Способ дискретной передачи информации


 


Владельцы патента RU 2434301:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") (RU)

Изобретение относится к телеметрии. Технический результат состоит в уменьшении дисперсии погрешности значений, передаваемых по каналу связи выборок при фиксированных значениях динамического диапазона значений выборок первичного сигнала и максимально допустимой погрешности. На передающей стороне с помощью источника информации формируют первичный сигнал, с помощью дискретизатора формируют последовательность выборок первичного сигнала, с помощью первого формирователя пороговых уровней формируют 2n пороговые уровни и подают их на опорные входы первого преобразователя значений выборок, с помощью первого преобразователя значений выборок преобразуют последовательность выборок первичного сигнала в последовательность передаваемых выборок, передают преобразованную последовательность выборок по каналу связи на приемную сторону, на которой принимают полученную последовательность выборок, с помощью второго формирователя пороговых уровней формируют опорные сигналы со значениями минимального ненулевого порогового уровня, с противоположным значением, с нулевым значением и со значением половины значения минимального ненулевого порогового уровня, подают их на соответствующие опорные входы второго преобразователя значений выборок; восстанавливают последовательность выборок первичного сигнала с помощью второго преобразователя значений выборок, восстанавливают первичный сигнал с помощью фильтра нижних частот и подают его на вход получателя информации. 1 ил.

 

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по дискретным каналам связи.

Известен способ дискретной передачи информации, заключающийся в том, что на передающей стороне формируют первичный сигнал, шкала значений которого в 22n раз превышает максимально допустимое значение εмакс погрешности, формируют последовательность выборок первичного сигнала путем его дискретизации с выбранной частотой опроса, передают сформированную последовательность выборок по каналу связи на приемную сторону, на приемной стороне принимают полученную последовательность выборок, восстанавливают первичный сигнал путем фильтрации последовательности выборок первичного сигнала [1].

Известный способ дискретной передачи информации предусматривает выполнение следующих операций:

формирование на передающей стороне первичного сигнала Sп(t), шкала Uш0=(22n×εмакc) значений которого в 22n раз превышает максимально допустимое значение εмакс погрешности;

формирование на передающей стороне последовательности выборок Sд(t)=∑Sп(t-nТо) первичного сигнала Sп(t) путем его дискретизации с выбранной частотой Fo=1/To опроса;

передачу сформированной последовательности выборок Sд(t) по каналу связи на приемную сторону;

прием на приемной стороне полученной последовательности выборок Sд(t) первичного сигнала;

восстановление на приемной стороне первичного сигнала Sп(t) путем фильтрации полученной последовательности выборок Sд(t) первичного сигнала с помощью фильтра нижних частот с частотой среза Fcp=Fo/2, равной половине частоты опроса.

Динамический диапазон Dпp значений выборок, передаваемых по каналу связи согласно известному способу дискретной передачи информации, совпадает с динамическим диапазоном Dп=Uш0макс значений выборок первичного сигнала. Количество информации на одну передаваемую по каналу связи выборку при этом составляет Iп=log2(Dп)=2n бит. Недостатком известного способа дискретной передачи информации является недостаточная скорость передачи информации, обусловленная избыточностью передаваемой информации.

Наиболее близким к предлагаемому является известный способ дискретной передачи информации, заключающийся в том, что на передающей стороне формируют первичный сигнал, шкала значений которого в 22n раз превышает максимально допустимое значение εмакс погрешности, формируют последовательность выборок первичного сигнала путем его дискретизации с выбранной частотой опроса, формируют последовательность передаваемых выборок путем преобразования последовательности выборок первичного сигнала, для чего значение каждой выборки первичного сигнала преобразуют в приращение значения каждой выборки первичного сигнала путем вычитания из значения каждой выборки первичного сигнала значения предшествующей выборки первичного сигнала, передают сформированную последовательность выборок по каналу связи на приемную сторону, на приемной стороне принимают полученную последовательность выборок, формируют восстановленную последовательность выборок первичного сигнала путем преобразования принятой последовательности выборок, для чего значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и соответствующего значения принятой выборки, т.е. соответствующего приращения значения каждой выборки первичного сигнала, восстанавливают первичный сигнал путем фильтрации последовательности выборок первичного сигнала [2].

Известный способ дискретной передачи информации предусматривает выполнение следующих операций:

формирование на передающей стороне первичного сигнала Sп(t), шкала Uш0=(22n×εмакс) значений которого в 22n раз превышает максимально допустимое значение εмакс погрешности;

формирование на передающей стороне последовательности выборок Sд(1)=∑Sп(t-nТо) первичного сигнала Sп(t) путем его дискретизации с выбранной частотой Fo=1/To опроса;

формирование на передающей стороне последовательности передаваемых выборок Sпp(t)=∑Sпp(t-nТо) путем преобразования последовательности выборок Sд(t)=∑Sп(t-nТо) первичного сигнала, для чего значение Sп(t-nТо) каждой выборки первичного сигнала преобразуют в приращение значения Sпp(t-nТо)=Δп(t-nТо)=Sп(t-nТо)-Sп[t-(n-1)То] каждой выборки первичного сигнала путем вычитания из него значения Sп[t-(n-1)То] предшествующей выборки первичного сигнала;

передачу сформированной последовательности передаваемых выборок Sпp(t) по каналу связи на приемную сторону;

прием на приемной стороне полученной последовательности выборок Sпp(t) первичного сигнала;

формирование на приемной стороне восстановленной последовательности выборок Sд(t)=∑Sп(t-nТо) первичного сигнала путем преобразования принятой последовательности выборок Sпp(t)=∑Sпp(t-nТо), для чего значение Sп(t-nТо) каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования значения Sп[t-(n-1)То] предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и соответствующего приращения значения Sпp(t-nТо)=Δп(t-nТо) каждой выборки первичного сигнала;

восстановление на приемной стороне первичного сигнала Sп(t) путем фильтрации полученной последовательности восстановленных выборок Sд(t) первичного сигнала с помощью фильтра нижних частот с частотой среза Fcp=Fo/2, равной половине частоты опроса.

Известный способ дискретной передачи информации обеспечивает сокращение избыточности передаваемой информации за счет использования разностного представления передаваемых выборок. Однако при этом значение дисперсии σ2пр=2σ2п погрешности передаваемой по каналу связи разностной выборки Sпp(t-nTo)=Δп(t-nTo)=Sп(t-nTo)-Sп[t-(n-1)To] в два раза превышает значение дисперсии σ2п погрешности каждой выборки первичного сигнала.

Технический результат состоит в уменьшении дисперсии погрешности значений передаваемых по каналу связи выборок при фиксированных значениях динамического диапазона значений выборок первичного сигнала и максимально допустимой погрешности.

Для достижения указанного технического результата в способ дискретной передачи информации, заключающийся в том, что на передающей стороне формируют первичный сигнал, шкала значений которого в 22n раз превышает максимально допустимое значение погрешности, формируют последовательность выборок первичного сигнала путем его дискретизации с выбранной частотой опроса, формируют последовательность передаваемых выборок путем преобразования последовательности выборок первичного сигнала, передают сформированную последовательность выборок по каналу связи на приемную сторону, на приемной стороне принимают полученную последовательность выборок, формируют восстановленную последовательность выборок первичного сигнала путем преобразования принятой последовательности выборок, восстанавливают первичный сигнал путем фильтрации последовательности выборок первичного сигнала, введены новые операции, а именно: на передающей стороне преобразование последовательности выборок первичного сигнала в последовательность передаваемых выборок осуществляют следующим образом: формируют 2n равномерно распределенных в пределах шкалы значений первичного сигнала пороговых уровней, сравнивают значение каждой выборки первичного сигнала со значениями всех пороговых уровней, определяют значение максимального из превышенных пороговых уровней, преобразуют значение каждой выборки первичного сигнала путем вычитания из него значения, максимального из превышенных пороговых уровней, при этом на приемной стороне преобразование принятой последовательности выборок в восстановленную последовательность выборок первичного сигнала осуществляют следующим образом: определяют приращение значения каждой принятой выборки путем вычитания из него значения предшествующей принятой выборки, формируют минимальный ненулевой пороговый уровень, значение которого в 2n раз меньше шкалы значений первичного сигнала, сравнивают модуль приращения значения каждой принятой выборки с половиной значения минимального ненулевого порогового уровня, при превышении модуля приращения значения каждой принятой выборки половины значения минимального ненулевого порогового уровня и при отрицательном значении указанного приращения значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения соответствующей принятой выборки, значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и значения минимального ненулевого порогового уровня, при превышении модуля приращения значения каждой принятой выборки половины значения минимального ненулевого порогового уровня и при положительном значении указанного приращения значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения соответствующей принятой выборки и значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и вычитания из полученной суммы значения минимального ненулевого порогового уровня, при превышении половины значения минимального ненулевого порогового уровня модуля приращения значения каждой принятой выборки значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения соответствующей принятой выборки и значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала.

Предлагаемый способ дискретной передачи информации предполагает передачу по каналу связи разностной выборки, значение дисперсии погрешности которой равно значению дисперсии погрешности каждой выборки первичного сигнала, что и обеспечивает положительный технический результат - уменьшение дисперсии погрешности значений передаваемых по каналу связи выборок.

На чертеже представлена структурная схема системы дискретной передачи информации, реализующей предлагаемый способ.

Система дискретной передачи информации на передающей стороне содержит последовательно соединенные источник 1 информации, дискретизатор 2 и первый преобразователь 3 значений выборок, опорные входы которого подключены к соответствующим выходам первого формирователя 4 пороговых уровней, а выход соединен с входом канала 5 связи.

Система дискретной передачи информации на приемной стороне содержит последовательно соединенные второй преобразователь 6 значений выборок, вход которого соединен с выходом канала 5 связи, а опорные входы подключены к соответствующим выходам второго формирователя 7 пороговых уровней, фильтр 8 нижних частот и получатель 9 информации.

Система дискретной передачи информации, реализующая предлагаемый способ, функционирует следующим образом.

На передающей стороне с помощью источника 1 информации формируют первичный сигнал Sп(t), шкала Uш0=(22n×εмакc) значений которого в 22n раз превышает максимально допустимое значение εмакс погрешности.

Сформированный первичный сигнал Sп(t) подают на вход дискретизатора 2, на выходе которого формируют последовательность выборок Sд(t)=∑Sп(t-nТо) первичного сигнала путем его дискретизации с выбранной частотой Fo=1/To опроса.

Сформированную последовательность выборок Sд(t) первичного сигнала с выхода дискретизатора 2 подают на вход первого преобразователя 3 значений выборок.

На выходах первого формирователя 4 пороговых уровней формируют 2n пороговые уровни, значения Ui=i2n×εмакс, [i=0,…(n-1)], которых равномерно распределены в пределах шкалы Uш0 значений первичного сигнала.

Сформированные пороговые уровни подают с выходов первого формирователя 4 пороговых уровней на опорные входы первого преобразователя 3 значений выборок.

С помощью первого преобразователя 3 значений выборок сравнивают значение Sп(t-nТо) каждой выборки первичного сигнала со значениями Ui(t-nТо) всех 2n пороговых уровней, определяют значение Ui макс(t-nТо) максимального из превышенных пороговых уровней и преобразуют значение Sп(t-nТо) каждой выборки первичного сигнала путем вычитания из него значения Ui макс(t-nТо) максимального из превышенных пороговых уровней.

В результате на выходе первого преобразователя 3 значений выборок формируют последовательность передаваемых выборок Sпp(t)=∑[Sп(t-nТо)-Ui макс(t-nТо)], которую передают по каналу 5 связи на приемную сторону.

На приемной стороне принимают полученную последовательность выборок Sпp(t), после чего восстанавливают последовательность выборок Sд(t) первичного сигнала путем преобразования принятой из канала 5 связи последовательности выборок Sпp(t).

Для этого выполняют следующие операции:

полученную из канала 5 связи последовательность принятых выборок Sпp(t) подают на вход второго преобразователя 6 значений выборок;

на первом, втором, третьем и четвертом выходах второго формирователя 7 пороговых уровней формируют соответственно первый опорный сигнал Uп1=+2n×εмакс со значением минимального ненулевого порогового уровня Uмин=2n×εмакс, значение которого в 2n раз меньше шкалы Uш0=22n×εмакс значений первичного сигнала, второй опорный сигнал Uп2=-2n×εмакс с противоположным значением, третий опорный сигнал Uп3=0 с нулевым значением и четвертый опорный сигнал Uп4=2n-l×εмакс, значение которого равно половине значения минимального ненулевого порогового уровня Uмин=2n×εмакс;

сформированные опорные сигналы подают с первого, второго, третьего и четвертого выходов второго формирователя 7 пороговых уровней на соответствующие опорные входы второго преобразователя 6 значений выборок;

с помощью второго преобразователя 6 значений выборок определяют приращение ΔSпp(t-nTo)=Sпp(t-nТо)-Sпp[t-(n-1)То] значения Sпp(t-nTo) каждой принятой выборки путем вычитания из него значения Sпp[t-(n-1)То] предшествующей принятой выборки;

определяют, каким - положительным или отрицательным - является приращение значения ΔSпp(t-nTo) каждой принятой выборки путем сравнения его с нулевым значением Uп3 третьего опорного сигнала;

определяют модуль |ΔSпp(t-nTo)| приращения значения каждой принятой выборки и факт превышения им половины значения 2n-1×εмакс минимального ненулевого порогового уровня Uмин путем сравнения модуля |ΔSпp(t-nTo)| приращения значения каждой принятой выборки со значением четвертого опорного сигнала Uп4;

восстанавливают значение Sп(t-nTo) каждой выборки первичного сигнала путем преобразования значения Sпp(t-nТо) каждой принятой выборки по следующему правилу: при превышении модулем |ΔSпp(t-nTo)| приращения значения каждой принятой выборки значения 2n-1×εмакс половины минимального ненулевого порогового уровня Uмин=2n×εмакс и при отрицательном значении указанного приращения ΔSпp(t-nTo) значение Sп(t-nTo) каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения ΔSпp(t-nTo) соответствующей принятой выборки, значения Sп[t-(n-1)То] предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и значения Uмин=2n×εмакс минимального ненулевого порогового уровня; при превышении модулем |ΔSпp(t-nTo)| приращения значения каждой принятой выборки значения 2n-1×εмакс половины минимального ненулевого порогового уровня Uмин=2n×εмакс и при положительном значении указанного приращения ΔSпp(t-nТо) значение Sп(t-nTo) каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения ΔSпp(t-nTo) соответствующей принятой выборки и значения Sп[t-(n-1)То] предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и вычитания из полученной суммы значения Uмин=2n×εмакс минимального ненулевого порогового уровня; при превышении значения 2n-1×εмакс половины минимального ненулевого порогового уровня Uмин=2n×εмакс модуля |ΔSпp(t-nTo)| приращения значения каждой принятой выборки значение Sп(t-nTo) каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения ΔSпp(t-nTo) соответствующей принятой выборки и значения Sп[t-(n-1)Тo] предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала.

В результате на выходе второго преобразователя 6 значений выборок получают восстановленную последовательность выборок Sд(t)=∑Sв(t-nTo) первичного сигнала.

Восстановленную последовательность выборок Sд(t)=∑Sв(t-nTo) первичного сигнала подают с выхода второго преобразователя 6 значений выборок на вход фильтра 8 нижних частот с частотой среза, равной половине частоты Fo опроса.

Восстановленный первичный сигнал Sв(t) с выхода фильтра 8 нижних частот подают на вход получателя 9 информации.

Основу изобретения составляет такой выбор типа преобразования выборок первичного сигнала, при котором значение дисперсии σ2пр2п погрешности передаваемой по каналу связи разностной выборки Sпp(t-nTo)=Sп(t-nTo)-Ui макс(t-nTo) равно значению дисперсии σ2п погрешности каждой выборки первичного сигнала, что в два раза меньше, чем при использовании известного способа.

Таким образом, достигается технический результат - уменьшение дисперсии погрешности значений передаваемых по каналу связи выборок при фиксированных значениях динамического диапазона значений выборок первичного сигнала и максимально допустимой погрешности.

Литература

1. Кошевой А.А. Телеметрические комплексы летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1975, с.28, 29, 41, 57-59, 70-72.

2. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб. Пособие для вузов / В.А.Борисов, В.В.Калмыков, Я.М.Ковальчук и др.; Под. ред. В.В.Калмыкова. - М.: Радио и связь, 1990, с.24-27.

Способ дискретной передачи информации, заключающийся в том, что на передающей стороне формируют первичный сигнал, шкала значений которого в 22n раз превышает максимально допустимое значение погрешности, формируют последовательность выборок первичного сигнала путем его дискретизации с выбранной частотой опроса, формируют последовательность передаваемых выборок путем преобразования последовательности выборок первичного сигнала, передают сформированную последовательность выборок по каналу связи на приемную сторону, на приемной стороне принимают полученную последовательность выборок, формируют восстановленную последовательность выборок первичного сигнала путем преобразования принятой последовательности выборок, восстанавливают первичный сигнал путем фильтрации последовательности выборок первичного сигнала, отличающийся тем, что на передающей стороне преобразование последовательности выборок первичного сигнала в последовательность передаваемых выборок осуществляют следующим образом: формируют 2n равномерно распределенных в пределах шкалы значений первичного сигнала пороговых уровней, сравнивают значение каждой выборки первичного сигнала со значениями всех пороговых уровней, определяют значение максимального из превышенных пороговых уровней, преобразуют значение каждой выборки первичного сигнала путем вычитания из него значения максимального из превышенных пороговых уровней, при этом на приемной стороне преобразование принятой последовательности выборок в восстановленную последовательность выборок первичного сигнала осуществляют следующим образом: определяют приращение значения каждой принятой выборки путем вычитания из него значения предшествующей принятой выборки, формируют минимальный ненулевой пороговый уровень, значение которого в 2n раз меньше шкалы значений первичного сигнала, сравнивают модуль приращения значения каждой принятой выборки с половиной значения минимального ненулевого порогового уровня, при превышении модулем приращения значения каждой принятой выборки половины значения минимального ненулевого порогового уровня и при отрицательном значении указанного приращения значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения соответствующей принятой выборки, значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и значения минимального ненулевого порогового уровня, при превышении модулем приращения значения каждой принятой выборки половины значения минимального ненулевого порогового уровня и при положительном значении указанного приращения значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения соответствующей принятой выборки и значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и вычитания из полученной суммы значения минимального ненулевого порогового уровня, при превышении половины значения минимального ненулевого порогового уровня модуля приращения значения каждой принятой выборки значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения соответствующей принятой выборки и значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к передачи данных процесса от полевого устройства в центр управления процессом. .

Изобретение относится к информационно-управляющим комплексам и может быть использовано для кодирования и спорадической передачи информации о текущем состоянии датчиков дискретных сигналов, отображающих состояние (положение) двухпозиционных исполнительных механизмов (датчиков), цепей охранной и пожарной сигнализации, а также для передачи информации о последовательности изменений указанных сигналов.

Изобретение относится к информационно-управляющим комплексам и может быть использовано для кодирования и спорадической передачи информации о состоянии датчиков дискретных сигналов, отображающих состояние (положение) двухпозиционных исполнительных механизмов, цепей охранной и пожарной сигнализации.

Изобретение относится к информационно-управляющим комплексам для автоматизированных систем управления электрифицированными участками железных дорог. .

Изобретение относится к способам кодирования сообщений. .

Изобретение относится к информационно-управляющим комплексам, в которых центральное устройство пункта управления соединено с периферийными контролируемыми пунктами линиями связи различного вида, конфигурации и протяженности.

Изобретение относится к информационно-управляющим комплексам, состоящим из центрального пункта управления (ЦПУ) и контролируемых пунктов (КП), и предназначено для формирования и передачи от ЦПУ на КП команд управления двухпозиционными объектами с помощью индивидуальных для каждого объекта ключей, размещенных на диспетчерском щите.

Изобретение относится к информационно-управляющим комплексам, в которых центральное устройство пункта управления соединено с периферийными контролируемыми пунктами линиями связи различного вида, конфигурации и протяженности.

Изобретение относится к цифровым системам передачи телеизмерительной информации. .

Изобретение относится к информационнно-управляющим комплексам. .

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по дискретным каналам связи

Изобретение относится к телеметрии, технике связи, а также к системам передачи информации по цифровым каналам связи

Изобретение относится к телеметрии, технике связи, а также к системам передачи информации по цифровым каналам связи

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по дискретным каналам связи

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по цифровым каналам связи

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по дискретным каналам связи

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в телеметрии и для передачи данных по каналам связи

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по цифровым каналам связи

Способ совместной обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах, относится к радиотехнике, телеизмерительной технике. Технический результат - сокращение потерь телеизмерений, связанных с пороговым эффектом приемной аппаратуры, возникающем при неблагоприятных условиях приема на пространственно разнесенных измерительных средствах. Такой результат достигается тем, что способ предполагает формирование обобщенного массива данных, на основе совместной обработки сигналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах способом фиксации мгновенных значений квадратурных составляющих сигнала промежуточной частоты, до решающих устройств, что позволит получить в результате совместной обработки улучшение соотношения сигнал-шум на входе решающего устройства. 3 ил.

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по цифровым каналам связи. Технический результат - повышение помехоустойчивости системы синхронизации средств измерений и передачи информации, минимизация вероятности ложных выходов из синхронизма за счет сбоев при приеме информации, уменьшение вероятности ложного поиска синхронизма за счет случайной имитации сигнала синхронизации в принятом цифровом групповом сигнале; уменьшение времени установления режима синхронизации передаваемых и принимаемых сигналов. Для этого осуществляют выбор сигнала синхронизации (СС), состоящего из трех кодовых конструкций и организуют три параллельных канала обработки. В первом канале осуществляют согласованную корреляционную обработку кодовых последовательностей, состоящих из nk бит, с целью идентификации СС в целом. Во втором канале определяют наличие признаков СС среди анализируемых кодовых конструкций на основе корреляционной обработки (nk/2-1) символов с добавленным символом контроля четности бит «0», находящихся в средине исходного СС. При этом первые nk/4 символа «0» СС и последние его nk/4 символа «1» используют для уменьшения вероятности ложного опознания СС и повышения достоверности нахождения истинного СС. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 7 табл.
Наверх