CS206592B1 - Způsob predikční identifikace přenosových chyb číslicového signálu - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu predikční identifikace přenosových chyb číslicového signálu, kdy správnost přijaté úrovně vzorku diskrétně přenášeného signálu je vyhodnocována s přihlédnutím k úrovni predikované na základě znalosti hodnot dříve vyslaných vzorků.

Přednost predikční identifikace přenosových chyb podle vynálezu ve srovnání se známými metodami aplikujícími přenos paritních signálů spočívá zejména v tom, že umožňuje efektivnější využití sdělovacího kanálu bez požadavku na doplňkovou kapacitu, využívanou pro přenos informací o paritě. Porovnáním koncepce identifikace ohyb podle vynálezu s koncepci vícenásobného zajištěného přenosu je efektivnost přenosu ještě výraznější.

Předmětem vynálezu je způsob predikční ochrany přenosových chyb číslicového signálu, uloženého ve vstupní paměti detektoru, jehož podstata spočívá v tom, že v okamžiku vyhodnocení přenosové chyby porovnáním predikované a přijaté hodnoty se vytvořeným chybovým signálem zamezuje dekódování přijatého vzorku a jeho úroveň se nahradí bud úrovní predikovanou anebo úrovní vzorku předchozího, přičemž hodnota predikované se zařadí do procesu predikace úrovně následujících vzorků.

Predikční identifikace přenosových chyb bude dále vysvětlena dle připojených výkresů, kde na obr. 1 je princip identifikace v digitálně-analogovém převodníku, obr. 2 znázorňuje zapojení detektoru chyb a na obr. 3 jsou základní průběhy signálu v detektoru chyb.

Princip aplikace predikční identifikace přenosových chyb je zřejmý z obr. 1. Převodník P sériového kódu vstupního signálu převádí vstupní signál přivedený ke svorce a na kód paralelní, odebíraný ze svorek b až i na vstup digitálně-analogového převodníku. Přepis informace, obsažené ve vstupním signálu a převodníku P je realizován přepisovacími impulsy, přivedenými ke svorce j z výstupu součinového hradla H. Ke vstupu k hradla H je přiveden signál přepisovací, ke vstupu 1 je přiveden výstupní signál detektoru chyb. V případě, kdy detektor chyb vyhodnotí chybný příjem, je průchod přepisovacího signálu hradlem H blokován, takže informace, odebíraná ze svorek b až i převodníku P,zůstává shodnou s úrovní odpovídající předchozímu vzorku. V případě, kdy detektor chybu nevyhodnotí, probíhá přepis v převodníku P v souladu s normálním funkčním algoritmem digitálně-analogového převodníku.

Predikční princip vyhodnocení chyby je založen na výpočtu pravděpodobné úrovně vzorku signálu přenášeného v okamžiku t. Označf-li se tato úroveň symbolem A (t), úroveň vzorku, přenášenou v okamžiku t-T, symbolem A (t-T); potom úroveň vzorku, která je přenášena v okamžiku t-nT, je označena symbolem A (t-nT). Symbolem T je označena perioda vzorkování. Potom predikovaná hodnota úrovně vzorku, odpovídající okamžiku t, označená symbolem 2 (t)

N

A (t) = 7~~; ^an A (t-nT) n = 1 umožňuje vyhodnocení chybovosti příjmu. Zde symbolem a_n jsou označeny váhové koeficienty, udávající velikost příspěvku úrovní, odpovídající příslušným časovým okamžikům t-nT k výsledné predikované hodnotě a jsou stanoveny na základě statistického vyhodnocení reprezentativního souboru .přenášených signálů; symbolem N je označen počet dříve přenesených vzorků, vcházejících do procesů predikace. V praktických případech se volí Ná.3.

V případě, kdy platí nerovnostjA (t) - A (t)|i£, kde £ je předem zvolená konstanta, stanovená na základě statistického vyhodnocení bezporuchového příjmu při zadaných hodnotách predikčních koeficientů a_n, pokládá se úroveň vzorku za bezchybnou.

V případě, kdyfá (t) - A (tí/^S pokládáme příjem za poruchový a přijatý vzorek A (t) je v procesu digitálně-analogového převodu nahrazen vzorkem A (t-T), případně predikovanou hodnotou. Obdobně i vzorek A (t-T), případně vzorek A (t) přecházejí namísto vzorku A (t) do procesu predikace následujících úrovní.

Způsob řešení detektoru chyb je znázorněn na schéma v obr. 2, kde je využita predikace na základě znalostí úrovní tří předchozích vzorků.

Vstupní signál detektoru je ze svorky A přiveden ke svorce a zpožňovacího členu J_ realizujícího zpožděni o časový interval T, odpovídající periodě vzorkování, znázorněné ve vzor kovacím signálu TA na obr. 3. Zpoždění může být realizováno například analogovou pamětí, obsahující spínače typu MOS a střádací kondenzátory. Zpožděný signál, odebíraný ze svorky b zpožňovacího členu J_ je vzorkován s využitím spínačů T1 až T3 tak, že kondenzátory Cl až C3 jsou nabity na napětí, odpovídající úrovni vzorku v okamžiku t-T, t-2T, nebo t-3T. Období spínačů TI až T3 je určeno příchodem spínacích impulsů B1 , C1 nebo Dl znázorněných na obr. 3 a přivedených ze vstupních svorek B, C, D detektoru chyb k řídicím vstupům spínačů TI ť T3. Opakovači kmitočet signálů Bl . G1 . Dl je třikrát nižší, než opakovači kmitočet vzorkování přenášeného signálu tak, že každý z kondenzátorů C1 až C3 zachovává svůj náboj konstantní po dobu tří vzorkovacích period. Přitom sled spínání spínačů TI až T3 je cyklicky střídán a v každé vzorkovací periodě dochází k sepnutí právě jediného spínače. Časový průběh spínání je znázorněn na obr. 3.

Napětí, vytvořené na kondenzátorech C1 až C3 je snímáno oddělovacími zesilovači 2 až jejichž zátěž tvoři napětové děliče R1 až R3. R4 až R6 a R7 až R9. Dělicí poměr těchto děličů odpovídá vzájemnému poměru predikčních koeficientů a; až , přičemž hodnota koeficientu a; je pokládána za jednotkovou a její absolutní hodnota je zahrnuta do zisku oddělovacích zesilovačů 2 až 4. Realizace součtu 2 (ť) je provedena opět při zachování cyklického střídáni, synchronně se spínáním spínačů T1 až T3, paralelně spínacími trojicemi spínačů T4, T£, T6, případně TJ, T8, T9, případně TIP. T11. T12. V sérii s nimi jsou zařazeny odpory R10 až

R12. případně R13 až R15 nebo R16 až R18. Velikostmi těchto odporů je korigován vnitřní odpor jednotlivých spínačů T4 až T12. Z uvedeného zapojení je zřejmé, že cyklickým spínáním spínačů T4 až TI 2 je zajištěna i synchronní presikace hodnot A (t) při zachování neměnného predikačního zákona. Zajištění synchronního ohodu spínačů T1 až T3 a spínačů T4 až T12 je vynuceno cyklickou změnou poradí informace, obsažené v signálech G, K, L, znázorněných na obr. 3 a odebíraných z kondenzátorů G1 až £2. vztaženou k časovému pořadí úrovní přenášených vzorků ve vstupním signálu na svorce A.

Zpoždění signálu, vzniklé v procesu vzorkováni spínači T1 až T3 a průchodem oddělovacími zesilovači 2 až 4 může být kompenzováno zavedením adekvátního zpoždění mezi spínáním spínačů T1 a T4 až T6, T2 a T7 až T9. T3 a T10 až T12. Jiný způsob odstranění parazitního vlivu zpožděného spínání na obsah informace, obsažené v signálu A (t), je znázorněn na obr. 2.

V túmto případě jsou parazitní složky, způsobené zpožděným spínáním, odstraněny integrací ve výstupním rozdílovém zesilovači £, například zařazením kondenzátorů C4 do obvodu záporné zpětné vazby. Zesilovač 2 realizuje rozdíl úrovně přijatého vzorku a úrovně predikované tak, že k jeho neinvertujícímu vstupu j je přivedena úroveň A (t), ke vstupu invertujícímu i je přivedena úroveň Á (t). Výstupním signálem zesilovače 2> odebíraným ze svorky k, je rozdílový signál A (t) -A (t) , vedený ke vstupu _1_' symetrizačního zesilovače 6. Výstupní signály zesilovače 6, odebírané z výstupních svorek m, n ve shodné amplitudě a vzájemně fázově invertované jsou vedeny ke vstupům o, £ dvoucestného usměrňovače 8, tvarujícího na zatěžovacim odporu R20 signál, analyticky popsaný výrazem |A (t) - A (t)|.

Tento sigriál, přivedený ke svorce s, napěťového komparátoru 2, j® porovnán s referenčním napětím U_ref, přivedeným ze vstupní svorky E detektoru chyb ke svorce £ komparátoru 2· Velikost napětí Ur_ef určuje velikost rozhodovací úrovně f/. V případě, kdy napětí přivedené ke svorce £ převyšuje hodnotu referenčního napětí Upef, d^e splněna podmínka|A (t) - A (t)|> 6

Na výstupní svorce u komparátoru 2 ^se vytvoří napětí, ze kterého je odvozeno blokovací napětí hradla H převodníku kódu sériového na paralelní, znázorněného na obr. 1. V opačném případě napětí, odebírané z výstupu komparátoru 2> umožňuje v převodníku kódu sériového na kod paralelní přepis příslušné informace a její další zpracování v procesu digitálně-analogového převodu.

Uvedený popis byl proveden pro případ, kdy paměti, užité v prediktoru, pracují na principu analogového vzorkování. Zcela analogicky je možné postupovat v případě, kdy aplikovaným diskrétním přenosem je přenos, využívající pulsně-kódové modulace a paměti prediktoru pracují na číslicovém principu. Určitým nedostatkem takového řešení je však jisté zvýšení nároků na obvodovou techniku, vyplývající z požadavku doplnění dílčích pamětí separátními digitálně-analogovými převodníky, případně odpovídajícími aritmetickými obvody, zajišťujícími operace, předepsané tvorbou výrazu

to je zajišťujícími operace součinové a součtovou. Takto řešený predikátor pak zajišťuje vyšší přesnost vyhodnocení veličiny A (t).

Claims (1)

1. Způsob predikační ochrany přenosových chyb číslicového signálu, uloženého ve vstupní paměti detektoru, vyznačený tím, že v okamžiku vyhodnocení přenosové chyby porovnáním predikované a přijaté hodnoty se vytvořeným chybovým signálem zamezí dekódování přijatého vzorku a jeho úroveň se nahradí buS úrovní predikovanou, anebo úrovní vzorku předchozího, přičemž predikovaná hodnota se zařadí do procesu predikace úrovně následujících vzorků.