Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. сборник научных трудов. Муратов А.В., Макаров О.Ю

выражений зависимостей между элементами кодов, представленных в полном базисе.

На основе полученных выражений построим схему преобразователя прямого четырехразрядного двоичного кода в код Грея в полном базисе. На рис. 3. Представлена построенная модель преобразователя.

Рис. 3. Преобразователь прямого четырехразрядного двоичного кода в код Грея

Модель включает четыре входных порта Bi для подачи исходных комбинаций двоичного кода, и порты Gi на выходе которых формируются импульсы соответствующие элементам кодовой последовательности Грея. Схема состоит их элементов XOR, реализующих функцию исключающего ИЛИ и выходного модуля буфера BUF [1].

По аналогии простроим обратный преобразователь, формирующий на выходе прямой двоичный код из входной комбинации кода Грея (рис. 4).

126

Модель также включает четыре входных порта Gi для подачи комбинаций кода Грея, и порты Bi на выходе которых формируется выходной прямой двоичный код [2].

Рис. 4. Схема преобразователя четырехразрядного кода Грея в прямого двоичный код

В результате моделирования получены следующие временные диаграммы работы преобразователей (рис. 5 и рис. 6) [3]. Проведя анализ полученных диаграмм, можно сказать, что построенные модели преобразователей в код Грея и в двоичный код соответствуют приведенным выше выражениям и сравнительной таблице для кода Грея и прямого двоичного кода.

Рис. 5. Диаграмма преобразователя двоичного кода

127

Рис. 6. Диаграмма преобразователя кода Грея

Для получения данных диаграмм был сформировать набор тестовых векторов для каждого входного сигнала. В данном случае задаются переменные импульсы с интервалом моделирования 100 нс.

В результате проведенного исследования получены модели преобразователей кода Грея в полном базисе. Построение моделей было проведено с применением специализированного программного продукта Xilinx ISE при помощи интегрированного схемного редактора. Программное обеспечение для проектирования Xilinx ISE - это полнофункциональное решение для проектирования ПЛИС на базе различных операционных систем. ISE представляет собой оптимальное решение для проектирования как FPGA, так и CPLD структур, предлагающее синтез HDL, моделирование и физическую реализацию. Компания Xilinx создала решение, которое обеспечивает высокую производительность, предоставляя проектное решение, которое всегда актуально. Моделирование было проведено с применением модуля симулятора ISim. Данный тестовый модуль предоставляет собой полный, полнофункциональный симулятор HDL. Благодаря тесной интеграции ISim в среду проектирования, модели HDL являются неотъемлемой частью конечного проекта.

Сформированные временные диаграммы соответствуют таблице истинности кода Грея, что подтверждает правильную структуру устройств. Полученные результаты могут найти применение в реконфигурируемых системах, построенных на базе ПЛИС, в структурах СФ-блоков. Блок имеет открытую архитектуру, что позволяет адаптировать его в системе под требуемую задачу. Полученная архитектура обладает также высокой эф-

128

фективностью за счет небольшого количества задействованных вентилей ПЛИС, что дает возможность наращивания структуры, увеличению разрядности преобразуемых кодов.

Литература

1.Методика получения поведенческой модели для оценки отклонения значащих моментов цифрового сигнала от идеальных положений во времени / Чепелев М.Ю., Пирогов А.А., Башкиров А.В., Бурмистров И.А. // Вестник Воронежского института ФСИН России. 2019. №2. С. 14-25.

2.Оптимизация конструкции диэлектрического обтекателя антенны Вивальди по критерию максимизации ее коэффициента усиления в сверхширокой полосе частот / Ашихмин А.В., Пастернак Ю.Г., Самодуров А.С., Чопоров О.Н. // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2005. т. 1. №8. с. 91-97.

3.Стохастическое итеративное декодирование на факторных графах / Башкиров А.В., Питолин В.М., Свиридова И.В., Хорошайлова М.В. // Радиотехника. 2019. №6. с. 122-126.

4.Муратов А.В. Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем: сборник научных трудов / А.В. Муратов, О.Ю. Макаров. – Воронеж, Воронежский государственный технический университет. – 2019. – С. 133.

Воронежский государственный технический университет

129

УДК621.396.6.001.63., 621.396.6.001.66

АЛГОРИТМЫ ДЕКОДИРОВАНИЯ НИЗКОПЛОТНОСТНОГО КОДА В ПОЛЕ ГАЛУА

Н.В. Астахов, А.В. Башкиров, А.С. Демихова, А.Э. Привалова, Я.В. Скитский

В данной статье рассматриваются коды LDPC, которые применяются многими стандартами передачи различной цифровой информации, например широко распространенный стандарт IEEE 802.11n. При исследовании был применен метод измененного программирования. При вертикальном сканировании исследуемого алгоритма стандарт IEEE 802.11n, при каждом проходе вычислительная сложность производимого декодирования составила O(Ndvq). При этом в случае горизонтального сканирования, та же вычислительная сложность - О(Mdvnmq), nm < q. Так же при имитационном моделировании было произведено сравнение алгоритма распространения доверия (BF) с часто применяемом в разных стандартах связи min-sum. При этом сравнении было выявлено, что при горизонтальном сканировании динамическое программирование дало 0,1 дБ ошибок. А это означает пригодность данного алгоритма на практике.

Ключевые слова: min-sum алгоритм, LDPC-коды, алгоритм распространения доверия.

Обобщенные алгоритмы декодирования min-sum LDPCкодов в GF(q).

Постановка задачи. Коды LDPC принадлежат к особому классу линейных блочных кодов проверки на четность, чья матрица Н имеет низкую плотность единиц. Для LDPC-кодов в GF(q), матрица контроля четности H, определена[1,4]. Каждая строка H представляет одно проверочное ограничение на работу входных данных x x1,x2,...,xN , т.е.

N

hmnxn 0, для m=1, 2,…,М.

n 1

Ввод m ограничений, имеем HxT 0. Пусть функция fn (xn ) определяется как

130