Способ передачи и приема цифровой информации и система для его осуществления

 

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано в системах телемеханики для передачи и приема данных при проектировании и эксплуатации цифровых систем передачи информации. Целью является повышение информативности передачи и приема. Цель обеспечивается тем, что для передачи одного бита дополнительной информации используют двукратное повторение одиночных символов, причем нет ограничений на разрешенные и запрещенные символы, т.е. может быть использован весь словарь кодовых комбинаций. Устройство для приема и передачи цифровой информации содержит на передающей стороне 1 блок 4 синхронизации, регистр 5 сдвига, блоксравнения 6, элемент И 7, формирователь 8 импульсов, генератор 9 высших гармоник, аналоговый сумматор 10, на приемной стороне 3 анализатор 11 формы (спектра) сигнала, формирователь 12 импульсов, блок синхронизации 13, регистр 14 сдвига, блок сравнения 15 двоичных символов, D-триггеры 16, 19, фильтр 17, триггер Шмитта 18, ячейки памяти 20, группа элементов И 21. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. л (Л С 00 Сл со :S VJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s is G 08 С 15/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (21) 4929430/24 (22) 29.01.91 (46) 15.08.93. Бюл, ¹ 30 (71) Государственный научно-исследовательский институт радио (72) M,С,Петров и А.А.Иванов (56) Гасанов А.М. и Осипопов С.Н. Способы передачи двоичной информации. Авторское свидетельство СССР № 456374, кл, Н 04 L5/00.

Иванов А,А, Система для передачи и приема двоичных импульсных сигналов, Asтарское свидетельство СССР

N. 1302310, кл. G 08 С.19/16.

Иванов А,А. Способ передачи и:приема цифровой информации и устройство для его осуществления, Авторское свидетельство

СССР

N 1534481, кл. G 08 С 15/06, 1989, Радиоприемные устройства. / Пад ред, А,Г,Зюко "Связь", 1975, с,324, ф.13.15. (54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ И СИСТЕМА ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„„Я2 „„1833907 À1 (57) Изобретение относится к автоматике и телемеханике и мажет быть использовано в системах телемеханики для передачи и приема данных при проектировании и эксплуатации цифровых систем передачи информации.

Целью является повышение информативности передачи и приема. Цель обеспечивается тем, чта для передачи одного бита дополнительной информации используют двукратное повторение одиночных символов, причем нет ограничений на разрешенные и запрещенные символы, т,е. может быть использован весь словарь кодовых комбинаций.

Устройство для приема и передачи цифровой информации содержит на передающей стороне 1 блок 4 синхронизации, регистр 5 сдвига, блок сравнения 6, элемент И 7, формирователь

8 импульсов, генератор 9 высших гармоник, аналоговый сумматор10, на приемной стороне

3 анализатор 11 формы (спектра) сигнала, формирователь 12 импульсов, блок синхронизации 13, регистр 14 сдвига, блок сравнения 15 двоичных символов, D-триггеры 16, 19, фильтр

17, триггер Шмитта 18, ячейки памяти 20, группа элементОв И 21. 2 с п. ф лы, 2 ил, 1833907

30

50

Данное изобретение относится к автоi:ÿ ике и телемеханике, конкретно к средст«лм уплотнения цифровой информацией каналов передачи данных и может быть использовано при проектировании и эксплуатации цлфровых систем передачи

ti; (1>ормлции

Цель изобретения — увеличение инфор: лтивнасти передачи и приема информа . l i н.

Р> качестве примера рассмотрим формировлнпе сигнала дополнительной информа :. .и по двум символам 4-х разрядного кода (ii -- 4).

В предлагаемом способе для передачи

1 б"irë дополнительной информации дваж„.::I,.,oë. кон повториться 1 символ основной

IIíôoðiiàöèH, т.е. требуется 2 бита основной информации.

Рассмотрим кодовые значения 4-х разрядного кода.

0 0000

1 0001

2 0010

3 001I

4 -0100 Повторение пар одноименных си .;во ioB возможно на позициях 0(дважды), 1. 2, 3 дважды) 4, 7, 8; 11, 12 (дважды): 13, 14, 15 (дважды). Позлции б и 9 использовать нельзя. T.o. повторение символов происхоу:;г нл соседних условных циклах.

5 0101

6 0110

7 011 I

8 1000 Таким образом, из 16 значений основной кодовой информации можно вы .;рать 16 значений для передачи дополни ельной информации, т,е. при обычной, вой -If loll передаче можно увеличить информативность в 2 раза.

9 1001

10 10 IO

1 I 1011

l2 l100 "!то же касается сравнения с прототипом. то информативность увеличивается более чем s 4 раза (с учетом, что

lI .iioëüçóåòñÿ не часть кодового слова, а весь

13 1100

1 -1 1110

15 1111 Кроме того, область примене:;ля заявленного способа много шире, т.к. и сутству,от ограничения, имеющие место в о отипе.

Нл фиг.1 изображена схема предполагаемого изобретения, реализующая предлс: .åíHûé способ; на фиг.2 раскрыта схема глрилнтл 2-го формирователя.

Способ уплотнения сигналов основной :нформации сигналами дополнительной цифровой информацией состоиг в следующем;

При передаче — в каждом временном цикле фиксированной длительности формируют сигнал передаваемой основной информации, — задерживают сформированный сигнал основной информации на длительность одного тактового интервала, сравнивают сигналы Основной цифровой информации предыдущего и текущего временных тактовых интервалов, — и при их совпадении осуществляют передачу нулевого или единичного значений импульсного сигнала дополнительной цифровой информации, — так, что для передачи нулевого значения импульсного сигнала дополнительной цифровой информации оставляют неизменной форму (спектр) соседних одинаковых сигналов основной информации текущего временного цикла, — для передачи единичного значения импульсного сигнала дополнительной цифровой информации изменяют форму (спектр) соседних одинаковых сигналов основной информации текущего временного цикла, и передают сформированный сигнал на приемную сторону.

На приеме — задер>кивают принятый сигнал на время одного тактового интервала, — анализируют форму (спектр) принятых соседних сигналов, — по результатам анализа формы (спектра) сигнала фиксируют появление нулевого или единичного значений импульсного сигнала дополнительной цифровой информации, — восстанавливают исходные сигналы переданной основной информации.

Система для передачи и приема дополнительной цифровой информации содер>кит передающую сторону 1, канал связи 2, приемную сторону 3, 1-й блок синхронизации (блок синхронизации передающей стороны) — 4, регистр 5 сдвига, 1-й блок сравнения б, элемент И 7, 2-й формирователь 8. генератор 9 высших гармоник (блок изменения формы сигнала), аналоговый сумматор 10; анализатор 11 формы (спектра) сигнала, 2-й формирователь 12, 2-й блок синхронизации (блок синхронизации приемной стороны) 13, 2-й регистр 14 сдвига, 2-й блок сравнения 15 двоичных символов. 0-триггер 16, фильтр

17, триггер Шмитта 18, D-триггер 19, ячейки памяти 20 1-го регистра " cäíèià, группа элементов И 21 1-го регистра 5 сдвига.

Анализатор формы сигнала . ожет быть построен различными пугями. Например

1833907

15

40

55 это может быть аналого-цифровой преобразователь, кодирующий дискретные отсчеты кривой сигнала относительно ее максимума. Полученные кодовые комбинации сравнивают с эталонными и определяют форму переданного сигнала.

Система передачи и приема цифровой информации работает следующим образом.

Основную информацию в виде кода подают на вход передающей стороны 1 и с помощью импульсов управления,. снимаемых с соответствующих выходов 1-го блока синхронизации 4 переписывают в регистр сдвига 5.

Тактовыми импульсами двоичные символы кодовых комбинаций основной информации продвигают по регистру 5, так что на последних ячейках его происходит запоминание текущего и предыдущего значений двоичных символов. Эти значения сравнивают в моменты, определяемые импульсами

1-го блока синхронизации 4, При равных значениях символов (00 или

11) на выходе блока сравнения 6 появляется

"1" при различных значениях (01 или 10) на выходе блока сравнения остается "0".

Сигнал с выхода блокасравнения 6 подают на первый вход элемента И 7 и на источник дополнительной информации.

Появление "1" на выходе блока сравнения 6 разрешает ввод дополнительной информации.

Если передают "0" дополнительной информации, то на выходе элемента И 7 сохраняется нулевое значение. Генератор 9 не возбуждается, и сигнал основной информации проходит через сумматор 19 без изменений.

Если передают "1" дополнительной информации, то на выходе элемента И 7 появляется "1", которая возбуждает генератор 9.

Генератор 9 выдает на сумматор 10 сигнал, изменяющий форму сигнала основной информации.

Чтобы дополнительную информацию можно было вводить при кодовых значениях

11 и 00, логические сигналы "0" и "1", подаваемые на первый вход 1-го формирователя, должны быть биполярными т.е. представлены потенциалами Ф. (В качестве примера можно рассмотреть сложение биполярных импульсного и пилообразного сигналов, отличающихся 2-й гармоникой и не имеющих потерь основной информации).

Пройдя через канал связи 2, сигнал поступает на вход приемной части 3. где eIo подают на входы анализатора.11 и формирователя 12.

В формирователе 12 формируют сигнал основной информации. который подают на вход 2-го регистра 14, управляемого тактовыми импульсами, подаваемыми на вход приемной стороны 3. В регистре 14 запоминают текущее и предыдущее значения основной информации и сравнивают их во 2-м блоке сравнения 15 в интервалы времени, определяемые MMi óëüñàìè 2-го блока синхронизации, подаваемыми на управляющий вход 2-го блока сравнения 15. При равенстве значений сигналов основной информации в заданные моменты времени на выходе блока сравнения 15 появляются сигналы разрешения вывода дополнительной информации.

В анализаторе 11 формы (спектра) сигнала производят анализ (или сравнение с эталонами) формы пришедшего сигнала в моменты времени, определяемые импульсами. снимаемыми с выхода 2-Io блока синхронизации 13. По результатам анализа анализатор 11 выдает сигнал "0" или "1" дополнительной информации, который поступает на вход О-триггера 16, где с помощью импульсов управления, снимаемых с выхода 2-го блока синхронизации 13, формируют временные границы символов дополнительной информации.

Импульсы сигналов дополнительной информации снимают с выхода О-триггера

16. Импульсы сигналов основной информации снимают с выхода 2.-го регистра 14, Управляется 2-й блок синхронизации 13 тактовыми импульсами, подаваемыми на вход приемной стороны 3.

В формирователе 12.из аналогового сигнала с помощью триггера Шмитта 18 (или амплитудного компаратора) формируют импульсы ОснОВнОЙ информации из Входного сигнала. Эти импульсы подают на вход Dтриггера 19, который с помощью импульсов управления. снимаемых с выхода 2-го блока синхронизации 13. формирует временные границы импульсов основной информации.

Цикловую синхронизацию производят любым известным способом по признакам; введенным в сигнал при передаче. Код, несущий синхроинформацию, снимают с выхода основной информации и подают на установочный вход 2-го блока синхронизации.

Предложенный способ позволяет полнее использовать пропускную способность канала связи при ограниченной полосе частот, Формула изобретения

1. Способ передачи и приема цифровой информации. заключающийся в том, что на передающей стороне в каждом фиксированном временном цикле формируют сигнал передачи основной информации, задержи1833907 лают ego нэ длительность одного тактового интервале>, сpBBHNBBIOГ сиГналы ОснОВнОЙ информации в II и 1> 1 интервалы (I = 1„.„п, >1 чи!.ло тактов работы), и в случае совпадения осуществляют передачу дополнительной ин !1ормэции так, что для передачи

>улевого значения дополнительной информации Оставля>от неизменной форму сосед>:их одинаковых сигналов основной информации т! временного цикла и переда>ог сформированный сигнал на приемную сторону, нэ которой задерживают принятый сиг !Вл на установленное количество тактов,lx I»! epeanOB и Восстанавливают исход>>! Ie С>1Г>>с1ЛЫ ОСНОВНОЙ ИНфОРМВЦИИ, О Т /! И э ц., Й с я тем. что, с целью повышения и! формативности передачи, на передаю>,е>11 стороне Для переДач:i единичнОГÎ зна >е>lи11 сиГналэ до пол нител ьнОЙ информации изме>l: îò форму сосед>!их одинаковых сигIIBëoB основной информации т! временного

1>Г>клэ, э нэ >>риемной стороне анализируют форму приня Гых соседних сигналов, Ilo резульгэтэм анализа формы сигнала фиксируIОТ ПОЯВЛЕНИЕ ЕДИНИЧНОГО ИЛИ НУЛЕВОГО

j HB >ения с>1гнэ>1э дополнительноЙ инфорМ;-1 Ц I 1> I, 2. Система для первдэчи и приема цифГн>вой информации, со>1е>ржащэя переда>оВ>уо сторону, канал связи и приемную сiOpoeу, приче>-1 эн переда!ощей стороне и;!формационные Входы первого регистра

С/1>1>1>Э ЯВЛЯ>0!СЯ ВХОДЭМИ ОСНОВНОЙ ИНфОР :: >ll:,1и, тактовый вход первого регистра соединен с тактовым Выходом первого блока. с 1н>хрояизэшли, управляющие входы первого регистра соединены с соответствующими

Г>ыходами первого блока синхронизации, а первые в>,>ход»! первого регистра соединены с соответству>ощ>>>ми информационными входами первого блока сравнения, управляю!ций вход которого соединен с вторым выходом первого блока синхронизации, а

Выход первого блока сравнения объединен с первы>1 входом элемента И и является выходом сигнала признака ввода дополнитепь>!ой информации, а второй входэлементэ И является входом задания дополни>ельной информации, а на прием5

50 ной стороне тактовый вход второго блока синхронизации объединен с тактовым входом второго регистра сдвига и является входом тактовых импульсов. а первый выход второго регистра сдвига является выходом сигналов основной информации и соединен с входом перезапуска второго блока синхронизации, а второй выход второго регистра сдвига соединен с соответствующими информационными входами блока сравнения, синхровход второго блока сравнения соединен с первым выходом второго блока синхронизации, отличающаяся тем, что, с целью повышения информативности, на передающей стороне введен первый формирователь аналогового сигнала, содержащий генератор высших гармоник, аналогoBbll сумматор, первый вход которого соединен с вторым выходом первого регистра, а второй вход сумматора соединен с выходом генератора высших гармоник, информационный вход которого соединен с выходом элемента

И, а управляющий вход генератора высших гармоник соединен с третьим Выходом первого блока синхронизации, выход сумматора является выходом переда!ощей стороны и соединен с Входом канала связи, а на приемной стороне Введены анализатор формы сигнала, Второй формирователь сигнала и D-триггер; причем и>!<11ормационные входы анализатора формы первого и второго формирователя сигнала объединены и являются информационным входом приемной стороны и соединены с выходом ка>!эла связи, à управляющие Входы анализатора формы сигнала и второго формирователя сигнала соединены cooTBBTcTGBHHo с втоpbIM и третьим выходами второго блока синхронизации, четвертый выход которого соединен с тактовым входом О-триггера, выход которого является выходом сигналов дополнительной инфорМации, а информационный вход D-триггера соединен с выходом анализатора формы сигнала, а выход второго формирователя сигнала соединен с информационным входом второго регистра сдвига, а выход второго блока сравнения является выходом сигнала признака дополнительной информации, 1833907

Составитель М.Петров

Техред М.Моргентал Корректор Т.Вашкович

Редактор

Производственно-издательский кОмбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 2688 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5