Устройство передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты

Изобретение относится к системам радиотелеметрии, в частности к устройствам передачи телеметрической информации в космической отрасли. Технический результат заключается в повышении количества передаваемой видеоинформации в полосе частот используемого радиоканала. Технический результат достигается за счет устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты, содержащего генератор тактовых частот, первый коммутатор, первый сумматор, блок фазовой автоподстройки частоты, усилитель мощности, видеокамеру, формирователь видеомаркера, второй коммутатор и дискретизатор видеоинформации, в которое введены мультиплексор и первый, и второй блоки уплотнения строк, состоящие каждый из ключа, первой линии задержки, схемы попарного сравнения, формирователя среднеарифметических значений, регистра, цифроаналогового преобразователя, второго сумматора и второй линии задержки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к системам радиотелеметрии, в частности к устройствам передачи телеметрической информации в космической отрасли.

Известно устройство для передачи информации по двум параллельным каналам, содержащее опорный генератор, два управляемых генератора, два фазовых детектора, умножитель, смеситель, дифференцирующий элемент, фильтр, управляющий элемент, два усилителя, формирователь сигналов управления, блок памяти, модулятор и два усилителя мощности (а.с. СССР №938417, 1982).

Однако применение такого устройства в телеметрии потребовало бы использования неоправданно большой полосы частот в эфире и применения большого числа приемных трактов, что сложно и дорого. Также невозможно передать видеоинформацию о процессах на удаленном от земли объекте наблюдения.

Известно также устройство передачи телеметрической информации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом модуляции несущей частоты, содержащее генератор тактовых частот, делитель частоты, формирователь маркерного импульса, ключ, коммутаторы тактовых частот, частотные модуляторы, фазовые детекторы, управляемые генераторы, опорный генератор, усилители мощности и сумматор мощности (Патент РФ №2236754, 2004).

Недостатком этого технического решения является то, что оно не позволяет передать видеоизображение в полосе частот используемого радиоканала без значительного расширения числа каналов и усложнения аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство, содержащее генератор тактовых частот, делитель частоты, формирователь маркерного импульса, фазовый детектор, частотный модулятор, управляемый генератор, усилитель мощности, опорный генератор несущих частот, два коммутатора, сумматор, формирователь частотной «подставки», видеокамеру, селектор видеосинхроимпульсов, формирователь видеомаркера и дискретизатор видеоинформации (Патент РФ №2571731, 2015).

Недостатком этого технического решения является ограниченная информативность телеметрической видеоинформации, передаваемой по радиоканалу, подвергающемуся активному воздействию помех.

Ожидаемым техническим результатом устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты является возможность повысить количество передаваемой видеоинформации в полосе частот используемого радиоканала.

Для этого в устройство передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых частот (1), первый коммутатор (2), имеющий L информационных входов, первый сумматор (3), блок фазовой автоподстройки частоты (4), второй вход которого соединен со вторым выходом генератора тактовых импульсов (1), и усилитель мощности (5), подключенные ко второму входу первого сумматора (3) последовательно соединенные видеокамеру (6), формирователь видеомаркера (7) и второй коммутатор (8), дискретизатор видеоинформации (9), связанный первым входом с выходом видеокамеры (6), а вторым входом - с выходом формирователя видеомаркера (7), третий выход генератора тактовых импульсов (1) подключен ко второму входу формирователя видеомаркера (7) и второму входу второго коммутатора (8), введены мультиплексор (17) и блок уплотнения строк (19).

Первый вход блока уплотнения строк (19) соединен с выходом формирователя видеомаркера (7), второй вход соединен с выходом дискретизатора видеоинформации (9), третий вход соединен с четвертым выходом генератора тактовых частот (1), четвертый вход объединен с третьим выходом генератора тактовых частот (1) и первым входом мультиплексора (17). Выход блока уплотнения строк подключен ко второму входу мультиплексора (17). Выход мультиплексора 17 подключен к третьему входу второго коммутатора (8).

Блок уплотнения строк (19) содержит последовательно соединенные ключ (10), первый вход которого является вторым входом блока уплотнения строк (19), первую линию задержки (11) и схему попарного сравнения (12), второй вход которой связан со вторым выходом ключа (10) через формирователь среднеарифметических значений (13), третий вход схемы попарного сравнения соединен с третьим входом ключа (10) и является первым входом блока уплотнения строк (19), N выходов схемы попарного сравнения (12) подключены через последовательно соединенные регистр (14), цифроаналоговый преобразователь (15), второй вход которого соединен с четвертым входом схемы попарного сравнения (12) и является четвертым входом блока уплотнения строк (19), и второй сумматор (16) с выходом блока уплотнения строк (19), а также вторую линию задержки (18), первый вход которой соединен со вторым входом первой линии задержки (11) и является третьим входом блока уплотнения строк (19), второй вход соединен с выходом формирователя среднеарифметических значений (13), а выход соединен со вторым входом второго сумматора (16).

Дополнительное улучшение качества передаваемого сигнала может быть достигнуто при раздельной обработке четных и нечетных строк. Для этого в устройство передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты введен второй блок уплотнения строк (20), первый, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым, третьим и четвертым входами первого блока уплотнения строк (19), а второй вход подключен ко второму выходу дискретизатора видеоинформации (7), причем во втором блоке уплотнения строк (20) первый и второй выходы ключа (10) подключены соответственно к входу формирователя среднеарифметических значений (13) и первому входу первой линии задержки (11), а выход второго блока уплотнения строк связан с третьим входом мультиплексора.

На фиг. 1 приведена структура сигналов при уплотнении видеоинформации, в том числе:

а) сигналы видеоинформации (в виде аналоговых импульсов) с выхода дискретизатора видеоинформации;

б) сигналы видеоинформации (после прореживания в блоке уплотнения строк) на входе мультиплексора.

На фиг. 2 приведена схема по п. 1 устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты.

На фиг. 3 приведена схема по п. 2 устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты.

Устройство работает следующим образом: коммутатор (2) осуществляет сбор измерительной информации от L датчиков, формируя первый поток (телеметрической) информации, который представляет собой последовательно скоммутированные сигналы от измерительных датчиков и служебные сигналы (маркерный импульс, калибровка). Коммутатор (8) осуществляет прием видеоинформации от видеокамеры (9). Оба коммутатора (2, 8) синхронизируются от одного генератора тактовых частот (1), работающего на частоте Fтак.

Высокочастотная и высокоинформативная видеоинформация поступает на дискретизатор видеоинформации (7). Видеоинформация при помощи последовательности тактовых импульсов с частотой F=(2N/(N+1))×Fтак и синхронизирующих импульсов, выделенных из видеоинформации, оптимизируется с учетом последующего сжатия под допустимую информативность частотой (2N/(N+1))×J радиоканала, согласно соотношению

J=P×H×G×K, где

Р - количество пикселей в строке видеокадра,

Н - количество строк в видеокадре,

G - количество кадров,

K - число информационных каналов в потоке.

Сжатие видеоинформации осуществляется в блоке (19) (фиг. 2) или отдельно по четным и нечетным строкам в блоках (19, 20) (фиг. 3). Рассмотрим работу одного такого блока. Оптимизированные после дискретизатора видеоинформации (7) видеоимпульсы разделяются ключом (10) на последовательности четных и нечетных видеоимпульсов. Из каждой пары последовательно следующих нечетных видеоимпульсов формирователь среднеарифметических значений (13) формирует среднеарифметическое значение и подает на схему попарного сравнения (12). На другой вход схемы попарного сравнения (12) поступают задержанные четные видеоимпульсы и сравниваются со среднеарифметическим значением окружающих их нечетных видеоимпульсов.

Количество пар сравниваемых видеоимпульсов (N) соответствует разрядности регистра (14) и определяется допустимым уровнем шумов используемого радиоканала. Этот код с помощью цифроаналогового преобразователя (15) преобразуется в аналоговый вид и суммируется на втором сумматоре (16) с последовательностью нечетных видеоимпульсов, задержанных второй линией задержки (18) на время этого преобразования. Таким образом, вместо посылки 2×N видеоимпульсов, мы имеем посылку N+1 видеоимпульсов, не потеряв существенно видеоинформацию. Это позволяет при тех же параметрах радиоканала передать видеоинформацию либо с большим разрешением, либо с большей частотой кадров. Далее видеоимпульсы четных и нечетных строк с помощью мультиплексора (17) подаются на второй коммутатор (8), где формируется второй (видеотелеметрический) поток.

Блок фазовой автоподстройки частоты (4) обеспечивает подстройку несущей частоты потока по уровню маркерного импульса, значение которого соответствует середине измерительной шкалы потока и номинальному значению несущей частоты излучаемого сигнала. Работа блока фазовой автоподстройки частоты (4) обеспечивает привязку несущих частот потоков 1 и 2 между собой.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить почти в 2 раза количество передаваемой видеоинформации в полосе частот используемого радиоканала, что позволит увеличить либо разрешение видеоизображения, либо частоту видеокадров.

1. Устройство передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых частот, первый коммутатор, имеющий L информационных входов, первый сумматор, блок фазовой автоподстройки частоты, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора тактовых импульсов, и усилитель мощности, подключенные ко второму входу первого сумматора последовательно соединенные видеокамеру, формирователь видеомаркера и второй коммутатор, дискретизатор видеоинформации, связанный первым входом с выходом видеокамеры, а вторым входом с выходом формирователя видеомаркера, третий выход генератора тактовых импульсов подключен ко второму входу формирователя видеомаркера и второму входу второго коммутатора, отличающееся тем, что в него введены мультиплексор и блок уплотнения строк, первый вход блока уплотнения строк соединен с выходом формирователя видеомаркера, второй вход соединен с выходом дискретизатора видеоинформации, третий вход соединен с четвертым выходом генератора тактовых частот, четвертый вход объединен с третьим выходом генератора тактовых частот и первым входом мультиплексора, выход блока уплотнения строк подключен ко второму входу мультиплексора, выход мультиплексора подключен к третьему входу второго коммутатора, блок уплотнения строк содержит последовательно соединенные ключ, первый вход которого является вторым входом блока уплотнения строк, первую линию задержки и схему попарного сравнения, второй вход которой связан со вторым выходом ключа через формирователь среднеарифметических значений, третий вход схемы попарного сравнения соединен с третьим входом ключа и является первым входом блока уплотнения строк, N выходов схемы попарного сравнения подключены через последовательно соединенные регистр, цифроаналоговый преобразователь, второй вход которого соединен с четвертым входом схемы попарного сравнения и является четвертым входом блока уплотнения строк, и второй сумматор - с выходом блока уплотнения строк, а также вторую линию задержки, первый вход которой соединен со вторым входом первой линии задержки и является третьим входом блока уплотнения строк, второй вход соединен с выходом формирователя среднеарифметических значений, а выход соединен со вторым входом второго сумматора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введен второй блок уплотнения строк, первый, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым, третьим и четвертым входами первого блока уплотнения строк, а второй вход подключен ко второму выходу дискретизатора видеоинформации, причем во втором блоке уплотнения строк первый и второй выходы ключа подключены соответственно к входу формирователя среднеарифметических значений и первому входу первой линии задержки, а выход второго блока уплотнения строк связан с третьим входом мультиплексора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для передачи сообщений с подводной лодки, находящейся в погруженном состоянии. Технический результат состоит в передаче сообщений с подводной лодки бесконтактным методом.

Изобретение относится к области техники систем мобильной связи Задачей изобретения является предоставление гарантии, что пользовательское оборудование (UE) в смешанной сети: сотовой и связи устройства с устройством (D2D), может работать должным образом при переходе передачи между сотовым подкадром и подкадром RX D2D или между подкадром TX D2D и подкадром RX D2D.

Изобретение относится к области техники систем мобильной связи Задачей изобретения является предоставление гарантии, что пользовательское оборудование (UE) в смешанной сети: сотовой и связи устройства с устройством (D2D), может работать должным образом при переходе передачи между сотовым подкадром и подкадром RX D2D или между подкадром TX D2D и подкадром RX D2D.

Изобретение относится к области связи, использующей беспроводные сети, основанные на передаче сообщений через ненадежную среду, и осуществления беспроводной связи в LTE сетях с предоставлением гибридного автоматического запроса повторной передачи (HARQ).

Изобретение относится к системе беспроводной связи и предназначено для конфигурирования кадра, включающего в себя Идентификатор Частичной Ассоциации (PAID). Способ для передачи кадра в Станции (STA) системы беспроводной связи в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения содержит этап, на котором передают кадр, содержащий поле PAID, и если упомянутый кадр не является управляющим кадром, когда упомянутый кадр является кадром восходящей линии связи, который должен быть передан Точке Доступа (AP), значение поля PAID может быть задано равным значению, отличающемуся от 0, которое вычисляется на основе BSSID (ID Базового Набора Служб) AP; и если упомянутый кадр является управляющим кадром, когда упомянутый кадр является кадром восходящей линии связи, значение поля PAID может быть задано равным 0.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи.

Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи и предназначено для конфигурирования протокольного блока данных управления доступом к среде (MAC PDU). Способ содержит: формирование, первым UE, MAC PDU, включающего в себя ID источника, ID цели, множество ID логических каналов и множество MAC SDU, причем каждый MAC SDU передается от первого UE, идентифицированного посредством ID источника, к каждому второму UE, идентифицированному посредством ID цели, через логический канал, идентифицированный посредством одного из множества ID логических каналов; передачу MAC PDU к по меньшей мере одному второму UE через интерфейс, причем интерфейс сконфигурирован непосредственно между первым UE и упомянутым по меньшей мере одним вторым UE.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в использовании улучшенных технологий для переключения между нисходящим и восходящим каналами передачи в динамической системе TDD.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах связи с произвольным доступом. Технический результат состоит в повышении пропускной способности.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах мобильной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности каналов передачи.

Изобретение относится к области спутникового радиоконтроля и может быть использовано при поиске и локализации позиций земных станций (ЗС) спутниковой связи - источников помех стволам с прямой ретрансляцией спутников-ретрансляторов (СР) на геостационарной орбите.

Группа изобретений относится к медицине. Зондовое устройство для ультразвуковой диагностической визуализации содержит: блок выполнения соединения, который выполняет процедуру соединения зондового устройства с устройством ультразвуковой визуализации посредством Персональной системы основных служб (PBSS), которая соответствует стандарту WiGig Альянса гигабитной беспроводной связи (WGA); блок формирования кадров, который формирует кадр данных с форматом, подходящим для PBSS, используя эхо-сигнал, принятый посредством преобразователя; блок беспроводной связи, который передает кадр данных на устройство ультразвуковой визуализации, используя сигнальный канал в частотном диапазоне 60 ГГц посредством PBSS.

Предлагаемый модем относится к технике связи и может быть использован в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), в службе единого времени и частоты, а также для обмена информацией между наземными пунктами, разнесенными на большие расстояния, с использованием геостационарного ИСЗ-ретранслятора.

Изобретение относится к области технологии применения противопожарной техники, а именно к управлению мобильными робототехническими средствами пожаротушения. Способ группового управления мобильными наземными и воздушными робототехническими средствами обеспечивает управление роботами по радиоканалам и спутниковому каналу связи.

Изобретение относится к мобильной связи. Раскрыт способ выполнения связи от устройства к устройству (D2D) пользовательским оборудованием в системе беспроводной связи.

Изобретение относится к системе беспроводной связи и относится к способу передачи/приема информации, связанной с идентификацией ассоциации (AID), причем способ передачи/приема содержит: этап, на котором вторая STA, имеющая линию прямой связи с первой STA, принимает от первой STA кадр объявления, связанный с обновленным AID; и этап, на котором вторая STA передает кадр ACK в ответ на кадр объявления, причем кадр объявления содержит одну или более пар AID-MAC-адрес, и вторая STA обновляет AID станции (STA), соответствующей одной или более парам AID-MAC-адрес.

Изобретение относится к области беспроводной связи, более конкретно, варианты осуществления относятся к области протоколов связи между беспроводными передатчиками и приемниками.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводных системах связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности за счет использования технологий, относящихся к поддержанию беспроводных соединений между станциями (STA).

Изобретение относится к системам радиосвязи, которые используют ретрансляторы с многостанционным доступом, и направлено на создание многоступенчатых систем ретрансляции на базе полносвязных кластеров с восстановлением информации в каждом кластере.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводном компьютере, который образует пару с удаленным устройством представления аудио-видео, таким как телевизор.

Изобретение относится к мобильной связи. Технический результат заключается в обеспечении возможности для базовой станции гибким образом конфигурировать терминал для возврата информации CSI различных типов, что позволяет базовой станции гибко и динамично собирать данные CSI и осуществлять процесс точной автоматической настройки линии связи и передачи данных, а также сокращать объем служебных данных обратной связи в восходящей линии и упрощать измерения характеристик терминала.

Изобретение относится к системам радиотелеметрии, в частности к устройствам передачи телеметрической информации в космической отрасли. Технический результат заключается в повышении количества передаваемой видеоинформации в полосе частот используемого радиоканала. Технический результат достигается за счет устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной модуляции несущей частоты, содержащего генератор тактовых частот, первый коммутатор, первый сумматор, блок фазовой автоподстройки частоты, усилитель мощности, видеокамеру, формирователь видеомаркера, второй коммутатор и дискретизатор видеоинформации, в которое введены мультиплексор и первый, и второй блоки уплотнения строк, состоящие каждый из ключа, первой линии задержки, схемы попарного сравнения, формирователя среднеарифметических значений, регистра, цифроаналогового преобразователя, второго сумматора и второй линии задержки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх