Система цифровой передачи информации
Владельцы патента RU 2434303:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") (RU)
Изобретение относится к телеметрии, технике связи, а также к системам передачи информации по цифровым каналам связи. Технический результат состоит в повышении точности передаваемой информации при фиксированных значениях динамического диапазона значений первичного сигнала. Система цифровой передачи информации на передающей стороне содержит источник информации, первый аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь и последовательно соединенные вычитающее устройство, усилитель и второй аналого-цифровой преобразователь, соединенный с каналом связи. На приемной стороне система содержит последовательно соединенные преобразователь код/амплитуда импульса, который соединен с каналом связи, определитель и преобразователь приращения значения выборки, входы которого подключены к выходам формирователя пороговых уровней, интегратор, фильтр нижних частот и получатель информации. При этом преобразователь приращения значения выборки содержит преобразователь значения выборки, коммутатор и блок сравнения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по цифровым каналам связи.
Известна система цифровой передачи информации, содержащая: на передающей стороне - последовательно соединенные источник информации и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен к выходу канала связи, и получатель информации [1].
На передающей стороне известной системы цифровой передачи информации источник информации формирует первичный сигнал Sп(t) с динамическим диапазоном Dп=2n значений. Сформированный первичный сигнал Sп(t) подают на вход аналого-цифрового преобразователя, на выходе которого формируют последовательность кодовых слов, содержащих n двоичных символов, путем аналого-цифрового преобразования первичного сигнала Sп(t), выполняемого с выбранным периодом Tд дискретизации с шагом квантования d=Uш0/2n, в 2n раз меньшим шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t).
Сформированную последовательность кодовых слов передают по каналу связи на приемную сторону. На приемной стороне с помощью цифро-аналогового преобразователя вначале формируют восстановленную последовательность выборок Sд(t)=∑Sп(t-iTд) первичного сигнала, затем восстанавливают первичный сигнал Sп(t) путем фильтрации полученной последовательности восстановленных выборок Sд(t) первичного сигнала с помощью фильтра нижних частот с частотой среза Fср=Fд/2=1/(2Tд), равной половине частоты дискретизации.
Динамический диапазон Dц=2n значений кодовых слов, передаваемых по каналу связи в известной системе цифровой передачи информации, совпадает с динамическим диапазоном Dп=2n значений первичного сигнала. Количество информации на одну передаваемую по каналу связи в цифровом виде выборку первичного сигнала при этом составляет Iп=log2(Dп)=n бит. Максимальное значение εмакс погрешности квантования передаваемых по каналу связи в цифровом виде выборок равно шагу квантования εмакс=d=Uш0/2n. При этом максимальное значение δмакс=εмакс/Uш0=1/2n относительной погрешности квантования при восстановлении на приемной стороне первичного сигнала обратно пропорционально динамическому диапазону Dп=2n значений первичного сигнала.
Недостатком известной системы цифровой передачи информации является недостаточная точность передачи информации при фиксированных динамическом диапазоне первичного сигнала и скорости передачи информации.
Наиболее близкой к предлагаемой является система цифровой передачи информации, содержащая: на передающей стороне - источник информации и последовательно соединенные вычитающее устройство, вход суммирования которого подключен к выходу источника информации непосредственно, а вход вычитания - через элемент задержки, и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные преобразователь код/амплитуда импульса, вход которого соединен с выходом канала связи, интегратор, фильтр нижних частот и получатель информации [2].
На передающей стороне известной системы цифровой передачи информации источник информации формирует первичный сигнал Sп(t) с динамическим диапазоном Dп=2n значений. Сформированный первичный сигнал Sп(t) подают на вход суммирования вычитающего устройства непосредственно, а на его вход вычитания - через элемент задержки. На выходе вычитающего устройства формируют разностный первичный сигнал SΔ(t)=Sп(t)-Sз(t)=Sп(t)-Sп(t-Тд) путем вычитания из первичного сигнала Sп(t) задержанного первичного сигнала Sз(t). Сформированный разностный первичный сигнал SΔ(t) подают на вход аналого-цифрового преобразователя, на выходе которого формируют последовательность кодовых слов, содержащих n двоичных символов, путем аналого-цифрового преобразования разностного первичного сигнала SΔ(t), выполняемого с выбранным периодом Тд дискретизации с шагом квантования d=Uш0/2n, в 2n раз меньшим шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t).
Сформированную последовательность кодовых слов передают по каналу связи на приемную сторону. На приемной стороне с помощью преобразователя код/амплитуда импульса формируют восстановленную последовательность выборок SΔ(t)=∑SΔ(t-iTд) разностного первичного сигнала, которую подают на вход интегратор. На выходе интегратора получают восстановленную последовательность выборок Sв(t)=∑Sв(t-iTд) первичного сигнала, при этом значение Sв(t-iTд) каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования значения Sв[t-(i-1)Тд] предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и соответствующего значения SΔ(t-iTд) восстановленной выборки разностного первичного сигнала. Затем восстанавливают первичный сигнал Sп(t) путем фильтрации полученной последовательности восстановленных выборок Sв(t) первичного сигнала с помощью фильтра нижних частот с частотой среза Fср=Fд/2=1/(2Tд), равной половине частоты дискретизации.
Известная система цифровой передачи информации обеспечивает сокращение избыточности передаваемой информации за счет использования разностного представления передаваемых выборок. Однако при этом максимальное значение δмакс=εмакс/Uш0=1/2n относительной погрешности квантования при восстановлении на приемной стороне первичного сигнала также обратно пропорционально динамическому диапазону Dп=2n значений первичного сигнала. Поэтому недостатком известной системы цифровой передачи информации также является недостаточная точность передачи информации при фиксированных динамическом диапазоне первичного сигнала и скорости передачи информации.
Технический результат состоит в повышении точности передачи информации при фиксированных значениях динамического диапазона значений первичного сигнала и скорости передачи информации.
Для достижения указанного технического результата в систему цифровой передачи информации, содержащую: на передающей стороне - источник информации, вычитающее устройство, вход суммирования которого подключен к выходу источника информации, и первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - преобразователь код/амплитуда импульса, вход которого соединен с выходом канала связи, и последовательно соединенные интегратор, фильтр нижних частот и получатель информации, введены: на передающей стороне - усилитель и последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь и цифроаналоговый преобразователь, а на приемной стороне - определитель приращения значения выборки, преобразователь приращения значения выборки и формирователь пороговых уровней, при этом вход второго аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу источника информации, выход цифро-аналогового преобразователя соединен с вычитающим входом вычитающего устройства, выход которого подключен через усилитель к входу первого аналого-цифрового преобразователя, выход преобразователя код/амплитуда импульса соединен через определитель приращения значения выборки с сигнальным входом преобразователя приращения значения выборки, выход которого подключен к входу интегратора, а первый, второй, третий и четвертый пороговые входы соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами формирователя пороговых уровней.
В частном варианте выполнения системы цифровой передачи информации преобразователь приращения значения выборки содержит преобразователь значения выборки, блок сравнения и коммутатор, выход которого является выходом преобразователя приращения значения выборки, сигнальный вход которого подключен к сигнальному входу преобразователя значения выборки и к сигнальному входу блока сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами коммутатора, первый, второй и третий сигнальные входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами преобразователя значения выборки, первый и второй пороговые входы которого являются соответственно первым и вторым пороговыми входами преобразователя приращения значения выборки, третьим и четвертым пороговыми входами которого являются соответственно первый и второй опорные входы блока сравнения.
Предлагаемая система цифровой передачи информации обеспечивает уменьшение в 2n максимального значения относительной погрешности квантования при фиксированных значениях динамического диапазона значений первичного сигнала и скорости передачи информации.
Предлагаемая система цифровой передачи информации может быть реализована с помощью известных функциональных элементов.
На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемой системы цифровой передачи информации, на фиг.2 - структурная схема преобразователя приращения значения выборки, в табл.1 показаны значения сигналов в разных сечениях предлагаемой системы цифровой передачи информации в разные моменты дискретизации (i=1,…,23) для частного случая n=4.
Система цифровой передачи информации на передающей стороне содержит источник 1 информации, первый аналого-цифровой преобразователь 2, цифро-аналоговый преобразователь 3 и последовательно соединенные вычитающее устройство 4, усилитель 5 и второй аналого-цифровой преобразователь 6, выход которого соединен с входом канала 7 связи. Выход источника 1 информации подключен к входу первого аналого-цифрового преобразователя 2 и к суммирующему входу вычитающего устройства 4. Выход первого аналого-цифрового преобразователя 2 соединен через цифро-аналоговый преобразователь 3 с вычитающим входом вычитающего устройства 4.
Система цифровой передачи информации на приемной стороне содержит последовательно соединенные преобразователь 8 код/амплитуда импульса, вход которого соединен с выходом канала 7 связи, определитель 9 приращения значения выборки, преобразователь 10 приращения значения выборки, первый, второй, третий и четвертый пороговые входы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам формирователя 11 пороговых уровней, интегратор 12, фильтр 13 нижних частот и получатель 14 информации.
При этом преобразователь 10 приращения значения выборки содержит преобразователь 15 значения выборки, коммутатор 16 и блок 17 сравнения. Сигнальный вход преобразователя 10 приращения значения выборки подключен к сигнальному входу преобразователя 15 значения выборки и к сигнальному входу блока 17 сравнения. Первый и второй пороговые входы преобразователя 10 приращения значения выборки подключены соответственно к первому и второму пороговым входам преобразователя 10 приращения значения выборки. Третий и четвертый пороговые входы преобразователя 10 приращения значения выборки подключены соответственно к первому и второму опорным входам блока 17 сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами коммутатора 16. Первый, второй и третий сигнальные входы коммутатора 16 соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами преобразователя 15 значения выборки, а его выход - с выходом преобразователя 10 приращения значения выборки.
Система цифровой передачи информации функционирует следующим образом.
На передающей стороне с помощью источника 1 информации формируют первичный сигнал Sп(t) с динамическим диапазоном Dп=2n значений. Значения Sп(t-iTд) первичного сигнала Sп(t) в различные моменты дискретизации (i=1,…,23) приведены в столбце 2 табл.1.
Сформированный первичный сигнал Sп(t) подают с выхода источника 1 информации на суммирующий вход вычитающего устройства 4 и на вход первого аналого-цифрового преобразователя 2. На выходе первого аналого-цифрового преобразователя 2 формируют последовательность Sц(t)=∑Sц(t-iTд) кодовых слов (столбец 3 табл.1), содержащих n двоичных символов, путем аналого-цифрового преобразования первичного сигнала Sп(t), выполняемого с периодом Тд дискретизации с шагом квантования d=Uш0/2n, в 2n раз меньшим шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t). Указанную последовательность Sц(t) кодовых слов подают на вход цифро-аналогового преобразователя 3, на выходе которого формируют восстановленный первичный сигнал Sвц(t) (значения Sвц(t-iTд) этого сигнала в различные моменты дискретизации приведены в столбце 4 табл.1) путем цифро-аналогового преобразования сформированной последовательности Sц(t) кодовых слов. Восстановленный первичный сигнал Sвц(t) подают на вычитающий вход вычитающего устройства 4, на выходе которого формируют разностный первичный сигнал SΔ(t)=Sп(t)-Sв(t) (значения SΔ(t-iTд) этого сигнала в различные моменты дискретизации приведены в столбце 5 табл.1) путем вычитания из первичного сигнала Sп(t) восстановленного первичного сигнала Sвц(t), при этом шкала UшΔ=d значений разностного первичного сигнала SΔ(t) равна шагу квантования d.
Сформированный разностный первичный сигнал SΔ(t), имеющий физический смысл погрешности квантования первичного сигнала Sп(t), подают с выхода вычитающего устройства 4 на вход усилителя 5, который усиливает разностный первичный сигнал SΔ(x) в 2n раз.
Усиленный в 2n раз разностный первичный сигнал SΔу(t)=2n×SΔ(t) (значения SΔу(t-iTд) этого сигнала в различные моменты дискретизации приведены в столбце 6 табл.1), шкала UшΔу=2n×d=Uш0 значений которого равна шкале Uш0 значений первичного сигнала Sп(t), подают с выхода усилителя 5 на вход второго аналого-цифрового преобразователя 6, на выходе которого формируют последовательность SΔуц(t)=∑SΔуц(t-iTд) кодовых слов (столбец 7 табл.1), содержащих n двоичных символов, путем аналого-цифрового преобразования усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала SΔу(t), выполняемого с частотой Fд=1/Тд дискретизации с шагом квантования d=шΔу/2n, в 2n раз меньшим шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t).
Сформированную последовательность SΔуц(t) кодовых слов передают с передающей стороны по каналу 7 связи на приемную сторону.
На приемной стороне восстанавливают последовательность выборок Sву(t-iTд) усиленного в 2n раз первичного сигнала Sву(t) путем преобразования последовательности SΔуц(t) кодовых слов, полученных из канала 7 связи.
Для этого полученную из канала 7 связи последовательность SΔуц(t) кодовых слов подают на вход преобразователя 8 код/амплитуда импульса, на выходе которого формируют последовательность выборок SвΔу(t)=∑SвΔу(t-iTд) (столбец 8 табл.1) восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала SвΔу(t).
Указанную последовательность выборок SвΔу(t) подают на вход определителя 9 приращения значения выборки, на выходе которого получают последовательность выборок ΔSвΔу(t)=∑ΔSвΔу(t-iTд) (столбец 9 табл.1), значение ΔSвΔу(t-iTд)=SвΔу(t-iTд)-SвΔу[t-(i-1)Tд] каждой из которых равно приращению значения SвΔу(t-iTд) каждой принятой выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала относительно значения SвΔу[t-(i-1)Tд] предшествующей принятой выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала.
Последовательность выборок ΔSвΔу(t) приращений значений ΔSвΔу(t-iTд) выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала с выхода определителя 9 приращения значения выборки подают на сигнальный вход преобразователя 10 приращения значения выборки.
При этом на первый пороговый вход преобразователя 10 приращения значения выборки с первого выхода формирователя 11 пороговых уровней подают сигнал первого порогового уровня Uп1=+2n×d=Uш0, значение которого равно значению шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t).
На второй пороговый вход преобразователя 10 приращения значения выборки с второго выхода формирователя 11 пороговых уровней подают сигнал второго порогового уровня Uп2=-2n×d=-Uш0, значение которого противоположно значению шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t).
На третий пороговый вход преобразователя 10 приращения значения выборки с третьего выхода формирователя 11 пороговых уровней подают сигнал третьего порогового уровня Uп3=2n-1×d=Uш0./2, значение которого равно значению половины шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t).
На четвертый пороговый вход преобразователя 10 приращения значения выборки с четвертого выхода формирователя 11 пороговых уровней подают сигнал четвертого порогового уровня Uп4=-2n-1×d=-Uш0./2, значение которого противоположно значению половины шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t).
Преобразователь 10 приращения значения выборки функционирует следующим образом. С сигнального входа преобразователя 10 приращения значения выборки последовательность ΔSвΔу(t) выборок приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала подают на сигнальный вход преобразователя 15 значения выборки и на сигнальный вход блока 17 сравнения.
При этом на первый и второй пороговые входы преобразователя 15 значения выборки с первого и второго пороговых входов преобразователя 10 приращения значения выборки соответственно подают значения первого и второго пороговых уровней Uп1=+2n×d=Uш0 и Uп2=-2n×d=-Uш0.
На первом выходе преобразователя 15 значения выборки получают суммарные значения S∑1(t-iTд)=[ΔSвΔу(t-iTд)+2n×d] приращений значений ΔSвΔу(t-iTд) выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала и значений первого порогового уровня Uп1.
На втором выходе преобразователя 15 значения выборки получают значения ΔSвΔу(t-iTд) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала.
На третьем выходе преобразователя 15 значения выборки получают суммарные значения S∑2(t-iTд)=[ΔSвΔу(t-iTд)-2n×d] приращений значений ΔSвΔу(t-iTд) выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала и значений второго порогового уровня Uп2.
Преобразованные выборки со значениями S∑1(t-iTд), ΔSвΔу(t-iTд) и S∑2(t-iTд) соответственно с первого, второго и третьего выходов преобразователя 15 значения выборки подают соответственно на первый, второй и третий сигнальные входы коммутатора 16. При этом на первый и второй управляющие входы коммутатора 16 поступают управляющие сигналы соответственно с первого и второго выходов блока 17 сравнения.
На первый и второй опорные входы второго блока 17 сравнения с третьего и четвертого пороговых входов преобразователя 10 приращения значения выборки соответственно подают значения третьего и четвертого пороговых уровней Uп3=+2n-1×d=Uш0./2 и Uп4=-2n-1×d=-Uш0./2.
Блок 17 сравнения сравнивает значения ΔSвΔу(t-iTд) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала со значением Uп3 третьего порогового уровня и формирует на первом выходе либо сигналы логических «1», если значения ΔSвΔу(t-iТд) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала превышают значение Uп3 третьего порогового уровня, либо сигналы логического «0», если значение Uп3 третьего порогового уровня превышает значения ΔSвΔу(t-iTд) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала. Кроме того, блок 17 сравнения сравнивает значения ΔSвΔу(t-iTд) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала со значением Uп4 четвертого порогового уровня и формирует на первом выходе либо сигналы логических «1», если значения ΔSвΔу(t-iTд) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала превышают значение Uп4 четвертого порогового уровня, либо сигналы логического «0», если значение Uп4 четвертого порогового уровня превышает значения ΔSвΔу(t-iTд) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала.
На выход коммутатора 16 проходят преобразованные выборки со значениями S∑1(t-iTд) с его первого входа, если на его первом и втором управляющих входах действуют сигналы логического «0». Если на втором управляющем входе коммутатора 17 действуют сигналы логической «1», то на его выход проходят либо преобразованные выборки с значением ΔSвΔу(t-iTд) с его второго входа, если на его первом управляющем входе действует сигнал логического «0», либо преобразованная выборка с значением S∑2(t-iTд) с его третьего входа, если на его первом управляющем входе действует сигнал логической «1».
В результате на выходе коммутатора 16 и на выходе преобразователя 10 приращения значения выборки получают преобразованную последовательность выборок ΔSвΔупр(t-iTд)=∑ΔSвΔупр(t-iTд) (столбец 10 табл.1) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала, значение ΔSвΔупр(t-iTд) каждой из которых определяется по следующему правилу: при превышении значением модуля приращения значения каждой выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала значения 2n-1×d=Uш0./2 половины шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t) и при отрицательном значении указанного приращения ΔSвΔу(t-iTд) значение ΔSвΔупр(t-iTд) каждого преобразованного приращения значения выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала определяют путем суммирования значения ΔSвΔу(t-iTд) соответствующего приращения значения выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала и значения Uш0=2n×d шкалы первичного сигнала Sп(t); при превышении значением модуля приращения значения каждой выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала значения 2n-1×d=Uш0./2 половины шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t) и при положительном значении указанного приращения ΔSвΔу(t-iTд) значение ΔSвΔупр(t-iTд) каждого преобразованного приращения значения выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала определяют путем вычитания из значения ΔSвΔу(t-iTд) соответствующего приращения значения выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала значения Uш0=2n×d шкалы первичного сигнала Sп(t); при превышении значения 2n-1×d=Uш0./2 половины шкалы Uш0 значений первичного сигнала Sп(t) значения модуля приращения значения каждой выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала значение ΔSвΔупр(t-iTд) каждого преобразованного приращения значения выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала равно значению ΔSвΔу(t-iTд) соответствующего приращения значения выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала.
Преобразованную последовательность выборок ΔSвΔупр(t) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала подают с выхода преобразователя 10 приращения значения выборки на вход интегратора 12, на выходе которого формируют восстановленную последовательность выборок Sву(t)=∑Sву(t-iTд) (столбец 11 табл.1) усиленного в 2n раз первичного сигнала путем преобразования преобразованной последовательности выборок ΔSвΔупр(t) приращений значений выборок восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала, для чего значение Sву(t-iTд) каждой восстановленной выборки усиленного в 2n раз первичного сигнала определяют путем суммирования значения Sву[t-(i-1)Tд] предшествующей восстановленной выборки усиленного в 2n раз первичного сигнала и соответствующего значения ΔSвΔупр(t-iTд) каждого преобразованного приращения значения выборки восстановленного усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала.
Восстановленную последовательность выборок Sву(t)=∑Sву(t-iTд) усиленного в 2n раз первичного сигнала подают с выхода интегратора 12 на вход фильтра 13 нижних частот с частотой среза Fср=Fд/2, равной половине частоты дискретизации.
На выходе фильтра 13 нижних частот восстанавливают усиленный в 2n раз первичный сигнал Sву(t)=2n×Sв(t), который подают на вход получателя 14 информации.
Предлагаемая система цифровой передачи информации, так же, как и известные системы цифровой передачи информации, обеспечивает формирование на передающей стороне первичного сигнала Sп(t) с динамическим диапазоном Dп=2n значений. В отличие от известных систем цифровой передачи информации предлагаемая система цифровой передачи информации предполагает восстановление на приемной стороне усиленного в 2n раз первичного сигнала Sву(t)=2n×Sв(t) с динамическим диапазоном Dву=2n×Dп=22n значений.
При этом шаг d=Uш0/2n квантования первичного сигнала Sп(t) равен шагу квантования усиленного в 2n раз разностного первичного сигнала SΔу(t) и равен шагу квантования усиленного в 2n раз первичного сигнала Sву(t), из которого восстанавливают усиленный в 2n раз первичный сигнал Sву(t).
Поэтому максимальное значение δмакс.пр=εмакс/(2n×Uш0)=1/22n относительной погрешности квантования при восстановлении на приемной стороне первичного сигнала в предлагаемой системе цифровой передачи информации обратно пропорционально динамическому диапазону Dву значений восстановленного первичного сигнала, что в 2n раз меньше, чем для известных систем цифровой передачи информации.
В случае необходимости восстановленный усиленный в 2n раз первичный сигнал Sву(t) ослабляют в 2n раз с помощью соответствующего аттенюатора, включаемого между фильтром 13 нижних частот и получателем 14 информации. При этом на вход получателя 14 информации подают восстановленный первичный сигнал Sв(t)) (значения Sв(t-iTд) этого сигнала в различные моменты дискретизации приведены в столбце 12 табл.1) с динамическим диапазоном Dв=Dп=2n значений и шагом dв=Uш0/22n квантования. Поэтому максимальное значение δмакс.пр=εмакс/(2n×Uш0)=1/22n относительной погрешности квантования при восстановлении на приемной стороне первичного сигнала также в 2n раз меньше, чем в известных системах цифровой передачи информации.
Таким образом, достигается технический результат - повышение точности передачи информации при фиксированных значениях динамического диапазона значений первичного сигнала и скорости передачи информации.
Литература
1. 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.204-205.
2. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: Учебник для вузов / В.В.Крухмалев, В.Н.Гордиенко, А.Д.Моченов и др.; Под. ред. В.Н.Гордиенко и В.В.Крухмалева. - М.: Горячая линия. - Телеком, 2004, с.238-239.
| Табл. 1 | |||||||||||
| СИСТЕМА ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ | |||||||||||
| i | Sп(t-iTд) | Sц(t-iTд) | Sвц(t-iTд) | SΔ(t-iTд) | SΔу(t-iTд) | SΔуц(t-iTд) | SвΔу(t-iTд) | ΔSвΔу(t-iTд) | ΔSвΔупр(t-iTд) | Sву(t-iTд) | Sв(t-iTд) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 1 | 0 | 0000 | 0 | 0 | 0 | 0000 | 0 | -4 | -4 | 0 | 0 |
| 2 | 0,4375 | 0000 | 0 | 0,4375 | 7 | 0111 | 7 | 7 | 7 | 7 | 0,4375 |
| 3 | 0,8125 | 0000 | 0 | 0,8125 | 13 | 1101 | 13 | 6 | 6 | 13 | 0,8125 |
| 4 | 1,25 | 0001 | 1 | 0,25 | 4 | 0100 | 4 | -9 | 7 | 20 | 1,25 |
| 5 | 1,4375 | 0001 | 1 | 0,4375 | 7 | 0111 | 7 | 3 | 3 | 23 | 1,4375 |
| 6 | 1,125 | 0001 | 1 | 0,125 | 2 | 0010 | 2 | -5 | -5 | 18 | 1,125 |
| 7 | 0,75 | 0000 | 0 | 0,75 | 12 | 1100 | 12 | 10 | -6 | 12 | 0,75 |
| 8 | 0,625 | 0000 | 0 | 0,625 | 10 | 1010 | 10 | -2 | -2 | 10 | 0,625 |
| 9 | 0,6875 | 0000 | 0 | 0,6875 | 11 | 1011 | 11 | 1 | 1 | 11 | 0,6875 |
| 10 | 0,9375 | 0000 | 0 | 0,9375 | 15 | 1111 | 15 | 4 | 4 | 15 | 0,9375 |
| 11 | 1,3125 | 0001 | 1 | 0,3125 | 5 | 0101 | 5 | 10 | 6 | 21 | 1,3125 |
| 12 | 1,75 | 0001 | 1 | 0,75 | 12 | 1100 | 12 | 7 | 7 | 28 | 1,75 |
| 13 | 1,375 | 0001 | 1 | 0,375 | 6 | 0110 | 6 | -6 | -6 | 22 | 1,375 |
| 14 | 1 | 0001 | 1 | 0 | 0 | 0000 | 0 | -6 | -6 | 16 | 1 |
| 15 | 1,3125 | 0001 | 1 | 0,3125 | 5 | 0101 | 5 | 5 | 5 | 21 | 1,3125 |
| 16 | 1,6875 | 0001 | 1 | 0,6875 | 11 | 1011 | 11 | 6 | 6 | 27 | 1,6875 |
| 17 | 2,0625 | 0010 | 2 | 0,0625 | 1 | 0001 | 1 | 10 | 6 | 33 | 2,0625 |
| 18 | 2,0625 | 0010 | 2 | 0,0625 | 1 | 0001 | 1 | 0 | 0 | 33 | 2,0625 |
| 19 | 2,0625 | 0010 | 2 | 0,0625 | 1 | 0001 | 1 | 0 | 0 | 33 | 2,0625 |
| 20 | 1,875 | 0001 | 1 | 0,875 | 14 | 1110 | 14 | 13 | -3 | 30 | 1,875 |
| 21 | 1,4375 | 0001 | 1 | 0,4375 | 7 | 0111 | 7 | -7 | -7 | 23 | 1,4375 |
| 22 | 1 | 0001 | 1 | 0 | 0 | 0000 | 0 | -7 | -7 | 16 | 1 |
| 23 | 0,5625 | 0000 | 0 | 0,5625 | 9 | 1001 | 9 | 9 | -7 | 9 | 0,5625 |
| 24 | 0 | 0000 | 0 | 0 | 0 | 0000 | 0 | -4 | -4 | 0 | 0 |
1. Система цифровой передачи информации, содержащая на передающей стороне источник информации, вычитающее устройство, вход суммирования которого подключен к выходу источника информации, и первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - преобразователь код/амплитуда импульса, вход которого соединен с выходом канала связи, и последовательно соединенные интегратор, фильтр нижних частот и получатель информации, отличающаяся тем, что введены на передающей стороне усилитель и последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь и цифроаналоговый преобразователь, а на приемной стороне - определитель приращения значения выборки, преобразователь приращения значения выборки и формирователь пороговых уровней, при этом вход второго аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу источника информации, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вычитающим входом вычитающего устройства, выход которого подключен через усилитель к входу первого аналого-цифрового преобразователя, выход преобразователя код/амплитуда импульса соединен через определитель приращения значения выборки с сигнальным входом преобразователя приращения значения выборки, выход которого подключен к входу интегратора, а первый, второй, третий и четвертый пороговые входы соединены соответственно с первым, вторым, третьем и четвертым выходами формирователя пороговых уровней.
2. Система цифровой передачи информации по п.1, отличающаяся тем, что преобразователь приращения значения выборки содержит преобразователь значения выборки, блок сравнения и коммутатор, выход которого является выходом преобразователя приращения значения выборки, сигнальный вход которого подключен к сигнальному входу преобразователя значения выборки и к сигнальному входу блока сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами коммутатора, первый, второй и третий сигнальные входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами преобразователя значения выборки, первый и второй пороговые входы которого являются соответственно первым и вторым пороговыми входами преобразователя приращения значения выборки, третьим и четвертым пороговыми входами которого являются соответственно первый и второй опорные входы блока сравнения.
