Система дискретной передачи информации


 


Владельцы патента RU 2434302:

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

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по дискретным каналам связи. Технический результат состоит в уменьшении динамического диапазона значений выборок, передаваемых по каналу связи, при фиксированном динамическом диапазоне значений выборок первичного сигнала. Система содержит: на передающей стороне - последовательно соединенные источник информации, дискретизатор и вычитающее устройство, а также первый блок сравнения, первый формирователь пороговых уровней и первый коммутатор, а на приемной стороне - определитель приращения значения выборки, преобразователь значения выборки, второй блок сравнения, второй формирователь пороговых уровней и второй коммутатор. 1 ил.

 

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

Известна система дискретной передачи информации, содержащая: на передающей стороне - последовательно соединенные источник информации и дискретизатор, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу канала связи, и получатель информации [1].

На передающей стороне известной системы дискретной передачи информации источник информации формирует первичный сигнал Sп(t), шкала Uш0=(22n×εмакс) значений которого в 22n раз превышает максимально допустимое значение εмакс погрешности. Сформированный первичный сигнал Sп(t) поступает на вход дискретизатора, на выходе которого формируют последовательность выборок Sд(t)=∑Sп(t-nТо) первичного сигнала путем его дискретизации с выбранной частотой Fo=1/To опроса.

Динамический диапазон значений выборок, передаваемых по каналу связи, в известной системе дискретной передачи информации совпадает с динамическим диапазоном значений выборок первичного сигнала Dп=Uш0макс. Количество информации на одну передаваемую по каналу связи выборку составляет Iп=log2(Dп)=2n бит. Недостатком известной системы дискретной передачи информации является недостаточная скорость передачи информации.

Наиболее близкой к предлагаемой является система дискретной передачи информации, содержащая: на передающей стороне - последовательно соединенные источник информации, дискретизатор и вычитающее устройство, вход вычитания которого подключен через элемент задержки к выходу дискретизатора, а выход - к входу канала связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные сумматор, фильтр нижних частот и получатель информации, при этом первый вход сумматора подключен к выходу канала связи, а второй вход сумматора соединен через элемент задержки с его выходом [2].

На передающей стороне известной системы дискретной передачи информации на выходе дискретизатора также формируют последовательность выборок Sд(t)=∑Sп(t-nТо) первичного сигнала Sп(t) путем его дискретизации с выбранной частотой Fo=1/To опроса. Затем с помощью вычитающего устройства преобразуют последовательности выборок Sд(t) первичного сигнала в последовательность приращений значения каждой выборки Sпp(t)=∑{Sп(t-nТо)-Sп[t-(n-1)To]} первичного сигнала путем вычитания из него значения предшествующей выборки первичного сигнала. Однако динамический диапазон значений выборок Sпp(t), передаваемых по каналу связи, в известной системе дискретной передачи информации также совпадает с динамическим диапазоном значений выборок первичного сигнала Dп=Uш0макс. Количество информации на одну передаваемую по каналу связи выборку также составляет Iп=log2(Dп)=2n бит.

Технический результат состоит в уменьшении динамического диапазона значений выборок, передаваемых по каналу связи, при фиксированном динамическом диапазоне значений выборок первичного сигнала.

Для достижения указанного технического результата в систему дискретной передачи информации, содержащую: на передающей стороне - последовательно соединенные источник информации, дискретизатор и вычитающее устройство, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные фильтр нижних частот и получатель информации, введены: на передающей стороне - первый блок сравнения, первый формирователь пороговых уровней и первый коммутатор, а на приемной стороне - определитель приращения значения выборки, преобразователь значения выборки, второй блок сравнения, второй формирователь пороговых уровней и второй коммутатор, при этом выход первого коммутатора подключен к входу вычитания вычитающего устройства, а информационные входы - к соответствующим выходам первого формирователя пороговых уровней и к соответствующим опорным входам первого блока сравнения, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами первого коммутатора, а сигнальный вход - с выходом дискретизатора, выход второго коммутатора соединен с входом фильтра нижних частот и с первым сигнальным входом преобразователя значения выборки, второй сигнальный вход которого подключен к сигнальному входу второго блока сравнения и к выходу определителя приращения значения выборки, вход которого соединен с выходом канала связи, первый и второй пороговые входы преобразователя значения выборки подключены соответственно к первому и второму выходам второго формирователя пороговых уровней, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым и вторым опорными входами второго блока сравнения, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам второго коммутатора, первый, второй и третий сигнальные входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами преобразователя значения выборки.

Предлагаемая система дискретной передачи информации обеспечивает уменьшение в 2 раза динамического диапазона значений выборок, передаваемых по каналу связи, при фиксированном динамическом диапазоне значений выборок первичного сигнала. При этом количество информации на одну передаваемую по каналу связи выборку также сокращается в 2 раза.

Предлагаемая система дискретной передачи информации может быть реализована с помощью известных функциональных элементов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемой системы дискретной передачи информации.

Система дискретной передачи информации на передающей стороне содержит последовательно соединенные источник 1 информации, дискретизатор 2 и вычитающее устройство 3, выход которого подключен к входу канала 4 связи, первый блок 5 сравнения, первый формирователь 6 пороговых уровней и первый коммутатор 7. Выход первого коммутатора 7 подключен к входу вычитания первого вычитающего устройства 3, а информационные входы - к соответствующим выходам первого формирователя 6 пороговых уровней и к соответствующим опорным входам первого блока 5 сравнения, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами первого коммутатора 7, а сигнальный вход - с выходом дискретизатора 2.

Система дискретной передачи информации на приемной стороне содержит определитель 8 приращения значения выборки, преобразователь 9 значения выборки, второй блок 10 сравнения, второй коммутатор 11, второй формирователь 12 пороговых уровней и последовательно соединенные фильтр 13 нижних частот и получатель 14 информации.

С выходом канала 4 связи соединен вход определителя 8 приращения значения выборки, выход которого подключен к второму сигнальному входу преобразователя 9 значения выборки и к сигнальному входу второго блока 10 сравнения.

Первый и второй выходы второго формирователя 12 пороговых уровней подключены соответственно к первому и второму пороговым входам преобразователя 9 значения выборки.

Третий и четвертый выходы второго формирователя 12 пороговых уровней подключены соответственно к первому и второму опорным входам второго блока 10 сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами второго коммутатора 11.

Первый, второй и третий сигнальные входы второго коммутатора 11 соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами преобразователя 9 значения выборки, а его выход - с входом фильтра 13 нижних частот и с первым сигнальным входом преобразователя 9 значения выборки.

Предлагаемая система дискретной передачи информации функционирует следующим образом.

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

Сформированный первичный сигнал Sп(t) поступает 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.

Сформированная последовательность выборок Sд(t) первичного сигнала с выхода дискретизатора 2 поступает на вход суммирования первого вычитающего устройства 3, а также на сигнальный вход первого блока 5 сравнения. На опорные входы первого блока 5 сравнения с выходов первого формирователя 6 пороговых уровней подают 2n пороговые уровни, значения Ui=i2n×εмакс, [i=0,…(n-1)], которых равномерно распределены в пределах шкалы Uш0 значений первичного сигнала. Эти же 2n пороговые уровни также подают на информационные входы первого коммутатора 7.

Первый блок 5 сравнения сравнивает значение Sп(t-nТо) каждой выборки первичного сигнала со значениями Ui(t-nТо) всех 2n пороговых уровней и формирует на каждом из 2n выходов либо сигнал логической «1», если значение Sп(t-nТо) выборки первичного сигнала превышает значение Ui(t-nТо) соответствующего порогового уровня, либо сигнал логического «0», если значение Sп(t-nТо) выборки первичного сигнала не превышает значение Ui(t-nТо) соответствующего порогового уровня. В результате количество логических «1» на выходах первого блока 5 сравнения равно номеру iмакс(t-nTо) максимального из превышенных пороговых уровней.

2n сигналов с выходов первого блока 5 сравнения поступают на соответствующие управляющие входы первого коммутатора 7, что обеспечивает появление на его выходе максимального из превышенных пороговых уровней Uiмакс(t-nТo).

Максимальный из превышенных пороговых уровней Ui макс(t-nТо) поступает с выхода первого коммутатора 7 на вход вычитания вычитающего устройства 3.

В результате на выходе вычитающего устройства 3 значение Sп(t-nТо) каждой выборки первичного сигнала уменьшается на значение Ui макс(t-nТо) максимального из превышенных пороговых уровней.

Таким образом, на передающей стороне формируют последовательность передаваемых выборок Sпp(t)=∑[Sп(t-nТо)-Ui макс(t-nТо)] путем преобразования последовательности выборок Sд(t)=ΣSп(t-nТо) первичного сигнала.

Сформированную на выходе вычитающего устройства 3 последовательность передаваемых выборок Sпp(t) передают по каналу связи на приемную сторону.

На приемной стороне восстанавливают последовательность выборок Sд(t) первичного сигнала путем преобразования последовательности выборок Sпp(t), полученных из канала 4 связи.

Для этого полученную из канала 4 связи последовательность принятых выборок Sпp(t) подают на вход определителя 8 приращения значения выборки, который определяет приращение значения ΔSпp(t-nТо)=Sпp(t-nТо)-Sпp[t-(n-1)То] каждой принятой выборки путем вычитания из него значения предшествующей принятой выборки.

Приращение значения ΔSпp(t-nТо) каждой принятой выборки с выхода определителя 8 приращения значения выборки подают на второй сигнальный вход преобразователя 9 значения выборки и на сигнальный вход второго блока 10 сравнения.

На первый сигнальный вход преобразователя 9 значения выборки с выхода второго коммутатора 11 поступает значение предшествующей восстановленной выборки Sв[t-(n-1)То]. При этом на первый и второй пороговые входы преобразователя 9 значения выборки с первого и второго выходов второго формирователя 12 пороговых уровней соответственно подают значения первого и второго пороговых уровней Uп1=+2n×εмакс и Uп2=-2n×εмакс.

На первом выходе преобразователя 9 значения выборки получают суммарное значение S∑1(t-nТо)={ΔSпp(t-nТо)+Sв[t-(n-1)То]} приращения значения ΔSпp(t-nТо) каждой принятой выборки и значения предшествующей восстановленной выборки Sв[t-(n-1)То].

Значение выборки S∑2(t-nТо)=[S∑1(t-nТо)+Uп1] на втором выходе преобразователя 9 значения выборки отличается от значения S∑1(t-nТо) выборки на его первом выходе на значение первого порогового уровня Uп1.

Значение выборки S∑3(t-nТо)=[S∑1(t-nТо)+Uп2] на третьем выходе преобразователя 9 значения выборки отличается от значения S∑1(t-nТо) выборки на его первом выходе на значение второго порогового уровня Uп2.

Значения S∑1(t-nТо), S∑2(t-nТо) и S∑3(t-nТо) преобразованных выборок с первого, второго и третьего выходов преобразователя 9 значения выборки подают соответственно на первый, второй и третий сигнальные входы второго коммутатора 11. При этом на первый и второй управляющие входы второго коммутатора 11 поступают управляющие сигналы соответственно с первого и второго выходов второго блока 10 сравнения.

На первый и второй опорные входы второго блока 10 сравнения с третьего и четвертого выходов второго формирователя 12 пороговых уровней соответственно подают значения третьего и четвертого пороговых уровней Uп3=0 и Uп4=2n-1×εмакс.

Второй блок 10 сравнения сравнивает приращение значения ΔSпp(t-nТо) каждой принятой выборки со значением Uп3 третьего порогового уровня и формирует на первом выходе либо сигнал логической «1», если приращение значения ΔSпp(t-nТо) каждой принятой выборки превышает значение Uп3 третьего порогового уровня, либо сигнал логического «0», если значение Uп3 третьего порогового уровня превышает приращение значения ΔSпp(t-nТо) каждой принятой выборки.

Кроме того, второй блок 10 сравнения сравнивает модуль |ΔSпp(t-nТо)| приращения значения каждой принятой выборки со значением Uп4 четвертого порогового уровня и формирует на втором выходе либо сигнал логической «1», если модуль |ΔSпp(t-nTo)| приращения значения каждой принятой выборки превышает значение Uп4 четвертого порогового уровня, либо сигнал логического «0», если значение Uп4 четвертого порогового уровня превышает модуль |ΔSпp(t-nTo)| приращения значения каждой принятой выборки.

На выход второго коммутатора 11 проходит преобразованная выборка с значением S∑1(t-nTo) с его первого входа, если на его втором управляющем входе действует сигнал логического «0».

Если на втором управляющем входе второго коммутатора 11 действует сигнал логической «1», то на его выход проходит либо преобразованная выборка с значением S∑2(t-nTo) с его второго входа, если на его первом управляющем входе действует сигнал логического «0», либо преобразованная выборка с значением S∑3(t-nTo) с его третьего входа, если на его первом управляющем входе действует сигнал логической «1». В результате на выходе второго коммутатора 11 получают восстановленную последовательность выборок первичного сигнала, значение каждой из которых определяется по следующему правилу: при превышении модулем |ΔSпp(t-nTo)| приращения значения каждой принятой выборки половины значения Uмин=2n×εмакс минимального ненулевого порогового уровня и при отрицательном значении указанного приращения ΔSпp(t-nTo) значение S∑2(t-nTo) каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения ΔSпp(t-nTo) соответствующей принятой выборки, значения Sв[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 половины значения Uмин=2n×εмакс минимального ненулевого порогового уровня и при положительном значении указанного приращения ΔSпp(t-nTo) значение S∑3(t-nTo) каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения ΔSпp(t-nTo) соответствующей принятой выборки и значения Sв[t-(n-1)То] предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и вычитания из полученной суммы значения Uмин=2n×εмакс минимального ненулевого порогового уровня; при превышении половиной значения Uмин=2n×εмакс минимального ненулевого порогового уровня модуля |ΔSпp(t-nТо)| приращения значения каждой принятой выборки значение S∑1(t-nТо) каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения ΔSпp(t-nТо) соответствующей принятой выборки и значения Sв[t-(n-1)То] предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала.

Восстановленная последовательность выборок Sд(t)=∑Sв(t-nТо) первичного сигнала поступает с выхода второго коммутатора 11 на вход фильтра 13 нижних частот с частотой среза, равной половине частоты Fo опроса.

Восстановленный первичный сигнал Sв(t) с выхода фильтра 13 нижних частот поступает на вход получателя 14 информации.

Основу изобретения составляет такой выбор типа преобразования выборок первичного сигнала, при котором динамический диапазон Dпp=Uш0/(2nεмакс)=Dп/2n значений преобразованных выборок передаваемого сигнала в 2n раз меньше динамического диапазона Dп значений выборок первичного сигнала. Количество информации на одну передаваемую по каналу связи выборку при этом составляет Iпp=log2(Dпp)=n бит, что в два раза меньше, чем в известной системе дискретной передачи информации.

Таким образом, достигается технический результат - уменьшение динамического диапазона значений выборок, передаваемых по каналу связи, при фиксированном динамическом диапазоне значений выборок первичного сигнала.

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.

Система дискретной передачи информации, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные источник информации, дискретизатор и вычитающее устройство, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне последовательно соединенные фильтр нижних частот и получатель информации, отличающаяся тем, что введены на передающей стороне первый блок сравнения, первый формирователь пороговых уровней и первый коммутатор, а на приемной стороне - определитель приращения значения выборки, преобразователь значения выборки, второй блок сравнения, второй формирователь пороговых уровней и второй коммутатор, при этом выход первого коммутатора подключен к входу вычитания вычитающего устройства, а информационные входы - к соответствующим выходам первого формирователя пороговых уровней и к соответствующим опорным входам первого блока сравнения, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами первого коммутатора, а сигнальный вход - с выходом дискретизатора, выход второго коммутатора соединен с входом фильтра нижних частот и с первым сигнальным входом преобразователя значения выборки, второй сигнальный вход которого подключен к сигнальному входу второго блока сравнения и к выходу определителя приращения значения выборки, вход которого соединен с выходом канала связи, первый и второй пороговые входы преобразователя значения выборки подключены соответственно к первому и второму выходам второго формирователя пороговых уровней, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым и вторым опорными входами второго блока сравнения, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам второго коммутатора, первый, второй и третий сигнальные входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами преобразователя значения выборки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к телеметрии. .

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 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.

Группа изобретений относится к телеметрии. Технический результат заключается в реализации принципов адаптации телеметрических систем, проявляющихся в обеспечении возможностей мониторинга по получаемой информации нештатных ситуаций, требующих повышения помехоустойчивости системы синхронизации, изменения разрядности данных, структур сообщений в групповом сигнале, частоты опроса параметров в условиях следующих ограничений: на точностные характеристики результатов измерений, на спектрально-энергетические показатели каналов связи, время получения и передачи измерительной информации в условиях различного рода помех. Он достигается тем, что реализуют следующие возможности способа: 1) сжатое представление результатов телеизмерений в групповом сигнале; 2) замена несодержательной информации на избыточные символы помехоустойчивых кодов; 3) изменение частот опроса информационно-значимых телеметрируемых параметров и разрядности представления результатов телеизмерений; 4) замена существующих синхросигналов на составные шумоподобные кодовые конструкции двойного назначения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 20 ил.
Наверх