний кодер та гарантовано повниі т: о такий, що відслідковує всі заборонені комбінації символів

к :аній послідовності, декодер , як у вигляді абстрактних кінцєеї

£ <атів, так і у вигляді їх функціональних схем;

обгрунтовано, виходячи з технічного завдання, мінімізувати декс

дер, тобто знайти компроміс між зниженням складності його апаратурної реалізації та втратою здатності декодера виявляти помилки в каналі;

у 5-8 разів скоротити термін розробки системи канального коду-вання-декодування для апаратури ЦМЗ.

Інформація про абстрактний кінцевий автомат-кодер, який синтезовано згідно з розробленим методом, дає інженерові-розробнику основні дані для розрахунку спектрів та коефіцієнтів самосинхронізації кодів, що, дозволяє йому більш обгрунтовано підійти до розв’язання проблеми попереднього вибору канального коду.

Розроблений метод може використовуватися в суміжних галузях, де використовується канальне кодування, а саме у відеозапису, оптичнім звукозапису, системах зв’зку. .

Реалізація роботи: основні наукові результати роботи впроваджені в ЦЦІ електромеханічних приладів та ЦКБ "Маяк" (обидва м. Київ). Акти впровадження приведені в додатку до дисертації.

Апробація роботи: основні результати роботи доповідалися та обговорювалися на чотирьох всесоюзних конференціях (Київ, 1986-1991, Пенза, 1987) та Всесоюзному семінарі, присвяченному пам'яті В. Г. Королькова (1991). _ ■

Робота в цілому доповідалася на засіданні наукового семінару кафедри акустики та акустоелектроніки Київського політехничного інституту, та на засіданні науково-технічної ради київського НДІ електромеханічних приладів (м. Київ).

Публікації: за основними результатами дисертаційної роботи опубліковано 11 праць.

Структура та об’єм роботи : робота складається з вступу,’ чотирьох розділів, висновку, списку використанних джерел та семи додатків.

Дисертація містить 103 сторінки основного тексту, 29 малюнків, 23 таблиці, додатки на 88 сторінках.

Зміст роботи:

У вступі обгрунтовано актуальність роботи, сформульовано її мету, наведено коротку анотацію всіх розділів роботи.

У першому розділі наведено огляд літературних джерел, з проблеми 1 синтезу кодеків канальних кодів. На сьогодні відомо близько 50 різних канальних кодів. Перспективними можна назвати 10 з них. З різних літературних джерел відомі, як мінімум, сім способів задания

канальних кодів. Застосуванню відомого із теорії кінцевих автоматів методу синтезу автоматів по РВ в теорії канального кодування перешкоджає існуючий розрив між кодом та РВ, що його описує.

Кодеки кодів, які задаються кінцевою таблицею відповідності,'або задания яких зводиться до такої таблиці, можна синтезувати методом, відомим з праць В. І. Михайлова, 0. І.Драліна, Б. М. Ракова. Відомостей

про кодеки кодів, які задаються будь-яким іншим способом, ні у вітчи-

зняних, ні у закордонних джерелах немає.

У 1980 р. була опублікована праця В. І. Михайлова"'’ 0. І. Драл і на, Б. М. Ракова, у якій пригодяться правила "наведення мосту" між кодом у вигляді кінцевої таблиці відповідності (сталої або перемінної дов-

жини) та РВ кодування. Таким чином, було запропоновано інженерний метод синтезу вказаних канальних кодів. Автори синтезували кодеки кодів Шишкіна та коду (2,7). Основною цінністю методу є його бездоганна теоретична обгрунтованість та можливість застосування як для

синтезу кодерів, так і для синтезу декодерів.

У 1984 р. у праці Г. М. Розорінова та Б.С. Оболікшто було запропо-вано метод синтезу кодерів канальних кодів, в основу якого покладено побудову направленого графа станів кодуючого автомата згідно з логікою алгоритму кодування. Були одержані кодери кодів ФМ, ОФМ, коду Міллера, коду Міллер-квадрат. Декодери не розглядалися.

У 1987 р. ці ж автори синтезували кодери та декодери кодів (2,7) та (2,8) в синонімах до котрих наводились абревіатури HD.\f2 та HDM-1. Однак останні, хоча і відносяться до кодів з d-,k- параметрами (2,7) та (2,8) відповідно, проте не є аналогами кодів, наведених у вищеназваних авторів. Це зауваження робиться тому, що код HDM-1, у версії його автора Т. Доі, зазначено у Міжнародному стандарті DASH на цифровий магнітний запис звуку. '

Основний недолік вказаного методу - його значна еврістичність. Доречі, автори не створили кодек жодного коду із складним алгоритмом кодування (Нуль-модуляція, HDM-1, Міллер-квадрат).

У 1986 р. В. І. Куля спробував застосувати результат праць

В. І. Михайлова, 0. І.Драліна, Б. М. Ракова для синтезу кодека коду HDM-1. Як показало тестування синтезованих кодера та декодера, ця спроба не‘ увінчалась успіхом через неможливість задати цей код кінцєеою таблицею відповідності.

Однак, у цьому ж 1986 р. В. І. Куля разом з 0. А. Бобарчуком опублі-

кували пралю, де було синтезовано працездатний кодер коду HDf.fl методом розшифрування "чорного ящика". -

Нажаль,-:' і цей метод не можна назвати універсальним методом 'синтезу кодерів канальних кодів', бо основна в методі, так звана функція виходів, яка є програмним аналогом коду, синтезувалася-.евр і стичним шляхом. Синтез декодера не розглядався. : . • -

Таким чином, сьогодні методом синтезу, кодеків канальних кодів ІШЗ охоплено 601 кодів, та й то тільки ті,, які єдається задати кінцевою таблицею відповідності. Однак, до таких не відносяться найбільш перспективні коди, які не лише знайшли-широке, застосування . в.закордонній апаратурі ІШЗ, але й прийняті в міжнародних стандартах. ■

У другому розділі розвито відомий метод синтезу ..цифрових., автоматів по _ РВ, в аспекті синтезу кодерів канальних кодів.ЦЮ, а також синтезу службових автоматів затримки та перетворювачів ^-.форм; .кодеків канальних кодів. Приведено універсальну процедуру.розрахунку коефіцієнта самосинхронізації коду з .урахуванням імовірноеного характеру кодованої послідовності,- ' При цьому,-кажучи універсальний, маємо на увазі його інваріантність в'ідносно форми задания коду..-- :

- Відправним пунктом класичного методу.синтезу автомата є. множина РВ, шр описує те чи інше алфавітне відображення, (код). -.Однак,складання таких виразів - задача на сьогодення.до.-кінця.не.вирішена ні . в теорії автоматів, ні, тим більше,- в теорії канального-кодування.-Становище погіршується ще й тим,' що коди, 'як'Окремий..випадок алфавітного .відображення, можуть мати різну по. об’єму, .аж.... до нескінченної, область означення, що призводить до різноманітності-форм їх задания. Ця різноманітність форм задания канальних=кодів-поглиблює- розрив -між КОДОМ Та ЙОГО РВ. ’ /і'.-';. V - ' ' :

"Мостом" між кодом та РВ кодування пропонується назвати так званий алгебраїчний словесний опис, такий,-що в. ньому чітко відособлюються операції в алгебрі подій (тему,, що ЬРВ:- це-формули у-вищезгаданій алгебрі).

Синтез кодера складається з двох етапів: .

.' абстрактний синтез кодера, результат якого - кодер у вигляді абстрактного кінцєеого автомата; . ■ . .. - ;

структурний синтез кодера, результат, якого - - функціональна схема

кодера. - - .. ____■

Можливість подання кода у вигляді кінцевого автомата Мілі чи

з -

Мура та визначення алгебраїчного словесного спису як "мосту" між кодом у будь-якій формі задания та РВ кодування, дозволяє залропону-вати раціональну покрокову послідовність їх абстрактного синтезу (див. рис. 1). " " ’

Абстрактний синтез кодер і в канальних кодів має виключно важливе

- значення, оскільки його можливо застосовувати для синтезу так званих * службових автоматів: автомат і в-перетворювачі в форм кодеків канальних кодів та автоматів затримки.-'-Окрім того, його результат - абстрактний автомат-кодер є базою, на якій будуються наступні етапи проектування.

Структурний синтез кодера. ' • , - ■

. 2^ Розрахунок спектрів та коефіцієнтів самосинхронізації кодів.

Коефіцієнт самосинхронізації визначається як середнє число перепадів

- струму запису в межах одного, такту синхросигналу. Він враховує імо-

- вірносну структуру кодованої послідовності і відображає реальну міру

• її рівня самосинхронізації. Пропонується коефіцієнт самосинхронізації розраховувати за формулою: - ' ■ -. -

: Ю ' ' : -'

' : : ■ . К=(1/2п) 1:рі, - '

к,---.: - ' . і=і' ' ■ .

-де' '.рі=1... 10 - елементи вектора-рядка.матриці фінальних імовірностей її переходів із одного стану в інший автомата-кодера Мура, . ■

1і - кількість ОДИНИЦЬ в кодованому слові, що відповідає' і-му

..стану автомата Мура, , .

' 10 - загальна кількість станів автомата-кодера Мура, .

п - розмірність кодового слова. •

' Розрахунок коефіцієнта самосинхронізації автоматизовано завдяки розробленому пакету прикладних програм. ■

" До переваг такого методу розрахунку коефіцієнта самосинхроніза-.'ції слід віднести його універсальність, тобто інваріантність відносно форми задания коду, а тому і можливість його застосування для будь-яких, в тому числі й складних перспективних КОДІВ. УНІЕер-.’.сальність забеспечується тим,- що в основу розрахунку покладено найбільш узагальнене автоматне представлення кодів. Для окремих кодів, -які- можливо задати кінцевою таблицею відповідності, та кодів Фібонач-чі, результати розрахунків для рівноймовірних вхідних символів

співпадають з тими, що отримали М.Мсенклі, О. П. Стахов, Ю. П. Орлович, Ю. 0. Сторожук . ■ - ■ ■ .

3^_ Синтез декодерів канальних кодів, метод якого розроблено б третьому РОЗДІЛІ роботи. , .

Синтезу декодерів приділена особлива увага, оскільки, по-перше,

- це найменш вивчена частина проблеми і , по-друге, саме структура декодера вказала шлях використання надмірності канального, коду для виявлення помилок в каналі. ... ■ .

Синтез декодерів канальних кодів, як і синтез кодерів, складається з двох етапів: : / .

абстрактний.синтез декодера, результат якого - декодер у вигляді

кінцевого абстрактного автомата; ........

структурний' синтез декодера, результат - якого - функціональна схема декодера. ■

Розроблено ДЕа методи синтезу декодерів канальних кодів: синтез, шляхом обернення кодера та синтез декодера по РВ декодування.

Перший метод, хоч і'потребує в тричі більшої розрахункової роботи. для простих кодів, та вп'ятеро разів більшої,.розрахункової роботи для складних кодів, являє собою наочну процедуру детермінизації. імов-ірносних автоматів взагалі з-використанням так званого автомата-за--' тримки. Актуальність цієї задачі зумовлена тим, що іноді в літературі зустрічається інформація про автомат-кодер виключно, у-вигляді імовір-Н0СН0Г0 автомата. . : - г:;..:-;..:.;. ,__т

. У другому методі синтезу': декодерів канальних-г. коді в .застосовується вже відомий метод синтезу автоматів:ПО;РВ,..якиїг було використано на етапі синтезу кодерів. Його реалізація у 5-8.разів знижує витрати робочого часу, потрібного для синтезу декодера, ...порівняно: .з першим. Окрім того, і це вважається головним,; логіка.методу дозволяє зробити висновок, ■ що одержанню! таким чином декодер є найбільш..повним, тобто таким, що відслідковує всі заборонені, для данного коду комбінації кодованих символів. Цей . висновок став, відправним пунктом вивчення таких здавалося б нехарактерних для канальних кодів можливостей, як здатність виявляти помилки в-каналі. . ...

З теорії кінцевих автоматів відомо; як побудувати обернений автомат. В результаті отримуємо, як правило, недетермінований ( імовір-носний) автомат, реалізувати який у вигляді фізичного пристрою не.

можливо. Ця недетермінованість виявляється у неоднозначності переходу автомата по одній і тій же вхідній літері. . 1

■- Неоднозначності переходу можна уникнути,- якщо затримати вихідні літери відносно вхідних. Це пояснюється тим, що інформації про один кодований символ не достатньо для' : однозначного "прийняття рішення" про перехід автомата-декодера в той чи інший стан. Необхідно мати інформацію про наступні вхідні символи. _

Процедура введення затримки описана А. А. Курмітом.' Однак, через значну алгоритмічну складність, Бона не застосовується в інженерній практиці. Замість процедури А. А. Курміта пропонується в значній мірі простіша процедура детермінізації імовірносних автоматів із застосуванням, службового автомата затримки. Час її розрахунку вдвічі менший для .простих та вп’ятеро для складних кодів, ніж час розрахунку процедури А. А. Курміта. Матриця суміжності детермінованого автомата-декодера, отриманного'в результаті каскадного з’єднання автомата затримки та імоЕірносного декодера,- є суперпозиція матриць суміжності ав-тойатів, що каскадно з'єднуються. "

. Отже, можливість подання і декодерів канальних кодів у вигляді "абстрактних кінцевих автоматів та використання службового автомата затримки на етапі детермінизації імовірнасного декодера дозволяє ‘запропонувати раціональну покрокову Послідовність синтезу декодерів ка--

- нальних кодів шляхом обернення кодерів (див. рис. 2).

■ Розробленний метод дозволяє, маючи інформацію про автомат-кодер, ■синтезувати декодер у вигляді абстрактного автомата та довести його до функціональної схеми. Однак, логіка методу не дає відповіді на питання, який же декодер отримано, наскільки "безболісно" можна його мінімізувати та яку ціну "платити" за мінімальність. Подібні питання обов’зково виникають на етапі синтезу декодерів, бо саме вони (декодери) отримуються у вигляді частково визначенних автоматів, а мінімізація таких автоматіЕ - питання ще до кінця не вирішене в аспекті теорії канального кодування. -

Проблему мінімізації декодерів вирішує альтернативний до попереднього метод синтезу декодерів канальних кодів по РВ декодування.

Як і у випадку синтезу кодерів, під час синтезу декодерів основ-

■ не-ускладнення полягає саме у синтезі РВ. До речі, якщо в першому випадку ускладнення виникає через різноманітність форм гадання канальних кодів, то в другому - через те, що РВ повинні відображати

кодовану послідовність визначенної кодом конфігурації. В роботі встановлено, що вся інформація про кодовану послідовність міститься у графоїді автомата-кодера, ребра якого навантажені лише вихідними для кодера символами. У зв'зку з цим виникає можливість відразу побудувати граф РВ декодування, по якому відомим з теорії кінцевих автоматів та уже застосованим на етапі синтезу кодерів методом, синтезувати сумісну таблицю переходів-виходів декодера, а потім і його функціональну схему. В роботі докладно викладено правила побудови графа РВ декодування. Доведено, шо отриманий таким методом декодер є найбільш повним, тобто еін відслідковує всі заборонені для данного коду комбінації кодованих символів , а значить реалізує потенційно закладену в надлишковому коді можливість виявляти помилки в каналі.

Зміст четвертого розділу дисертаціййої роботи складає реалізація машинного експерименту з метою: ,

1. Порівняння характерних канальних кодів між собою по критерію імовірності невиявлення повним декодером помилки, що є в каналі.

2. Тестування синтезованих розробленим методом кодеків канальних

кодів. Дійсно, тільки конкретне порівняння між ускладненням кодека та отриманним від цього виграшем, може стати вирішальним для остаточного вибору канального коду. -

Окрім того, синтезовані кодеки перед тим , як реалізувати їх "у металі", треба піддати тестовій перевірці на працездатність. Це тим важливіше, що синтез не можливо до кінця формалізувати. Найменша похибка, . і РВ кодування не будуть адекватними заданному кодові. Саме така помилка допущена в праці В. І. Кулі, що присвячена синтезу кодера коду НБМ-1. .

’ В дисертаційній роботі проведене машинне моделювання каналу передачі данних з використанням призЕодящих моделей перешкоджаючих факторів, що найчастіше зустрічаються у закордонній та вітчизняній літературі. Вбачається доцільним саме таке моделювання в силу його мобільності до зміни цілого ряду параметрів каналу. А це тягне за собою високу ефективність дослідної частини дисертаційної роботи на предмет підвищення обгрунтованості вибору кайального коду.

При досліджуванні використовувалися дві призводящі моделі помилок: незалежні та пакетні.

В роботі:

джерело інформації реалізовано у вигляді генератора псевдови-

пздкоеої послідовності з рівноімоеірним розподілом НУЛІВ та ОДИНИЦЬ;

канал з помилками представлено двома модифікаціями джерела помилок - незалежні помилки та пакетні помилки;

спосіб ееоду помилок в кодовану послідовність - сума по модулю два вихідних символів джерела помилок та кодованої послідовності;

кодер та декодер реалізуються у вигляді абстрактного кінцевого автомата;

досліджуються поені декодери різних канальних кодів;

детектор помилок порівнює декодовану ПОСЛІДОВНІСТЬ із вхідною інформаційною. У випадку неспівпадання формується ознака числа неспівпадань. Одночасно підраховується загальна кількість випробувань.

З використанням такої моделі канала було проведено тестування синтезованих кодеків канальних кодів та оцінка імовірності нєеиявлєн-ня помилки в каналі декодерами трьох характерних канальних кодії. Основний висновок із вищеописанних досліджень : ускладнення апаратурної реалізації кодеків складних перспективних канальних кодів (Міллер-квадрат, НОМ-1) призводить до зниження як мінімум на порядок імовірності невиявлення помилки в каналі порівняно з простими канальними кодами (див. рис. 3,4). -

Основні результати роботи:

1. Розроблено процедуру синтезу РВ кодування та декодування канальних кодів ЦЮ. ■

2. На основі цього розроблено універсальний інженерний метод синтезу кодеків канальних кодів ЦМЗ, який дозволяє по будь-якій формі •задания коду синтезувати і абстрактний кінцевий автомат-кодек, і його -функціональну схему.

3. Синтезовано службові автомати; перетворювачі форм кодеків канальних кодів та автомати затримки.

4. Розроблено два методи синтезу декодерів канальних кодів. Перший з них - це обернення кодера та наступна детермінізація імовір-носного декодера. Другий - це синтез декодера по РВ декодування. Доведено, що обидва методи дають один і той же результат - повний декодер, який максимально реалізує потенційно закладену в канальному коді .можливість виявляти помилки в каналі. Другий метод потребує у 5-8 разів менших витрат робочого часу для синтезу декодера. Однак перший метод дає в руки інженера апарат для детермінізації імовірносних автоматів. Цей факт має важливе значення, тому що, по-перше, рідко, але

зустрічаються такі коди, декодери яких отримуються детермінованими вже в результаті процедури обернення, і, по-друге, в літературі зустрічається задания канального коду у вигляді його імовірносного автомата- кодера.

5. Ведено поняття повного декодера, з яким пов'язаний потенці-

альний максимум імовірності виявлення помилки в каналі кодеком канального коду. Тобто доведено, що канальному кодові можна відвести традиційно нехарактерну для нього функцію - виявлення помилки в каналі. '' ' -

6. Розроблено банк кодеків' перспективних канальних кодів та їх функціональних схем.

7. Доведено, що такі канальні коди, як Міллер-квадрат, НБМ-І, Нуль-модуляція ціною збільшення складності апаратурної реалізації їх кодеків дають зниження, на порядок імовірності невнявлення помилки в умовах як незалежних, так і пакетних помилок у каналі.

3. Враховуючи, що вищеназвані коди є високоефективними, тобто для них характерна відсутність або.незначна постійна складова в спектрі, висока інформативність одного перепаду намагніченості носія, високий коефіцієнт самосинхронізації та його інваріантність відносно імовірності пояеи ОДИНИЦІ у вхідній інформаційній послідовності, саме ці коди перспективні для застосування в апаратурі ЦМЗ акустичних сигналів завтрашнього дня.

Результати роботи.відображені -Е таких публікаціях: -

1. Геранін В. 0. ,Бобарчук О. А. .Жила М. І. . Дяченко О.'б. Пре регулярний підхід до синтезу структурних схем кодерів канальних кодів. // Техніка засобів зв’язку.- Сер. Загальнотехнічна.-1986. - ' Вип. 8. -С. 1-8. (російською мовою).

• 2. Геранін В. 0. , Жила М. І. , Смірнов Ю. М. , Дяченко 0. В. Регулярний метод синтезу кодеків канальних кодів. ЦЮ // Там же.

-1987. -Вип. 2. -С. 37-44. (російською мовою).

3. Смірнов Ю. М. „Геранін В. 0. , Бобарчук О. А. , Дяченко 0. Б. Аналіз варіантів, канального коду Міллер-квадрат. // Збірник тезисів

12 НТК "Методи та засоби запису та відтворення сигналів в системах передачі та обробки інформації. - М:ЦООНТІ "Екос". -1989. (російською мовою).

4. Геранін В. 0., Смірнов Ю. М. , Бобарчук. 0. А. , Дяченко 0. Б. Спі-

вставлення трьох варіантів канального коду Мімер-квадрат.// Техніка засобів зв’ язку . -Сер. Загальнотехнічна. -1989. -Вип. 4. - С. 10-20. (російською мовою).

5. Чехлай І. 0. , Бобарчук 0. А. , Дяченко 0. Б. Розрахунок коефіціє-

нта самосинхронізації канального коду ЦЮ при будь-яких імовірностях інформаційних символів .// Там ж. -1989.-Вип. 4.-С. 3-9. (російською мовою). — , -

6. Геранін В. 0. , Смірнов Ю. М.,Бобарчук О. А., Дяченко 0. Б. Регу-

лярний абстрактний синтез кодека канального коду Міллер-квадрат (версія фірми "Bell & Howell"). Там же -1989. -С7. -<С. 20-32. (російською мовою). '

7. Геранін В. 0. , Смірнов Ю. М. , Бобарчук А. 0. , Дяченко 0. Б. ,

Богданов М. Г. Автомати-перетворювачі форм кодеків канальних кодів // Вісник- КПІ. Електроакустика та звукотехніка. - 1990.- Вип. 14. -

С. 3-14. (російською мовою).

8. Геранін В. О. , Смірнов ЕМ.', Бобарчук 0. А. , Дяченко О. Б. та

ін. Службові автомати у системах канального кодування цифрової інформації.- Київ: КПІ. 1990. (російською мовою). -

9. Геранін В. 0. , Смірнов Ю. Я, Бобарчук О. А. , Дяченко О. Б. Декодер кода Міллер-квадрат// Акустика та ультразвукова техніка . -Вип. 26. -1991. -С. 105-113. (російською мовою).

10. Геранін В. 0. , Смірнов Ю. II, Бобарчук 0. А., Дяченко 0. Б. Син-

тез кодека кода Міллер-квадрат (версія фірми "Bell & Howell”)// Акустика та ультразвукова - техніка .- 1991.-Вип. 26.-С. 113-121. (російською мовою). -

11. Геранін В. 0. , Смірнов Ю. М. , Бобарчук 0. А. , Дяченко 0. Б. ,

Богданов М. Г. Автомати затримки в задачах канального кодування-

}кя. //Вісник КПІ. Електроакустика та звукотехніка.-1992. -Вип. 15. -С. 6-27. (російською мовою).

ПОСЛІДОВНІСТЬ СИНТЕЗУ КОДЕРІВ КАНАЛЬНИХ КОДІВ ІІМЗ

Алгоритм Алгебраїчний РВ алгоритму

канального словесний кодування

коду у будь опис

якій формі коду

Функціональна Сумісна таблиця

схема переходів-виходів

кодера (СТПВ) автомата-

кодера Мі лі

Рис. 1.

ПОСЛІДОВНІСТЬ СИНТЕЗУ ДЕКОДЕРІВ КАНАЛЬНИХ КОДІВ

Рис. 2.

ЗАЛЕЖНІСТЬ ІМОВІРНОСТІ НЕВИЯВЛЕНШ ПОВНИМ ДЕКОДЕРОМ ПОМИЛОК В КАНАЛІ ВІД ІМОВІРНОСТІ Р ПОЯВИ НЕЗАЛЕЖНОЇ ПОМИЛКИ

В КАНАЛІ

Рн. в. _2

10

-З

10

-4

10

-5

10

1

у .

• -код Міллера

■ -код НБМ-1 а-код Міллєр-. квадрат

-4 -3 -2 -1

10 10 10 10

Рис. 4.

ЗАЛЕЖНІСТЬ ІМОВІРНОСТІ НЕВИЯВЛЕННЯ ПОВНИМ ДЕКОДЕРОМ ПОМИЛОК В КАНАЛІ ВІД ІМОВІРНОСТІ Р1 ПЕРЕХОДУ ІЗ "ПОГАНОГО" СТАНУ . У "ХОРОШИЙ" В МОДЕЛІ ПОМИЛОК ГІЛЬБЕРТА

Рн. в. -2

10

-З

10

-4

10

-5

4 \

V

> И

10

-4 -З 10

-2 -1

10 10

• -код Міллера " * -код НБМ-1 а-код Міллер-квадрат

Рис. 5