RU2007880C1

RU2007880C1 - Method for multichannel transmission and receipt of signals having pulse-code modulation

Info

Publication number: RU2007880C1
Authority: RU
Inventors: О.С. Тихонов; Е.В. Пустыгин; Г.В. Рабинович; В.И. Харьков
Original assignee: Ленинградский отраслевой научно-исследовательский институт "Радио"
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: communication devices. SUBSTANCE: analog signals from individual channels are sampled with frequencies f which are proportional to the greatest common divisor GCD(f) of these frequencies. Then level of these signals is quantized. They are encoded by methods of immediate (or almost immediate) companding. Code groups having h symbols for each sample are generated. When almost immediate companding is used then code groups of scaling coefficients are generated in addition. Blocks of samples having f*n*T symbols, where period of memorizing symbols T is inverse to the greatest common divisor of sampling frequencies 1/GCD(f). T is factor of memorizing period for code groups of scaling coefficients and these groups are read with clock frequency of group flow. Blocks are read by packets which size equals to the greatest common divisor of symbols in individual block in each channel N = GCD(N), common number of packets is equal to the least common multiple of number of packets of channel signals LCM(N). During reception packets of individual channels and corresponding code groups of scaling coefficients are detected, stored these packets in blocks having f*n*T symbols and read with speed of channel signals 1/f*n. Then they are decoded. EFFECT: increased throughput capacity of transmission system, increased functional capabilities due to combination and change of channels having different kinds of signal companding. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для многоканальной передачи аналоговых сигналов, в частности сигналов звукового вещания методом импульсно-кодовой модуляции по цифровым линиям связи. The invention relates to communication technology and can be used for multichannel transmission of analog signals, in particular audio broadcast signals by pulse-code modulation on digital communication lines.

Целью изобретения является повышение пропускной способности и расширение функциональных возможностей за счет объединения и замены каналов с различными видами компандирования сигналов, частотами дискретизации и числом символов в кодовых группах. The aim of the invention is to increase throughput and expand functionality by combining and replacing channels with various types of signal companding, sampling rates and the number of characters in code groups.

На чертеже изображена многоканальная система передачи и приема сигналов звукового вещания, использующая принципы временного разделения сигналов и реализующая предложенный способ. The drawing shows a multi-channel system for transmitting and receiving audio broadcasting signals using the principles of time separation of signals and implementing the proposed method.

Система содержит кодирующие устройства 1, передающие запоминающие устройства (ПЗУ) 2 и 4 кодовых групп отсчетов и коэффициентов масштаба, устройства 3 управления передачи, генераторное оборудование 5 передачи, передатчик 6 синхросигнала, устройство 7 объединения, помехоустойчивый кодер 8, канал 9 связи, приемник 10 синхросигнала, помехоустойчивый декодер 11, приемные запоминающие устройства (ПрЗУ) 12 и 14 кодовых групп отсчетов и коэффициентов масштаба, устройства 13 управления приема, масштаба, генераторное оборудование 15 приема и декодирующее устройство 16. The system contains encoding devices 1, transmitting memory (ROM) 2 and 4 code groups of samples and scale factors, transmission control devices 3, transmission generating equipment 5, clock transmitter 6, combining device 7, noise-resistant encoder 8, communication channel 9, receiver 10 a clock signal, noise-resistant decoder 11, receiving memory devices (ROM) 12 and 14 code groups of samples and scale factors, device 13 for receiving, scale control, generator equipment 15 for receiving and decoding construction 16.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

Аналоговые сигналы звукового вещания с различными полосами частот в кодирующих устройствах 1 дискретизируются с частотами f_i(i = 1,2, . . . , m, где m - число типов сигналов), пропорциональными наибольшему общему делителю НОД (f_i) этих частот, квантуются по уровню и кодируются в соответствии с требуемым качество, число символов n_i (i = 1,2, . . . , m) на отсчет определяется типом канала и методом компандирования. При использовании почти мгновенного компандирования кроме кодовых групп отсчетов, содержащих n_i символов, периодически с частотой следования циклов f_ц формируются кодовые группы коэффициентов масштаба.Analog audio broadcasting signals with different frequency bands in the encoding devices 1 are sampled with frequencies f _i (i = 1,2, ..., m, where m is the number of signal types) proportional to the largest common divider of the GCD (f _i ) of these frequencies, are quantized by level and encoded in accordance with the required quality, the number of characters n _i (i = 1,2, ..., m) per sample is determined by the type of channel and the companding method. When using nearly instantaneous companding code groups except the samples containing n _i symbols periodically with a repetition frequency f _p of cycles generated code groups scale coefficients.

Кодовые группы отсчетов и коэффициентов масштаба в виде непрерывных последовательностей двоичных символов с выходов кодирующих устройств 1 поступают на запоминающие устройства 2 и 4 соответственно. Code groups of samples and scale factors in the form of continuous sequences of binary symbols from the outputs of encoding devices 1 are supplied to memory devices 2 and 4, respectively.

В запоминающем устройстве 2 производится поочередно запись (запоминание) N_i= f_i˙n_i˙T_з символов кодовых групп отсчетов, поступающих с частотой f_i˙n_i, а затем считывание их с более высокой частотой f_ггруппового потока.The memory 2 is performed alternately recording _{_{_{(storing) N i = f i ˙n i}}} ˙T _of character code groups of samples received at a frequency f _{_i} ˙n _i, and then reading them with a higher frequency f _r of the group stream.

Длительность периода записи Т_з равна

длительность периода считывания T_c=

· N_i.The duration of the recording period T _s equal

reading period duration T _c =

· N _i .

Кодовые группы коэффициентов масштаба записываются в запоминающее устройство 4 с частотой следования циклов f_ц и считываются пакетами с частотой f_г группового потока.Code groups of scale factors are written to memory 4 with a repetition rate of cycles f _c and are read in packets with a frequency f _{g of a} group stream.

Запись и считывание кодовых групп отсчетов и коэффициентов масштаба осуществляются с помощью управляющих сигналов, формируемых устройством 3 управления передачи из тактов групповых f_г и цикловых f_ц.Writing and reading code groups of samples and scale factors are carried out using control signals generated by the transmission control device 3 from the clock cycles of group f _g and cyclic f _c .

Управляющие сигналы определяют начало и длительность интервалов записи и считывания кодовых групп отсчетов и коэффициентов масштаба. The control signals determine the beginning and duration of the recording and reading intervals of code groups of samples and scale factors.

Генераторное оборудование передачи 5 формирует последовательности импульсов с частотами дискретизации f_i и циклов f_ц, а также с частотой следования символов в кодовых группах отсчетов f_к= f_i˙n_i. Эти сигналы подаются параллельно на все кодирующие устройства 1.Transmission generating equipment 5 generates pulse sequences with sampling frequencies f _i and cycles f _c , as well as with a symbol repetition rate in code groups of samples f _k = f _i ˙n _i . These signals are fed in parallel to all encoders 1.

Для обеспечения синхронной работы всех устройств передачи многоканальной системы и осуществления временного объединения кодовых групп отсчетов коэффициентов масштаба от 1 до N-го каналов звукового вещания, а также различных вспомогательных сигналов, служит сигнал цикловой частоты. To ensure the synchronous operation of all transmission devices of a multichannel system and to temporarily combine code groups of samples of scale factors from 1 to the N-th sound broadcasting channels, as well as various auxiliary signals, a cyclic frequency signal is used.

Для синхронизации передающей и приемной частей многоканальной системы передатчиком 6 синхросигнала на определенных временных позициях цикла формируется и передается периодически в каждом цикле синхросигнал, по которому в приемной части приемника 10 синхросигнала осуществляется формирование по циклу генераторного оборудования 15 приема. To synchronize the transmitting and receiving parts of the multichannel system, a sync signal transmitter 6 generates and transmits periodically in each cycle a sync signal at a certain time position of the cycle, according to which in the receiving part of the sync signal receiver 10 a reception generator equipment 15 is generated by the cycle.

Устройство 7 объединения осуществляет временное объединение поступающих на него информационных, служебных и других вспомогательных сигналов, входящих в цикл передачи. The combining device 7 temporarily combines the information, service, and other auxiliary signals arriving at it that are part of the transmission cycle.

Групповой сигнал с выхода устройства 7 подается на кодер помехоустойчивого кодирования, в котором для повышения достоверности передаваемой информации по известным алгоритмам на определенных временных позициях в цикле формируются проверочные символы, далее групповой сигнал поступает в канал 9 связи. Из канала 9 групповой сигнал поступает в приемную часть системы: приемник 10 синхросигнала, генераторное оборудование 15 приема, помехоустойчивый декодер 9 и запоминающие устройства приема 12 и 14 кодовых групп отсчетов и коэффициентов масштаба. The group signal from the output of the device 7 is fed to an error-correcting coding encoder, in which, to increase the reliability of the transmitted information according to known algorithms, verification symbols are generated at certain temporary positions in the cycle, then the group signal is transmitted to the communication channel 9. From channel 9, the group signal enters the receiving part of the system: the clock receiver 10, the generator equipment 15, the error-correcting decoder 9, and the storage devices for receiving 12 and 14 code groups of samples and scale factors.

В генераторном оборудовании 15 приема из приходящего группового сигнала выделяются такты групповые f_г, с помощью которых формируются аналогичные передаче управляющие сигналы с частотами f_i, f_к, f_ц. Синхронизация по циклу генераторного оборудования приема осуществляется с помощью приемника 10 циклового синхросигнала. Выделенный приемником 10 цикловой синхроимпульс устанавливает приемное генераторное оборудование в состояние, синхронное с передающим.In the generator equipment 15 of the reception from the incoming group signal, group clocks f _g are allocated, with the help of which control signals with frequencies f _i , f _k , f _c are generated similar to transmission. The synchronization on the cycle of the generator reception equipment is carried out using the receiver 10 of the cyclic clock signal. The cyclic clock pulse allocated by the receiver 10 sets the receiving generator equipment in a state synchronous with the transmitting one.

Помехоустойчивый декодер 11 обнаруживает ошибки в кодовых группах отсчетов и коэффициентов масштаба. При обнаружении ошибки в кодовой группе отсчетов декодер 11 формирует сигнал коррекции, по которому ошибочно принята кодовая группа заменяется предыдущей кодовой группой в запоминающем устройстве 12. При обнаружении ошибки в кодовой группе коэффициента масштаба декодер 11 формирует сигнал исправления ошибки, по которому в запоминающем устройстве 14 осуществляется инверсная ошибочного символа в кодовой группе коэффициента масштаба. The noise-free decoder 11 detects errors in the code groups of samples and scale factors. When an error is detected in the code group of readings, the decoder 11 generates a correction signal, according to which the code group is mistakenly replaced by the previous code group in the memory 12. When an error is detected in the code group of the scale factor, the decoder 11 generates an error correction signal, according to which the memory 14 inverse of the erroneous symbol in the scale factor code group.

Запоминающие устройства 12 по сигналам, формируемым устройствами 13 управления приема, осуществляют запись (запоминание) f_in_i Т_з символов кодовых групп отсчетов, содержащихся в групповом сигнале, запись производится тактами с частотой f_г.The storage devices 12 to the signals generated by the control device 13 receiving, for recording (storing) f _{_i} n _i T symbols _of code samples groups contained in the baseband signal, recording is performed strokes with a frequency f _g.

Считывание кодовых групп отсчетов производится в непрерывном режиме тактами с частотой. Reading code groups of samples is carried out continuously with clock cycles with a frequency.

Составляющие группового сигнала. Информационную часть составляют и символы кодовых групп отсчетов и коэффициентов масштаба (порядка). Кроме того, передаются проверочные символы от кодирования мантиссы и коэффициента масштаба, синхрослово и другие вспомогательные сигналы. Group signal components. The information part is made up of symbols of code groups of samples and scale (order) coefficients. In addition, test characters from the coding of the mantissa and the scale factor, a sync word and other auxiliary signals are transmitted.

Запоминающие устройства 14 осуществляют запись кодовых групп коэффициентов масштаба, содержащихся в групповом сигнале, запись производится тактами с частотой f_г, считывание символов коэффициентов масштаба осуществляется в параллельном виде с частотой f_ц.Storage devices 14 record code groups of scale coefficients contained in a group signal, record using clock cycles with a frequency f _g , read symbols of scale factors in parallel with a frequency f _c .

Запись и считывание кодовых групп отсчетов и коэффициентов масштаба производится с помощью управляющих сигналов, формируемых устройством 13 управления приема из тактов с частотами f_г и f_ц. Управляющие сигналы определяют начало и длительность интервалов записи и считывания кодовых групп отсчетов и коэффициентов масштаба, устанавливают режим работы запоминающих устройств.Writing and reading code groups of samples and scale factors is performed using control signals generated by the device 13 for controlling reception from clock cycles with frequencies f _g and f _c . The control signals determine the beginning and the duration of the recording and reading intervals of the code groups of samples and scale factors, set the operating mode of the storage devices.

Декодирующие устройства 16 преобразуют цифровые сигналы в аналоговые и усиливают их. С выходов декодирующих устройств аналоговые сигналы звукового вещания поступают по соединительным линиям к потребителям. (56) Авторское свидетельство СССР N 762727, кл. Н 04 J 3/6, 1973. Decoding devices 16 convert digital signals to analog and amplify them. From the outputs of the decoding devices, the analogue audio broadcasting signals are delivered via connecting lines to consumers. (56) Copyright certificate of the USSR N 762727, cl. H 04 J 3/6, 1973.

Claims

METHOD OF MULTI-CHANNEL TRANSMISSION AND RECEIVING OF SIGNALS WITH PULSE-CODE MODULATION, namely, that the transmitted channel signals are sampled on the transmission in each channel with a frequency proportional to the largest common sampling frequency divider of the transmitted channel signals, they are quantized, and channel code coded groups are generated with instant companding, channel code groups of samples are memorized and combined, and at the reception, channel code groups of samples are separated, memorized and encode them, characterized in that, in order to increase throughput and expand functionality by combining and replacing channels with different types of signal companding, sampling frequencies and the number of characters in code groups, the code groups of samples are stored in blocks for a period equal to the inverse value the largest common divisor of the sampling frequency of channel signals, and code groups of scale factors for a period multiple of the memorization period, read blocks for each channel annual groups of samples in packets, the number of characters in which is equal to the largest common divisor of the number of symbols in the blocks formed in each communication channel, the number of packets is equal to the smallest total multiple of the number of channel symbol packets, at the reception after separation of the channel code groups of samples and scale factors, they are stored on periods equal to the periods of memorization in the transmission.