Передающее многоканальное телеметрическое устройство
Союз Советских
Социалистических
Респубики
ОП ИКАНИЕ
И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>976464
Ф ф*
l
/ г
« (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 18.05.01 (21) 3287699/18-24 (5I)M. Кл.
0 08 С 19/28 с присоединением заявки.%
Государственный комитет (23) Приоритетоо делаи изобретений н открытий
Опубликовано 23.11.82. Бюллетень М 43
Дата опубликования описания 25. 11.82 (5З) УЛ.К 621 ° 394. .33(088.8) (72) Автор изобретения
1
Л.А. Гавриков
« (7I) Заявитель (54) ПЕРЕДА0ЦЕЕ МНОГОКАНАЛЬНОЕ ТЕЛЕИЕТРИ4ЕСКОЕ
УСТРОЙСТОО
Изобретение относится к телеметрии и может найти применение в радиотелеметрических системах со сжатием данных.
Известны передаюц1ие телеметричес5 кие устройства, содержащие синхронизатор, блок сокращения избыточности, блок формирования кодовой группы, блок кодирования адреса, блок Формирования кода, блок кодирования интерва- 1о лов времени, блок Формирования кодового сигнала 1 ).
Устройства обладают ограниченной помехоустойчивостью.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является передаюцее многоканальное телеметрическое устройство, содержащее синхро" низатор, первый, второй, третий и . четвертый выходы которого подключены соответственно к синхронизирующим входам генератора кодовых слов, блоков сжатия, коммутатора и через фор2
1 ми рова тел ь си нхроимпул ь сов, к пер вому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом:устройства, входы коммутатора соединены с входами устройства, выходы коммутатора через . аналого-цифровой преобразователь подключены к информационным входам блоков сжатия, информационные выходы которых подключены к первым входам со" ответствующих сумматоров по модулю два, вторые входы которых соединены с выходами генератора кодовых слов, выходы сумматоров по модулю два подключены к информационным входам блока кодирования, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.
Особенностью таких устройств является свойство компенсировать ошибки накопления при последующем правильном и ъиеме символов искаженных разрядов 1 2).
Однако при передаче сигналов разряды меняются случайным образом с разной частотой, поэтому соответствую
3 9764 щие им посылки передаются тоже с разной частотой, одни чаще, другие реже.
Если реже передаются посылки, соответствующие старшим разрядам, то ошибки становятся значительными за счет ошиб 5 ки аппроксимации на последующем интервале времени до момента компенсации ошибки, т.е. до момента правильного приема искаженных при предыдущей передаче разрядов. 0
Так как измеряемые телеметрические параметры меняются во времени случайным образом, то и число неизбыточных разрядов от одной посылки к другой меняются случайным образом. Таким об- 15 разом, могут возникать такие моменты, когда число передаваемых разрядов в передаваемой посылке по крайней мере равно такому, при котором энергия канальных поднесущих такова, что !0 вероятность ошибочного приема много меньше допустимой. Следовательно, имеется возможность передавать в таких посылках дополнительные неизбыточные разряды, не ухудшая общих свойств сис25 темы. Это уменьшает ошибку аппроксимации при восстановлении параметра на приемной стороне.
I ! елью изобретения является уменьшение погрешности восстановления те; леметрических сигналов Фа приемной стороне.
Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее синхронизатор, первый, второй, третий и чет вертый выходы которого подключены соответственно к синхронизирующим входам генератора кодовых слов, блоков сжатия, коммутатора и через формиро40 ватель синхроимпулвсов к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом устройства, входы коммутатора соединены с входами устройства, выходы коммутатора через аналогоцифровой преобразователь подключень! 45 к информационным входам блоков сжатия, информационные выходы которых подключены к первым входам соответствующих сумматоров по модулю два, вторые входы которых соединены с выходами гене- 50 ратора кодовых слов, выходы сумматоров по модулю два подключены к информационным входам блока ключевых элементов, выходы которого подключены к информационным входам блока кодирова- 55 ния, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, введены управляемый распределитель импульсов, блок
64 4 элементов И, блок элементов ИЛИ и компенсатор, выходы блока элементов ИЛИ подключены к управляющим входам блока ключевых элементов и блока кодирования, первые входы блока элементов ИЛИ и входы компаратора соединены с управляющими выходами блоков сжатия, вторые входы блока элементов ИЛИ подключены к выходам блока элементов И, первые входы которого и первый вход управляемого распределителя импульсов соединены с выходом компаратора, вто рые входы блока элементов И подключены к соответствующим выходам управляемого распределителя, импульсов, второй вход которого соединен с пятым выходом синхронизатора.
Блок кодирования содержит сумматоры, вычитающие элементы и усилитель с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с выходом блока, информационные входы блока соединены с входами первого сумматора и с информационными входами первого вычитающего элемента, выходы которых соединены с входами второго вычитающего элемента, управляющие входы блока соединены с вторыми входами первого вычитающего элемента и с входами второго сумматора, выход которого и выход второго вь читающего элемента подключены к входам усилителя с переменным коэффициентом усиления.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема блока кодирования.
Устройство содержит синхронизатор 1, генератор 2 кодовых слов, блоки 3 -3 сжатия, коммутатор 4, формирователь 5 синхроимпульсов, элемент ИЛИ 6, управляемый распределитель 7 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 8, сумматоры 9„ -9 по модулю два, блок 10 ключевых элементов,, блок .11 кодирования, блок 12 элементов ИЛИ, компаратор 13, блок 14 элементов И. В блок 11 кодирования входят сумматоры 15 и 16, вычитающие элементы 17 и 18, усилитель 19 с переменным коэффициентом усиления.
Устройство работает следующим образом.
Синхронизатор 1 выдает синхросигналы на генератор 2 кодовых слов, блоки 3 сжатия, коммутатор 4, Формирователь 5 синхроимпульсов, управляемый распределитель 7 импульсов. Аналоговый сигнал опрашивается коммута5 9764 тором 3 одновременно со всех каналов с периодом, равным периоду дискретизации и преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 8 в параллельный двоичный код, который хранится S на выходе аналого-цифрового преобразователя 8 до следующего момента опроса датчиков. В блоках сжатия 3„ -31 отсчеты поразрядно сравниваются с запомненными предыдущими существенными отсчетами этих каналов.
При несовпадении каких-либо разрядов цифрового кода существенных отсчетов значения этих разрядов выдаются на сумматоры 9 по модулю два, где они модулируют кодовые слова, синхронно поступающие с генератора 2 кодовых слов. С управляющих выходов блоков сжатия в этом случае подаются управляющие сигналы через блок 12 эле-|О ментов ИЛИ на блок 10 ключевых элементов и блок 11 кодирования. В блоке 10 открываются ключевые элементы., соответствующие неизбыточным разрядам, и пропускают на информационные входы блока ll кодирования промодулированные кодовые слова или закрывают ключевые элементы, соответствующие избыточным разрядам. В этом случае на выходы этих элементов выдаются "nyc1 тые" слова, состоящие из одних нулей.
В блоке 11 кодирования посимвольно анализируются значения всех кодовых слов, сравнивается количество нулей и единиц, при этом не учитывается 3S коли чест во нулей, получаемых за счет
"пустых" кодовых слов. Число "пустых" кодовых слов определяется сигналами на управляющих входах блока кодирования, причем на эти входы выдается 40 столько нулей, сколько "пустых" слов поступает на информационные входы. Ес. ли число единиц на информационных входах больше, чем число нулей без учета "пустых" слов, то на выходы блоаз ка 11 выдается символ единицы, в противном случае - символ нуля. В случае равенства количества нулевых и единичных символов они считаются избыточными и не передаются. В элементе щ
ИЛИ 6 к сформированному кадру добавляется импульс синхронизации, получаемый с формирователя 5.
Если число передаваемых кодовых слов К, сост ветст вующих неи збыточным
SS разрядам оказывается меньше какого-ли. бо заранее выработанного фиксированного числа К, которое определяется
64 d из условия, что при К (К> вероятность ошибки приема двоичных символов значительно меньше допустимой для канала передачи, то система имеет запас по помехоустойчивости и его можно использовать для уменьшения ошибки восстановления сигнала. В этом случае компаратор выдает на управляемый распределитель 7 импульсов и на вторые входы элементов Если К Ъ| К х то компаратор 13 выдает с выхода нулевой потенциал, ко" торый закрывает блок 14 элементов И и управляемый распределитель 7 импуль сов. Таким образом, дополнительные кодовые слова не передаются. Блок 11 кодирования формирует двоичный сигнал на выходе устройства. На фиг. 2 представлена структурная схема блока кодирования, формирую щего многоуровневый групповой сигнал, представляющий сумму ортогональных поднесущих (например, Уолша). Кроме того, чтобы наиболее полно использовать динамический диапазон группового сигнала по амплитуде, его выходной сигнал усиливается с переменным коэффициентом усиления, определяемым числом поднесущих, передаваемых в групповом сигнале. Это повышает помехоустойчивость передаваемых сообщений по сравнению с устройством, в котором не производится такого усиления. Блок кодирования работает следующим образом. На входы сумматора 15 и вычитающего элемента 17 одновременно поступают все кодовые слова. Вычитающий элемент 17 определяет количество нулевых сигналов символов неизбыточных 976464 Щ 1. Передающее многоканальное телеметрическое устройство, содержащее синхронизатор, первый, второй, тре тий и четвертый выходы которого подключены соответственно к синхронизи- 45 рующии входам генератора кодовых слов, блоков сжатия, коммутатора и:через формирователь синхроимпульсов к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом устройства, so входы коммутатора соединены с входами устройства, выходы коммутатора через аналого-цифровой преобразователь подключены к информационным входам бло- ков сжатия, информационные выходы ко- у торых подключены к первым входам соот", 7 слов (k-n), где k - число неизбыточных слов, и - число единиц на первом входе вычитаюцего элемента 17. После этого в вычитающем элементе 18 определяется амплитуда группового сигнала как разность между числом единиц и числом нулей А = а(и-(К-и) =а 2и.-К . В усилителе 19 групповой сигнал усиI ливается A =/ А с целью наиболее полно ro и с пол ьзовани я динами че с ко го диапазона по амплитуде. Коэффициент усиления,о определяется сумматором 16, выходное напрянение которого зависит от того, на сколько его входов подан положительный потенциал, т.е. от чис- ла передаваемых кодовых слов. Предлагаемое устройство позволяет снизить среднеквадратическую погрешность при восстановлении сигналов. Количественно выигрыш зависит от выбранного режима работы. Так, если считать, что вероятность ошибки восстановления переданного дополнительного (избыточного) кодового слова много меньше, чем для неизбыточного кодового слова, и частоты передачи дополнительного и неизбыточного кодового слова, соответствующие одному и тому же разряду, равны, то среднеквадратическая погрешность восстанов- ЗО ленил для предлагаемого устройства в 1,5 раза меньше, чем среднеквадратическая погрешность для известного устройства и еще уменьшается с увеличением частоты следования дополнитель-М ных кодовых слов. Формула изобретения ветствующих сум)латоров по модулю два, вторые входы которых соединены с выходами генератора кодовых слов, выходы сумматоров по модулю два подключены к информационным входам блока ключевых элементов, выходы которого подключены к информационным входам блока кодирования, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности восстановления телеметрических сигналов, в устройство введены управляемый распределитель импульсов, блок элементов И, блок элементов ИЛИ и компаратор, выходы блока элементов ИЛИ подключены к управляющим входам блока ключевых элементов и блока кодирования, первые входы блока элементов ИЛИ и входы компаратора соединены с управляющими выходами, блоков сжатия, вторые входы блока элементов ИЛИ подключены к выходам блока элементов И, первые входы которого и первый вход управляемого распределителя импульсов соединены с выходом компаратора, вторые входы блока элементов И подключены к соответствующим выходам управля- . емого распределителя импульсов, второй вход которого соединен с пятым выходом синхронизатора. 2. Устройство по и. I, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок кодирования содержит сумматоры, вычитающие элементы и усилитель с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с выходом блока, информационные входы блока соединены с входами первого сумматора и с информационныии входами первого вычитающего элемента, выходы которых соединены с входами второго вычитающего элемента, управляющие входы блока соединены с вторыми входами первого вычитающего элемента и с входами второго сумматора, выход которого и выход второго вычитающего элемента подключены к входам усилителя с переменным коэф. фициентом усиления, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 302038, кл. 6 08 С 19/28, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР М, 690523, кл. С 08 С 19/28, 1977 (прототип). 976464 Составитель 8. Кузнецов Редактор Т. Кугрыаева Техреду Т,Иатоцка Корректор И. Иаооаи Заказ 900 /77 Тираж 2 Подписное 8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий «И3036 Носква Ж-35 Раивская наб. д. 4/5 3 Я g, ЗБд уызс ° д йi 5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
