Устройство для передачи сообщений со сжатием данных

 

748485

Согоэ Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51) М. Кл.

6 08 С 19/28 (22) Заявлено 17.06.77 (21) 2495946/18 — 24 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.80 Бюллетень № 26 (53) УД К 621.398 (088.8) Jl,àTà опубликования ог1исания 15.07.80

О. Б. Коростелев, Ю. Н. Костин, Н. Н. Михальченко, Ю. А. Онищенко и В. А. Толокольников (72) Авторы изобретения

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СООБ)цЕНИЙ С0 СЖАТИЕМ

ДАННЫХ

Изобретение относится к технике передачи непрерывных сообгцений и может быть использовано в системах связи и передачи данных.

Известны устройсгва для передачи сообщений, содержащие регистр текущей выборки, элементы И, ИЛИ, регистры максимальной и минимальной выборок, сумматор, блок сравнения, элемент задержки (1). Эффективность работы таких устройств резко снижается при наложении на передаваемое сообгцение шумов, и они

to имеют неравномерный поток выходных данных.

Известны также передатчики устройств для телеизмерения, содержащие блок отбора информации, адаптивный дискретизатор, блок уставок адаптивного дискретизатора, блок вре15 мени, анализатор частоты отсчетов и выходной блок (2).

В таких устройствах достигается равномерный поток выходных данных путем изменения точности передаваемых сообщений и они также не дают эффективного сжатия сообщений в присутствии помех.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для передачи информации

2 со сжатием данных, содержащее коммутатор, первый и второй выходы которого подключены соответствегпго к первым входам блока оценки интервала корреляции и первой ячейки памяти и через блок вычисления характеристик помех к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом блока ключей, к информационным входам которого подключены выходы ячеек блока памяти, выход блока ключей и второй выход блока управления подключены ко входам сумматора, выход. блока сравнения соединен с первым входом ячейки существенных отсчетов блока памяти, выход каждой предыдущей ячейки блока памяти подключен ко входу каждой последующей ячейки блока памяти, выходы синхронизатора соединены с сннхронизирующими входами блока сравнения и блока управления, регистр выдачи, регистр сдвига оценок и регистр контрольных величин (3) .

Недостатком этого устройства является неравномерный поток выходных отсчетов. Неравномерность обусловлена случайным харак7 48485

15 30 тером формирования существенных отсчетов.

-Вторым недостатком устройства является отсутствие свяэи между блоком оценки интервала корреляции и блоком памяти, что приводит к усложнению блока"оценкй= ийтервалакорреляции. Третьим недостатком устройства является длительное время выполнения операции сравнения оценки входного параметра и контрольной величины, которая осуществляется поразрядно с помощью сдвигающих ре- 1О гистров, Целью изобретения является повышение быстродействия устройства, Цель достигается введением блока ассоциа. тивной выборки, выход сумматора соединен со вторым входом ячейки существенных отсчетов блока памяти и с первым входом блока сравнения, выход которого подключен ко второму входу первой ячейки блока памяти, выход ячейки существенных отсчетов блока памяти соединен с соответствующим входом блока ключей, выходы ячеек блока памяти подключены к соответствующим входам блока оценки интервала корреляции и блока ассоциативной выборки, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока сравнения и со входом регистра выдачи.

Существенные отсчеты считываются для передачи в регистр выдачи равномерно во времени с помощью блока ассоциативной выборки; на блок оценки интервала корреляции подаются одновременно несколько отсчетов входного сигнала из блока памяти, образующих интервал, на котором анализируется количество-пересечений нулевого уровня, на сумматор, из блока памяти, через блок ключей подается последний существенный отсчет со знаком минус, в результате чего на сумматоре вычисляется разность оценки текущего входного 4О отсчета и оценки последнего существенного отсчета, подаваемая затем на блок сравнения с целью решения вопроса о значимости текущего отсчета.

На чертеже представлена функциональная 45 схема предлагаемого устройства передачи сообщений, состоящего из коммутатора 1, ячеек памяти 21 — 2>, входящих в состав блока памяти 3, блока оценки интервала корреляции

4, блока вычисления характеристик помех 5, блока управления 6 и сумматора 7, входящих в блок 8 вычисления оценок входных сигналов, блока ключей 9, блока ассоциативной выборки 10, входов устройства 11, блока сравнения 12, регистра выдачи 13; ячейки существенных отсчетов 14, синхронизатора 15, выходов устройства 16 и 17.

Рассмотрим работу устройства передачи информации. Для простоты предположим,что

4 устройство является одноканальным. В момент первого опроса -го канала коммутатор 1 пропускает первый отсчет . ьц на вход ячейки

2 блока памяти 3, где он запоминается, и на вход блока оценки интервала корреляции 4, При этом на вход блока вычисления характеристик помех 5 подается аналоговый сигнал с аналогового выхода коммутатора.

Блок оценки интервала корреляции анализирует поступающие из ячеек блока памяти 3 К прошедших отсчетов входного процесса и подсчитывает среднее число нулей среди поступивших значений. Так как ячейки 2 -2 при приеме. первого отсчета остаются пустыми, блок оценки интервала корреляции выдает в вычислительный блок сигнал об отсутствии корреляции процесса.

Следует отметить, что в прототипе получение нового значения числа нулевых отсчетов в блоке оценки интервала корреляции требует отрезка времени, равного Н периодам дискретизации

I входного процесса, в то время как в данном— только одного периода дискретизации, Блок вычисления характеристик помех 5 на основании анализа процесса, поступающего с аналогового выхода коммутатора 1, вычисляет характеристики помехи и также передает информацию о ней в блок управления 6 блока вычислений оценок входных сигналов 8.

Блок управления 6 предназначен для управления сумматором 7 и блоком ключей 9.

По сигналу от блока 6 блок ключей 9 подклю. чает ко входу сумматора 7 такое количество ячеек блока памяти 3, чтобы получить наилучшую оценку входного отсчета путем взвешенного суммирования содержимого ячеек памяти на сумматоре, Так как рассматриваемая выборка является

3 первой, то блок управчения 6 по сигналу отсутствия корреляции из блока 4 подключит ко входу сумматора с помощью блока ключей 9 только одну ячейку 2 иэ блока памяти.

При обработке первого отсчета синхронизатор 15 выдает управляющий сигнал в блок сравнения 12, который формирует сигнал неизбыточности ячеек 14 и 2 . По этому сигналу в ячейку 14 переписывается оценка отсчета с выхода сумматора, а в ячейку 2 заносится ассоциативный признак неизбыточности отсчета, содержащегося в этой ячейке (таким признаком может являться, например, единица, в специально отведенном разряде ячейки).

Аналогичным образом обрабатываются первые отсчеты.Я„„по всем каналам (=-1,2,3...г1), где и — число каналов. Обработка вторых — S2„è последующих 5„» отсчетов происходит следующим образом.

Пусть в момент 1„коммутатор 1 коммутирует ь -й канал. Тогда на цифровом выходе

748485 коммутатора появится отсчет 5к„, который. подается в ячейку 2, блока памяти 3, где он запоминается. Одновременно происходит последовательная перезапись содержимого ячеек памяти в ячейки с большим индексом:

2,, 2„, 2-н-2. м- .,4- < w ji", 2i 2

В момент перезаписи отсчеты с выходов ячеек памяти 2,— 2„, а также с цифрового выхода коммутатора поступают на входы блока оценки интервала корреляции 4. Блок 4 вычисляет количество нулевых отсчетов среди этих N + 1 отсчетов и передает в блок 6 .15 величину, обратную этому количеству. На другой вход блока 6. из блока вычисления характеристик помех, который определяет уровень помех путем фильтрации аналогового

I сигнала, подастся информация об уровне помех, Блок 6 на основании информации о помехах и о степени корреляции отсчетов по заданному алгоритму вычисляет количество

"прошлых" отсчетов, необходимых для получел ния наилучшей оценки отсчета $к1 путем взвешенного суммирования.

Затем по сигналу от синхронизатора 15 блок 6 выдает управляющий сигнал в блок ключей 9, где открывается нужное количество ключей, предварительно вычисленное в блоке 6.

При этом соответствующее количество отсчетов через блок 9 проходит на вход сумматора 7 для взвешенного суммирования. Затем в блоке 9 открывается ключ, пропускающий на вход сумматора 7 оценку последнего существ венного отсчета S -V, °, содержащегося в ячейке 14 блока памяти, со знаком минус.

Полученная на выходе сумматора разность оце/ нок текущего и последнего существенного

-д л отсчета S L- ß -V, подается на блок сравнения

К

12, где она сравнивается с допуском, поступающим из блока ассоциативной выборки.

Если эта разность превышает допуск, То блок сравнения выдает сигналы в ячейку 14 блока памяти 3, по которому ее содержимое сбрасывается и в ячейку 2, по которому к содержимому этой ячейки добавляется ассоциативный признак существенности отсчета в этой ячейке.

Так как содержимое ячейки 14 сброшено, то оценка последнего существенного отсчета со знаком минус на сумматор 7 больше не поступает и на его выходе возникает оценка л текущего отсчета $К,, Эта оценка по сигналу от блока сравнения записывается в ячейку 14. После этого устройство готово к приему следующего отсчета. Считывание существенных отсчетов в регистр выдачи и из него на выход устройства производится равномерно во времени по инициативе блока ассоциативной выборки и с его помощью.

Когда наступает момент подачи в регистр выдачи 13 очередного существенного отсчета, блок ассоциативной выборки анализирует содержимое ячеек памяти 3 на наличие в них ассоциативного признака существенности отсчета.

После выявления всех ячеек с признаками существенности блок 10 считывает содержимое той из выявленных ячеек, индекс которой больше. При этом признак существенности сбрасывается.

В случае, когда считывание происходит из ячеек с индексами,близкими к N, что означает угрозу потери существенного отсчета, блок 10 выдает сигнал в блок сравнения 12 для увеличения допуска. После увеличения допуска средний интерв Ul между существенными отсчетами возрастает, а вероятность того, что существенный отсчет останется несчитанным, снизится.

При считывании существенных отсчетов из ячеек- с малыми индексами блок 10 выдаст г сигнал в блок 12 для снижения допуска, что уменьшает средний интервал между сугцественными отсчетами и снижает вероятность отсутствия существенного отсчета в ячсйках 2 -- 2.й при очередном считывании в регистр выдачи.

В случае многоканального устройства, каждая ячейка 2 представляет собой блок памяти на число слов, р lBHoo числу клилов — З

Ассоциативный признак существенности может быть указан в виде и -разрядного. слова, каждый разряд которого соответствует одному из каналов.

При этом при наличии существенного отсчета в канале, в разряд признака, соответствующий этому каналу, должна быть записана единица. Такой признак является "групповой служебной информацией. Блок ассоциативной выборки в этом случае работает следующим образом.

Когда наступает время передачи очередного существенного отсчета, блок ассоциативной выборки "просматривает" все ассоциативные признаки. Затем из ячеек, содержащих ненулевые признаки, выбирает ту, индекс которой наибольший. После этого блок анализирует в каком разряде этого прнзнака содержится первая единица и считывает отчет, соответствующий этому разряду. После считывания разряд, соответствующий считанному каналу, автоматически сбрасывается. Служебная информация, сопровождающая каждый существенный отсчет, считывается с выхода 17 блока 10.

Предлагаемое устройство осуществляет буферизацию случайного потока сжатых данных.

При этом в качестве буферного запоминающе7

ЦНИИПИ Заказ 4244/39

Тираж 682

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го устройства используется память самого устройства сжатия данных. Это позволяет более эффективно испольэовать память. Совокупность блока памяти 3 и блока ассоциативной выборки не является блоком ассоциативной памяти, так как запись в эту память осуществляется аппаратно, и ячейки 2<,2, -., 2„, недоступны для прямой записи. Такой блок памяти легко реализуется на современной микроэлектронной базе логических элементов и элементов памяти.

Формула изобретения

Устройство для передачи сообщений со сжатием данных, содержащее коммутатор, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первым входам блока оценки интервала корреляции и первой ячейки блока памяти и через блок вычисления характеристик помех к первому входу блока управле- . ния, первый выход которого соединен с управЪ ляющим входом блока ключей, к информационным входам которого подключены выходы ячеек блока памяти, выход блока ключей и второй выход блока управления подключены ко входам сумматора, выход блока сравнения соединен с первым входом ячейки существенных отсчетов блока памяти, выход каждой

748485 8 предыдущей ячейки блока памяти подключен ко входу каждой последующей ячейки блока памяти, выходы синхронизатора соединены с синхронизирующими входами блока сравнения и блока управления, и регистр выдачи, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введен блок ассоциативной выборки, выход сумматора соединен со вторым входом ячейки существенных отсчетов блока памяти и с первым входом блока сравнения, выход которого подключен ко второму входу первой ячейки блока памяти, выход ячейки существенных отсчетов блока памяти соединен с соответствующим входом блока ключей, выходы ячеек блока памяти подключены к соответствующим входам блока оценки интервала корреляции и блока ассоциативной выборки, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока сравнения и со входом регистра выдачи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 531158, кл, 6 08 С 19/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР Р 319954, кл. G 08 С 19/16, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР Р 365847, кл. Н 04 В 1/66, 1971 (прототип).