RU2219658C2 - Device for compressing and recovering spectrum width of limited-frequency-band electric data signals - Google Patents

Device for compressing and recovering spectrum width of limited-frequency-band electric data signals Download PDF

Info

Publication number
RU2219658C2
RU2219658C2 RU2001104056/09A RU2001104056A RU2219658C2 RU 2219658 C2 RU2219658 C2 RU 2219658C2 RU 2001104056/09 A RU2001104056/09 A RU 2001104056/09A RU 2001104056 A RU2001104056 A RU 2001104056A RU 2219658 C2 RU2219658 C2 RU 2219658C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
values
combinations
continuous
converter
signals
Prior art date
Application number
RU2001104056/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001104056A (en
Inventor
И.Л. Дороднов
Original Assignee
Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики filed Critical Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики
Priority to RU2001104056/09A priority Critical patent/RU2219658C2/en
Publication of RU2001104056A publication Critical patent/RU2001104056A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2219658C2 publication Critical patent/RU2219658C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

FIELD: data transfer engineering; electrical communication systems. SUBSTANCE: device has first and second continuous-to-digital signal converters, first and second code-conversion units, first and second comparison and selection units, first through fifth data bases, first and second computing units, first and second digital-to-continuous signal converters, as well as first and second control units. Recurrent m-step algorithm used in device enables convolution of group of source signal counts into single group equivalent count pulse whose amplitude and polarity illustrate similar parameters of source count pulses of respective group. EFFECT: provision for compressing signal spectrum width and respectively reducing frequency band without slowing down signal transmission. 4 cl, 1 dwg

Description

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть) Тл Description text in facsimile form (see graphic part) T

Claims (4)

1. Устройство сжатия и восстановления ширины спектра информационных электрических сигналов с ограниченной полосой частот, содержащее на стороне передачи первый преобразователь непрерывных сигналов с верхней частотой F1 в последовательность дискретных сигналов с тактовыми интервалами T1=1/2F1, первый преобразователь дискретных сигналов с тактовыми интервалами T2>T1 в непрерывные сигналы с верхней частотой F2<F1 и первое устройство управления, а на стороне приема - второй преобразователь непрерывных сигналов с верхней частотой F2 в последовательность дискретных сигналов с тактовыми интервалами Т2=1/2F2, второй преобразователь дискретных сигналов с тактовыми интервалами T1<T2 в непрерывные сигналы с верхней частотой F1 и второе устройство управления, отличающееся тем, что в устройство введены первое и второе перекодирующие устройства, первая, вторая, третья, четвертая и пятая базы данных, первое и второе устройства сравнения и выбора, первое и второе вычислительные устройства, при этом на стороне передачи к выходу первого преобразователя непрерывных сигналов в дискретные для подачи последовательности двоичных кодовых комбинаций U1(t), отображающих дискретные отсчеты входных непрерывных сигналов u(t) и следующих с тактовыми интервалами T1, подключен вход первого перекодирующего устройства, предназначенного для преобразования каждой группы из n кодовых комбинаций u1(t) в групповые кодовые комбинации ГККj (j=1, 2, 3,...) и их последующего преобразования в кодовые комбинации ККэji (j=1, 2, 3,...; i=1, 2,.., m), подаваемые на первый вход первого устройства сравнения и выбора, второй, третий и четвертый входы этого устройства, предназначенные для параллельной подачи кодовых комбинаций KKd, каждая из которых совпадает с одной из возможных кодовых комбинаций ККэji, и соответствующих каждой ККd сочетаний {xdi,, yd2}d информационных чисел xdi и yd2, где d1=1, 2; d2=1, 2,..., D/2; d=1, 2,...,D, a D равно общему числу разных кодовых комбинаций ККэji с наибольшим числом двоичных разрядов, соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами первой базы данных, предназначенной для хранения всех KKd и {xd1, yd2}d и поочередного их вывода по командам первого устройства управления в первое устройство сравнения и выбора, предназначенное для последовательного сравнения каждой комбинации ККэji с кодовыми комбинациями KKd и при совпадении с ККэji одной из комбинаций KKd выделения соответствующего сочетания { xd1, yd2}d для подачи хi и уi в формате xd1 и yd2 с первого и второго выходов первого устройства сравнения и выбора соответственно на четвертый и пятый входы первого вычислительного устройства, первый, второй и третий входы которого, предназначенные для подачи нормирующих коэффициентов С и k1 при одном формате комбинаций ККэji или С и k2 при другом формате комбинаций ККэji, соединены с одноименными выходами второй базы данных, предназначенной для хранения значений коэффициентов C, k1 и k2 и вывода С и k1 или С и k2 на каждом этапе с № i (i=1, 2,...,m) по командам первого устройства управления в первое вычислительное устройство, второй выход которого, предназначенный для подачи промежуточных значений Нi (i=1, 2,..., m-1) групповых отсчетов ГОj (j=l, 2, 3,...), соединен с шестым входом того же устройства, а его первый выход, предназначенный для подачи окончательных значений Нm ГОj, отображающих каждую группу из n кодовых комбинаций u1(t), в форме импульсов той или иной амплитуды и полярности, следующих с тактовыми интервалами T2>T1, соединен со входом первого преобразователя дискретных сигналов в непрерывные сигналы с верхней частотой F2<F1, а на стороне приема к выходу второго преобразователя непрерывных сигналов в дискретные для подачи последовательности импульсов-отсчетов с тактовыми интервалами T2=1/2F2, соответствующих групповым отсчетам ГОj (j=1, 2, 3,...) с величинами Н*m, где звездочка * здесь и далее означает, возможное отличие в общем случае помеченных ею переменных величин от аналогичных величин на стороне передачи, подключен пятый вход второго вычислительного устройства, первый, второй и третий входы которого для подачи на каждом этапе с № i (i=m, m-1,..., 1) по командам второго устройства управления нормирующих коэффициентов С и k1 или С и k2 соединены с одноименными выходами третьей базы данных, идентичной второй базе данных, шестой, седьмой и восьмой входы второго вычислительного устройства, предназначенные для параллельной подачи данных о границах, центрах всех используемых областей
Figure 00000016
и соответствующих им значений уi, соединены с выходами соответственно первым, вторым и третьим четвертой базы данных, предназначенной для хранения указанных данных, а также для их вывода на каждом этапе с № i (i=m, m-1,...,1) по командам второго устройства управления на второе вычислительное устройство, в котором первый выход для подачи значений Н*i (i=m-1,..., 1) соединен с четвертым входом, а второй и третий выходы для подачи информационных чисел х*i и у*i, (i=m, m-1,..., 1) соединены со входами соответственно первым и вторым второго устройства сравнения и выбора, третий, четвертый и пятый входы которого для параллельной подачи по командам второго устройства управления KKd, xd1 и yd2 соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами пятой базы данных, идентичной первой базе данных, второе устройство сравнения и выбора предназначено для последовательного сравнения каждой комбинации чисел {х*i, у*i}, поступающих из второго вычислительного устройства, с сочетаниями чисел {хd1, yd2}d, поступающими одновременно с кодовыми комбинациями KKd из пятой базы данных, и при совпадении с {х*i, у*i} одного из сочетаний {xd1, yd2}d выделения соответствующей кодовой комбинации ККd, совпадающей с одной из кодовых комбинаций KK*эji, для подачи ее с выхода второго устройства сравнения и выбора на вход второго перекодирующего устройства, предназначенного для преобразования каждых m кодовых комбинаций КК*эji в групповую кодовую комбинация ГKK*j, a последнюю в n двоичных кодовых комбинаций, следующих с тактовыми интервалами T1 и образующих последовательность u*1(t), подаваемую с выхода второго перекодирующего устройства на вход второго преобразователя дискретных сигналов в непрерывные сигналы с верхней частотой F1.
1. A device for compressing and restoring the width of the spectrum of information electrical signals with a limited frequency band, comprising on the transmission side a first continuous signal converter with an upper frequency F 1 into a sequence of discrete signals with clock intervals T 1 = 1 / 2F 1 , a first discrete signal converter with clock intervals T 2> T 1 in the continuous signals with an upper frequency F 2 <F 1 and a first control unit, and on the receiving side - of the second continuous drive signal to the upper frequency F 2 after ovatelnost digital signals with clock intervals of T 2 = 1 / 2F 2, the second converter of digital signals with clock intervals T 1 <T 2 in the continuous signals with an upper frequency F 1 and a second control device, characterized in that the apparatus the first and second recoding administered devices, the first, second, third, fourth and fifth databases, the first and second comparison and selection devices, the first and second computing devices, while on the transmission side to the output of the first continuous signal to discrete converter to supply a sequence of binary code combinations U 1 (t) displaying discrete samples of input continuous signals u (t) and following at clock intervals T 1 , the input of the first transcoding device is used to convert each group of n code combinations u 1 (t) into group code combinations of CCM j (j = 1, 2, 3, ...) and their subsequent conversion into code combinations of CC CCji (j = 1, 2, 3, ...; i = 1, 2, .., m) supplied to the first input of the first device for comparison and selection, the second, third and fourth inputs of this device, designed for parallel supply of code combinations KK d , each of which coincides with one of the possible code combinations KK eji , and corresponding to each KK d combinations {x di ,, y d2 } d information numbers x di and y d2 , where d1 = 1, 2; d2 = 1, 2, ..., D / 2; d = 1, 2, ..., D, a D is equal to the total number of different code combinations of KC eji with the largest number of binary digits, connected respectively to the first, second and third outputs of the first database, designed to store all KK d and {x d1 , y d2 } d and sequentially outputting them according to the commands of the first control device to the first comparison and selection device, intended for sequential comparison of each combination of KK eji with code combinations KK d and, when coinciding with KK eji, one of the combinations KK d highlight the corresponding combination { x d1 , y d2 } d to feed x i and y i in the format x d1 and y d2 from the first and second outputs of the first device for comparison and selection, respectively, to the fourth and fifth inputs of the first computing device, the first, second and third inputs of which are designed to supply normalizing coefficients C and k 1 at one format of combinations of KK eji or C and k 2 with another format of combinations of KK eji , connected to the outputs of the second database of the same name, designed to store the values of the coefficients C, k 1 and k 2 and output C and k 1 or C and k 2 on each stage with number i (i = 1, 2, ..., m) by the commands of the first device control in the first computing device, the second output of which is designed to supply intermediate values of N i (i = 1, 2, ..., m-1) group samples GO j (j = l, 2, 3, ...) , is connected to the sixth input of the same device, and its first output, designed to supply the final values of H m GO j , displaying each group of n code combinations u 1 (t), in the form of pulses of one or another amplitude and polarity following with the clock intervals T 2 > T 1 connected to the input of the first Converter of discrete signals into continuous signals from the top frequency F 2 <F 1 , and on the receiving side to the output of the second continuous signal converter into discrete ones for supplying a sequence of pulse samples with clock intervals T 2 = 1 / 2F 2 corresponding to group samples of GO j (j = 1, 2, 3, ...) with H * m values, where the asterisk * hereinafter means a possible difference in the general case of the variables marked by it from similar values on the transmission side, the fifth input of the second computing device is connected, the first, second and third inputs of which are for feeding at each stage from No. i (i = m, m-1, ..., 1) by A team of the second control device normalizing coefficients C and k 1 or C and k 2 are connected with similar outputs third database identical to the second database, sixth, seventh and eighth inputs of the second computing device, intended for the parallel supply of data of the boundaries, the centers of all the used areas
Figure 00000016
and the corresponding values of i i are connected to the outputs of the first, second, and third fourth databases, respectively, designed to store these data, as well as to output them at each stage with No. i (i = m, m-1, ..., 1) by commands of the second control device to the second computing device, in which the first output for supplying the values H * i (i = m-1, ..., 1) is connected to the fourth input, and the second and third outputs for supplying information numbers x * i and y * i , (i = m, m-1, ..., 1) are connected to the inputs of the first and second of the second comparison device, respectively, and you a boron, the third, fourth and fifth inputs of which, for parallel supply by commands of the second control device, KK d , x d1 and y d2 are connected respectively to the first, second and third outputs of the fifth database, identical to the first database, the second comparison and selection device is intended for sequential comparison of each combination of numbers {x * i , y * i } coming from the second computing device with combinations of numbers {x d1 , y d2 } d coming simultaneously with code combinations KK d from the fifth database, and when matching with { x * i , y * i } od one of the combinations {x d1 , y d2 } d extracts the corresponding code combination KK d , which coincides with one of the code combinations KK * eji , to feed it from the output of the second comparison device and select the input of the second transcoding device for converting every m code KK * eji combinations in the group of codewords GKK * j, a last in the n binary codewords following a clock periods t 1 and generating a sequence u * 1 (t), supplied with the output of the second input device is recoded second transfigured of Tell digital signals into continuous signals with an upper frequency F 1.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве первого преобразователя непрерывных сигналов в дискретные использован аналого-цифровой преобразователь (АЦП), в качестве первого преобразователя дискретных сигналов в непрерывные - фильтр нижних частот (ФНЧ), в качестве второго преобразователя непрерывных сигналов в дискретные - устройство дискретизации по времени (УД) и в качестве второго преобразователя дискретных сигналов в непрерывные - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).2. The device according to claim 1, characterized in that the analog-to-digital converter (ADC) is used as the first converter of continuous signals to discrete, the low-pass filter (LPF) as the first converter of discrete signals to continuous, and the second converter of continuous signals to discrete - a device for sampling by time (UD) and as a second converter of discrete signals to continuous - a digital-to-analog converter (DAC). 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в первом вычислительном устройстве для вычисления значений групповых отсчетов ГОj (j=1, 2, 3,...) применен m-этапный рекуррентный алгоритм.3. The device according to claim 1, characterized in that in the first computing device for calculating the values of group samples of GO j (j = 1, 2, 3, ...) an m-stage recurrence algorithm is used. Hi=xik[Hi-1+С(1+2уi)], i=1, 2,..., m,H i = x i k [H i-1 + С (1 + 2у i )], i = 1, 2, ..., m, где Hi (i≠m) промежуточное значение ГOj, Hm - окончательное значение ГОj, в качестве Н0i-1 при i=1) можно использовать значение одного из отсчетов сигнала u(t), входящих в j-ю группу, или некоторое поверочное число, по которому можно проверять правильность восстановления u(t) на стороне приема, или другие информационные числа;where H i (i ≠ m) is the intermediate value of GO j , H m is the final value of GO j , as Н 0i-1 for i = 1), you can use the value of one of the signal samples u (t) included in j -th group, or some verification number by which it is possible to verify the correctness of the restoration of u (t) on the receiving side, or other information numbers; хi - двоичное число ±1, которое соответствует одному из значений хd1, xi отображает в ККэji символы "1","0" и несет часть информации об амплитуде и (или) знаке очередного отсчета исходного сигнала или другую информацию;x i is a binary number of ± 1, which corresponds to one of the values of x d1 , x i displays the characters "1", "0" in the KC eji and carries part of the information about the amplitude and (or) sign of the next reference signal or other information; k - положительное дробное десятичное число (<1), выполняющее роль нормирующего коэффициента для ограничения области изменения значений Hi;k is a positive fractional decimal number (<1) that plays the role of a normalizing coefficient to limit the range of variation of the values of H i ; С - нормирующий коэффициент (положительное десятичное число), его назначение делать величину [Нi-1+С(1+2уi] всегда положительной;C is the normalizing coefficient (positive decimal number), its purpose is to make the value [Н i-1 + С (1 + 2у i ] always positive; уi - целое или дробное десятичное число, которое соответствует одному из значений уd2, yi указывает ту или иную область значений |Hi|/k=[Hi-1+C(1+2yi)] (|Hi| - модуль Hi; ширина каждой области равна Δ=2С(1+2уmin); центр области соответствует величине С(1+2уi); число областей равно М и несет полную или частичную информацию о параметрах (знаке и амплитуде) одного или нескольких отсчетов исходного сигнала (или другую информацию), уi отображает кодовую комбинацию из ri; двоичных разрядов; на каждом i-м этапе формирования ГOj уi может принимать одно из М=2ri значений (позиций); различные значения yi от уmin до ymax изменяются с одинаковым шагом δ, например, уi={0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} (здесь δ=1; М=8; ri=log28=3) или уi={0,5; 2,5; 4,5; 6,5} (здесь δ=2; М=4; Vi=log24=2); с учетом хi комбинация {хi, уi} несет информацию, представленную r1j=(ri+1) двоичными разрядами;y i is an integer or fractional decimal number that corresponds to one of the values of d2 , y i indicates one or another range of values | H i | / k = [H i-1 + C (1 + 2y i )] (| H i | - the modulus H i ; the width of each region is Δ = 2C (1 + 2y min ); the center of the region corresponds to the value of C (1 + 2y i ); the number of regions is M and carries full or partial information about the parameters (sign and amplitude) of one or more samples of the original signal (or other information), y i represents a codeword of r i; bits, for each i-th stage of formation WASTE y j i can take on one of m = 2 values ri s (position) different values of y i by y min to y max are changed with the same pitch δ, for example, i = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} (here δ = 1; M = 8; r i = log 2 8 = 3) or for i = {0.5; 2.5; 4.5; 6.5} (here δ = 2; M = 4; V i = log 2 4 = 2); taking into account x i, the combination {x i , y i } carries the information represented by r 1j = (r i +1) binary digits; m - число этапов формирования ГО.m is the number of stages of formation of GO. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что во втором вычислительном устройстве для преобразования импульсов, соответствующих групповым отсчетам ГOj (j=1, 2, 3,...) с величинами Н*m в совокупности значений {хi, уi}* (i=m, m-1,... 1) и H*o, применен m-этапный рекуррентный алгоритм из четырех операций на каждом i-м этапе 1) фиксирование величины (|Нi|) и знака (х*i) Н*i (i=m, m-1,..., 1); 2) вычисление |H*i|/k; 3) идентификация области, которой принадлежит найденное значение |Нi|/k, величин уi и С(1+2уi) среднего значения области; 4) определение H*i-1=|Н*i|/k-С(1+2у*i), где все приведенные параметры совпадают с аналогичными параметрами в п.3 формулы, а звездочка * означает возможное отличие в общем случае помеченных ею переменных величин от аналогичных величин на стороне передачи.4. The device according to claim 1, characterized in that in the second computing device for converting pulses corresponding to group samples ГО j (j = 1, 2, 3, ...) with Н * m values in the aggregate of values {x i , for i } * (i = m, m-1, ... 1) and H * o , an m-stage recursive algorithm of four operations is applied at each i-th stage 1) fixing the value (| Н i |) and the sign (x * i ) H * i (i = m, m-1, ..., 1); 2) the calculation of | H * i | / k; 3) identification of the region to which the found value | H i | / k belongs, the values of y i and C (1 + 2y i ) the average value of the region; 4) the definition of H * i-1 = | H * i | / k-C (1 + 2y * i ), where all the above parameters coincide with the same parameters in paragraph 3 of the formula, and the asterisk * indicates a possible difference in the general case of marked her variables from similar values on the transmission side.
RU2001104056/09A 2001-02-12 2001-02-12 Device for compressing and recovering spectrum width of limited-frequency-band electric data signals RU2219658C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001104056/09A RU2219658C2 (en) 2001-02-12 2001-02-12 Device for compressing and recovering spectrum width of limited-frequency-band electric data signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001104056/09A RU2219658C2 (en) 2001-02-12 2001-02-12 Device for compressing and recovering spectrum width of limited-frequency-band electric data signals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001104056A RU2001104056A (en) 2003-02-20
RU2219658C2 true RU2219658C2 (en) 2003-12-20

Family

ID=32065264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001104056/09A RU2219658C2 (en) 2001-02-12 2001-02-12 Device for compressing and recovering spectrum width of limited-frequency-band electric data signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2219658C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6667706B2 (en) Analog to digital converter
US6950049B2 (en) Computer program product for performing digital-to-analog conversion
US7515084B1 (en) Analog to digital converter using asynchronous pulse technology
CN110199482A (en) A kind of multistage mixed analog to digital converter
WO2005017643A3 (en) Data conversion methods and systems
Carley An oversampling analog-to-digital converter topology for high-resolution signal acquisition systems
CN110022157A (en) Signal processing apparatus and delta-sigma modulator
EP0506079A1 (en) Sigma delta type digital/analog converter system with reduced quantization error
AU654456B2 (en) High-speed A/D conversion using a series of one-bit conversion stages
CN104769848A (en) Digital analog converter
RU2219658C2 (en) Device for compressing and recovering spectrum width of limited-frequency-band electric data signals
JPH0783267B2 (en) Device for converting a binary signal into a DC signal proportional thereto
JPH02184119A (en) Oversampling type digital/analog converter
CN101093624B (en) Method for implementing diversiform A-D /D-A conversion based on experimental platform
WO2022036434A3 (en) Apparatus and method for scalable digitization
US4185275A (en) Capacitive analog to digital converter
JPH02186719A (en) Analog/digital converter circuit
JPS59500027A (en) Shaft angle encoder with circuit for combining interleaved track output signals
US6856269B1 (en) D/A conversion method and D/A converter
JPS61292420A (en) Analog-digital converter
Poudel Review of Data Converters
RU2192708C2 (en) Method for compressing spectrum width of limited- frequency-band electric information signals
SU1069155A1 (en) Converter of residue code of number into voltage
ES2088871T3 (en) PHASIC / DIGITAL CONVERSION PROCEDURE AND PROVISIONS FOR CONDUCTING THE PROCEDURE.
US3932864A (en) Circuit for converting a companded digital time-amplitude pulse code into a linear digital amplitude pulse code

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040213