RU2586833C1

RU2586833C1 - Information transmission method and system therefor

Info

Publication number: RU2586833C1
Application number: RU2015116331/08A
Authority: RU
Inventors: Сергей Сергеевич Кукушкин; Сергей Федорович Махов; Геннадий Валентинович Светлов; Александр Сергеевич Супрун
Original assignee: Сергей Сергеевич Кукушкин
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2016-06-10

Abstract

FIELD: information technology.

SUBSTANCE: invention relates to systems for transmitting information via digital communication channels. At the transmitting side of each of the values of words-measurements, multiplied by the first comparator module are images-residues, found by operations, equivalent division of the obtained result of multiplying the value of the second unit of comparison, represented by scale presentation of e=2²ⁿ. At reception, two algorithms decoding, conditionally called "hard", which is universal, and "soft", using which provides detection and correction of transmission errors.

EFFECT: technical result consists in provision of noise-immunity of transmitted information owing to structural-and-algorithmic conversion (SAP) results telemetry, monitoring and correcting errors.

3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи данных по каналам связи. Его использование позволяет повысить достоверность передачи информации без введения структурной избыточности в передаваемые сообщения, обнаруживать возникающие при передаче ошибки как одиночные, так и кратные, повысить скорость передачи информации.The invention relates to telemetry, communication technology and can be used in data transmission systems over communication channels. Its use allows to increase the reliability of information transfer without introducing structural redundancy in transmitted messages, to detect errors occurring during transmission, both single and multiple, to increase the speed of information transfer.

Это достигается путем структурно-алгоритмических преобразований (САП), которые осуществляют при передаче телеметрической информации (ТМИ) на борту контролируемого объекта (в этом случае САП называют «прямыми» (ПСАП)) и при ее приеме (реализуемые при этом САП называют «обратными» (ОСАП)).This is achieved through structural-algorithmic transformations (SAP), which are carried out when transmitting telemetric information (TMI) on board the controlled object (in this case, the SAP is called “direct” (PSAP)) and when it is received (the realized SAP is called “reverse” (OSAP)).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ дискретной передачи информации ([1], патент RU №2434301 от 20.11.2011, бюл. №32). В нем также в результате структурно-алгоритмических преобразований (САП), предшествующих передаче информации, формируют последовательность слов-измерений (сообщений), называемых «выборками первичных сигналов», которые преобразуют в выборки с меньшей разрядностью представления исходных значений. Сформированные выборки с меньшей разрядностью представления исходных значений являются эквивалентами образов-остатков b_i. Основу изобретения [1] составляет замена традиционного позиционного представления слов двоичных 2n-разрядных слов-измерений х на эквивалентное отображение образами-остатками b_i. В соответствии с математической моделью образы-остатки b_i. получают в результате выполнения операций, эквивалентных делению х на определенным образом выбранные модули сравнения m_i. В результате этого обеспечивают выполнение требований тождественного равенства исходного сообщения Х и его образа-остатка b_i, получающего в результате операции, эквивалентной арифметической операции деления Х на модуль сравнения m_i:Closest to the proposed invention is a method of discrete information transmission ([1], patent RU No. 2434301 from 11/20/2011, bull. No. 32). It also, as a result of structural-algorithmic transformations (SAPs) preceding the transmission of information, forms a sequence of measurement words (messages) called “samples of primary signals”, which are converted into samples with a lower resolution of the representation of the initial values. The generated samples with lower bit depth representations of the initial values are equivalent to residual images b _i . The basis of the invention [1] is the replacement of the traditional positional representation of words of binary 2n-bit measurement words x with an equivalent display of residual images b _i . In accordance with the mathematical model images residues b _i. get as a result of operations equivalent to dividing x into a certain way, the selected comparison modules m _i . As a result of this, the requirements of the identity equality of the original message X and its image-remainder b _i are met, resulting in an operation equivalent to the arithmetic operation of dividing X by the comparison module m _i :

Х ≡ b_i (mod m_i) (1).X ≡ b _i (mod m _i ) (1).

Таким образом, способ [1] представляет собой инженерную интерпретацию математической модели (1).Thus, the method [1] is an engineering interpretation of the mathematical model (1).

Способ-прототип [1] заключается в том, что на передающей стороне формируют первичный сигнал, шкала значений которого в 2²ⁿ раз превышает максимально допустимое значение погрешности, формируют последовательность выборок первичного сигнала путем его дискретизации с выбранной частотой опроса, формируют последовательность передаваемых выборок путем преобразования последовательности выборок первичного сигнала, передают сформированную последовательность выборок по каналу связи на приемную сторону, на приемной стороне принимают полученную последовательность выборок, формируют восстановленную последовательность выборок первичного сигнала путем преобразования принятой последовательности выборок, восстанавливают первичный сигнал путем фильтрации последовательности выборок первичного сигнала, отличающийся тем, что на передающей стороне преобразование последовательности выборок первичного сигнала в последовательность передаваемых выборок осуществляют следующим образом: формируют 2ⁿ равномерно распределенных в пределах шкалы значений первичного сигнала пороговых уровней u_i, сравнивают значение каждой выборки первичного сигнала со значениями всех пороговых уровней, определяют значение максимального из превышенных пороговых уровней, преобразуют значение каждой выборки первичного сигнала путем вычитания из него значения максимального из превышенных пороговых уровней, при этом на приемной стороне преобразование принятой последовательности выборок в восстановленную последовательность выборок первичного сигнала осуществляют следующим образом: определяют приращение значения каждой принятой выборки путем вычитания из него значения предшествующей принятой выборки, формируют минимальный ненулевой пороговый уровень, значение которого в 2ⁿ раз меньше шкалы значений первичного сигнала, сравнивают модуль приращения значения каждой принятой выборки с половиной значения минимального ненулевого порогового уровня, при превышении модуля приращения значения каждой принятой выборки половины значения минимального ненулевого порогового уровня и при отрицательном значении указанного приращения значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения соответствующей принятой выборки, значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и значения минимального ненулевого порогового уровня, при превышении модуля приращения значения каждой принятой выборки половины значения минимального ненулевого порогового уровня и при положительном значении указанного приращения значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения соответствующей принятой выборки и значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала и вычитания из полученной суммы значения минимального ненулевого порогового уровня, при превышении половины значения минимального ненулевого порогового уровня модуля приращения значения каждой принятой выборки значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала определяют путем суммирования приращения значения соответствующей принятой выборки и значения предшествующей восстановленной выборки первичного сигнала [1]. The prototype method [1] consists in the fact that a primary signal is formed on the transmitting side, the scale of which is 2 ²ⁿ times the maximum permissible error value, a sequence of samples of the primary signal is generated by sampling it with a selected sampling frequency, and a sequence of transmitted samples is formed by converting the sequence of samples of the primary signal, transmit the generated sequence of samples through the communication channel to the receiving side, on the receiving side receive received th sequence of samples, form the reconstructed sequence of original signal samples by converting the received sample sequence, reduced primary signal by filtering the sequence of samples of the original signal, characterized in that on the transmission side transform the original signal sample sequence into a sequence of transmitted samples is carried out as follows: forming 2 ⁿ uniformly primary signal values distributed within the scale of the threshold x levels u _i , compare the value of each sample of the primary signal with the values of all threshold levels, determine the value of the maximum of the exceeded threshold levels, convert the value of each sample of the primary signal by subtracting from it the values of the maximum of the exceeded threshold levels, while on the receiving side the received sequence is converted samples in the restored sequence of samples of the primary signal is as follows: determine the increment of the value of each received by subtracting from it the values of the previous received sample, form the minimum non-zero threshold level, the value of which is 2 ⁿ times less than the scale of the values of the primary signal, compare the increment module of the value of each received sample with half the value of the minimum non-zero threshold level, when the increment modulus of each accepted value is exceeded sampling half the value of the minimum nonzero threshold level and, with a negative value of the indicated increment, the value of each restored selection The primary signal strengths are determined by summing the increment of the value of the corresponding received sample, the value of the previous reconstructed sample of the primary signal and the value of the minimum non-zero threshold level, if the increment module exceeds each received sample of half the value of the minimum non-zero threshold level and, if the specified increment value is positive, the value of each restored primary sample signal is determined by summing the increment value corresponding of the received sample and the value of the previous reconstructed sample of the primary signal and subtracting from the sum obtained the value of the minimum non-zero threshold level, when half the value of the minimum non-zero threshold level of the increment module is exceeded, the value of each recovered sample of the primary signal is determined by summing the increment of the value of the corresponding received sample and values of the previous reconstructed sample of the primary signal [1].

Отличительная особенность известного способа [1] заключается в том, что вместо математической операции сравнения значений результатов измерений Х по модулю m_i, предполагающей операцию деления и нахождения образов-остатков, используют результаты превышения значениями Х пороговых уровней u_i. При превышении каждого из пороговых уровней непрерывный счет значений сообщений Х по мере их возрастания или убывания обрывают и возобновляют с 0. Поэтому получающиеся значения оказываются ограниченными по уровню значением разности между порогами ∆_ui = u_i+1.- u_i, что эквивалентно образам-остаткам, которые были бы получены в результате арифметической операции деления. Это означает, что сформированные таким образом значения от 0 до (∆_ui-1) совпадают со значениями образов-остатков b_i при условии, что ∆_ui= m_i. Такая формулировка модели (1) на инженерном языке позволила определить новый способ восстановления выборок (слов-измерений) при приеме сообщений. Он описан в формуле изобретения [1], когда рассматривается приемная сторона. Однако замена модулей m_i. разностями между порогами сравнения ∆_uiоказывается сложной при большом числе используемых модулей сравнения. В результате этого возможности инженерного синтеза новых способов восстановления данных измерений при использовании структурно-алгоритмических преобразований (САП) становятся все более ограниченными по мере увеличения числа различных модулей сравнения m_i. A distinctive feature of the known method [1] is that instead of the mathematical operation of comparing the values of the measurement results X modulo m _i , involving the operation of dividing and finding the image residues, use the results of exceeding the values of X threshold levels u _i . When each of the threshold levels is exceeded, a continuous count of the values of messages X is cut off and resumed from 0 as they increase or decrease. Therefore, the resulting values turn out to be level-limited by the difference between the thresholds ∆ _ui = u _{i + 1} .- u _i , which is equivalent to the images residues that would be obtained as a result of the arithmetic division operation. This means that the values thus formed from 0 to (∆ _ui -1) coincide with the values of the residual images b _i provided that ∆ _ui = m _i . Such a formulation of model (1) in the engineering language made it possible to determine a new method for recovering samples (measurement words) when receiving messages. It is described in the claims [1] when the receiving side is considered. However, the replacement of modules m _i . the differences between the comparison thresholds ∆ _ui is difficult for a large number of used comparison modules. As a result of this, the possibilities for the engineering synthesis of new methods for reconstructing measurement data using structural-algorithmic transformations (SAP) become more and more limited as the number of different comparison modules m _i increases.

В этом случае более полезным с точки зрения реализации новых идей повышения помехоустойчивости передаваемых данных становится математический синтез новых технических решений на основе модели, представленной в виде системы остаточных классов (СОК) (системы сравнений, определяемой формулой (2)): In this case, the mathematical synthesis of new technical solutions based on the model presented in the form of a system of residual classes (RNS) (a comparison system defined by formula (2)) becomes more useful from the point of view of implementing new ideas to increase the noise immunity of the transmitted data:

Х ≡ b₁(mod m₁).X ≡ b ₁ (mod m ₁ ).

Х ≡ b₂(mod m₂), (2)е m₁ = 2ⁿ - 1, m₂ = 2ⁿ + 1 - оптимально выбранные модули сравнения, а n - половина разрядности (разрядной сетки) представления исходных традиционных слов-измерений. X ≡ b ₂ (mod m ₂ ), (2) е m ₁ = 2 ⁿ - 1, m ₂ = 2 ⁿ + 1 are optimally selected comparison modules, and n is half the bit capacity (bit grid) of the representation of the original traditional words-dimensions .

Так, в случае исходного байтового представления слов-измерений (2n = 8) m₁ = 2⁴ - 1 = 15, а m₂ = 2⁴ + 1 = 17. Если 2n = 10, что соответствует случаю 10-разрядного представления значений телеметрируемых параметров (ТМП), то m₁ = 2⁵ - 1 = 31, а m₂ = 2⁵ + 1= 33.Сформированные при таком подходе образы-остатки для однозначного их отображения могут иметь n-разрядную позиционную структуру представления. Однако некоторое исключение из этого правила составляют результаты кодирования образов-остатков, полученных при сравнении по модулям m₂ = 2ⁿ + 1.So, in the case of the original byte representation of the measurement words (2n = 8) m_one = 2^four - 1 = 15, and m₂ = 2^four + 1 = 17. If 2n = 10, which corresponds to the case of a 10-bit representation of the values of telemetry parameters (TMP), then m_one = 2⁵ - 1 = 31, and m₂ = 2⁵ + 1 = 33.The residual images formed by this approach for their unambiguous mapping can have an n-bit positional representation structure. However, some exceptions to this rule are the results of encoding residual images obtained when comparing the modules m₂ = 2ⁿ + 1.

При предлагаемом дополнительном кодировании новые сообщения получают в результате замены исходных значений Х_i, i = 1,2,3,…, представленных, например, Х_i = <116>₁₀ = <01110100>₂ (2n = 8), на сообщения С_i, i = 1,2,3,…, составленные, например, из значений образов-остатков With the proposed additional coding, new messages are obtained as a result of replacing the original values X _i , i = 1,2,3, ..., represented, for example, X _i = <116> ₁₀ = <01110100> ₂ (2n = 8), with messages C _i , i = 1,2,3, ..., composed, for example, of the values of image residues

Х_i

<b_1i(mod 15),b_2i(mod 17)>_{j, j = 2,10}.X _i

<b _1i (mod 15), b _2i (mod 17)> _{j, j = 2,10} .

Здесь подстрочные индексы < >₁₀и < >₂ определяют систему счисления - десятичную и двоичную, соответственно. Произведение модулей сравнения m₁× m₂=(2ⁿ - 1)(2ⁿ + 1) = 2²ⁿ - 1, что соответствует в случае традиционного двоичного позиционного кодирования значений ТМП шкале (Ш) представления данных телеизмерений при заданной разрядной сетке формирования слов-измерений. В случае байтовых слов (2n = 8) шкала представления значений ТМП (Ш = 0 - 255). Она начинается с кодовой комбинации <00000000>₂= <0>₁₀ и заканчивается кодовой комбинацией <11111111>₂, что соответствует m₁× m₂=15 ×17 =255 значениям различающихся данных кодирования. При проведении операций, эквивалентных делению х_i = <116>₁₀= <01110100>₂ на m₁=15 и m₂=17, исходное сообщение х_i заменяют (кодируют) двумя полусловами-остатками С_i = < b_1i,b_2i>₁₀= <11,14>₁₀=<11011110>₂= <190>₁₀. При этом минимальное кодовое расстояние увеличивается в d_код = 2ⁿ +1 раз. Если n = 4, что соответствует рассмотренному примеру, то d_кодувеличивается в 17 раз. Так, если представить, что Х_i+1 = <115>₁₀= <01110011>₂, а Х_i+2 = <117>₁₀= <01110101>₂, то исходное кодовое расстояние по отношению к Х_i = <116>₁₀= <01110100>₂ изменится на d = 1 (на значение элементарного кванта). В то же время результаты предлагаемого кодирования X_i+1 = <115>₁₀= <01110011>₂ и X_i+2 = <117>₁₀- это значения С_(i+1) = <10,13>₁₀= <10101101>₂ = <173>₁₀и X_i+2 = <12,15>₁₀= <11001111>₂= <207>₁₀. Увеличение минимального кодового расстояния (d_код) в 17 раз в соответствии с теорией помехоустойчивого кодирования обеспечивает возможность исправления до 4 ошибок передачи значений ТМП ([2], Зюко А.Г. Помехоустойчивость и эффективность систем связи. - М.: Связь, 1972. - 360с.).Here subscripts <> ₁₀ and <> ₂ define the number system - decimal and binary, respectively. The product of the comparison modules m ₁ × m ₂ = (2 ⁿ - 1) (2 ⁿ + 1) = 2 ²ⁿ - 1, which corresponds, in the case of traditional binary positional coding of TMP values, to the scale (W) of the representation of telemetry data for a given bitmap word formation grid -measurements. In the case of byte words (2n = 8), the scale for representing the TMP values (W = 0 - 255). It starts with a code combination <00000000> ₂ = <0> ₁₀ and ends with a code combination <11111111> ₂ , which corresponds to m ₁ × m ₂ = 15 × 17 = 255 values of different encoding data. When performing operations equivalent to dividing x _i = <116> ₁₀ = <01110100> ₂ by m ₁ = 15 and m ₂ = 17, the original message x _{i is} replaced (encoded) by two half-word residues With _i = <b _1i , b _2i > ₁₀ = <11.14> ₁₀ = <11011110> ₂ = <190> ₁₀ . In this case, the minimum code distance increases by d _code = 2 ⁿ +1 times. If n = 4, which corresponds to the considered example, then the d _{code is} increased by 17 times. So, if we imagine that X _{i + 1} = <115> ₁₀ = <01110011> ₂ , and X _{i + 2} = <117> ₁₀ = <01110101> ₂ , then the original code distance with respect to X _i = <116> ₁₀ = <01110100> ₂ will change to d = 1 (the value of an elementary quantum). At the same time, the results of the proposed coding X _{i + 1} = <115> ₁₀ = <01110011> ₂ and X _{i + 2} = <117> ₁₀ are the values of C _{(i + 1)} = <10.13> ₁₀ = <10101101 > ₂ = <173> ₁₀ and X _{i + 2} = <12.15> ₁₀ = <11001111> ₂ = <207> ₁₀ . An increase in the minimum code distance (d _code ) by 17 times in accordance with the theory of error-correcting coding provides the possibility of correcting up to 4 errors in transmitting TMP values ([2], Zyuko AG, Immunity and efficiency of communication systems. - M .: Communication, 1972. - 360s.).

Однако у такого способа представления есть недостаток, заключающийся в том, что для однозначного представления значений образов-остатков по модулям m₂= 2ⁿ + 1 требуется не n, а (n + 1) разрядов двоичного кода (в случае, когда 2n = 8, пять разрядов). Если, например, при 2n = 8 не ввести дополнительной избыточности в виде дополнительного 9 двоичного разряда и ограничиться n = 4 при представлении значений b_2i, то окажутся неразличимыми кодовые конструкции <0>₁₀ и <135>₁₀, а также <16>₁₀ и <136>₁₀. Это приведет к дополнительно привнесенным ошибкам. Хотя, в итоге, этот недостаток и перекрывается достигаемым техническим эффектом, получаемым при приеме за счет обнаружения и исправления ошибок передачи ТМИ, однако потенциальные возможности повышения помехоустойчивости данных телеизмерений не будут достигнуты.However, this representation method has a drawback in that for the unique representation of the values of the image residues by the modules m ₂ = 2 ⁿ + 1, not n, but (n + 1) bits of the binary code are required (in the case when 2n = 8 , five digits). If, for example, 2n = 8 does not introduce additional redundancy in the form of an additional 9 bit position and confine n = 4 in the presentation of the values b _2i, it will be indistinguishable code constructions <0> ₁₀ and <135 _10> and <16> ₁₀ and <136> ₁₀ . This will lead to additional errors introduced. Although, in the end, this drawback is overlapped by the achieved technical effect obtained when receiving due to the detection and correction of transmission errors of TMI, however, the potential to increase the noise immunity of these telemetry will not be achieved.

Этот недостаток устранен при использовании предлагаемого изобретения. Предлагаемый способ предлагает одну из реализаций безызбыточного дополнительного помехоустойчивого кодирования с использованием образов-остатков. Особая практическая значимость безызбыточного дополнительного помехоустойчивого кодирования заключается в том, что его реализация не требует изменения существующей структуры телеметрических кадров и доработки уже существующей телеметрической аппаратуры. Поэтому предлагаемый способ является щадящим по отношению к существующей практике. Он также может быть реализован программными методами путем перепрограммирования программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), сигнальных процессоров и микроконтроллеров, на основе которых созданы существующие и разрабатываются перспективные бортовые радиотелеметрические системы (БРТС).This disadvantage is eliminated when using the present invention. The proposed method offers one of the implementations of the redundant additional noise-resistant coding using residual images. The special practical significance of the redundant additional noise-tolerant coding is that its implementation does not require changing the existing structure of telemetric frames and refinement of the existing telemetry equipment. Therefore, the proposed method is gentle in relation to existing practice. It can also be implemented by software methods by reprogramming programmable logic integrated circuits (FPGAs), signal processors and microcontrollers, on the basis of which existing and developing advanced airborne radio telemetry systems (BRTS) are created.

Сущностные характеристики предлагаемого способа заключаются в следующем. Он предполагает получение кодированных значений, которые представляют собой результат умножения каждого из значений телеметрируемого параметра (ТМП) Х_i, где i - принятый порядковый номер выборок контролируемого телеметрируемого процесса х(t), t = kT_о, а Т_о- интервал опроса значений ТМП, определяемый теоремой дискретизации В.А.Котельникова, k = 1,2,3,… - натуральный ряд чисел, на модуль сравнения, равный m₂= 2ⁿ + 1, с последующим определением образов-остатков b_3i Образы-остатки b_3i получают в результате арифметической операции деления результата умножения на значение другого модуля сравнения m₃ = 2²ⁿ. Физическая интерпретация модуля сравнения m₃ = 2²ⁿ - это шкала телеизмерений (Ш), ограниченная разрядной сеткой представления значений телеизмерений от 0 до m₃ = 2²ⁿ. Для случая восьмиразрядных слов-измерений 2n = 8 и m₃ = 2⁸ = 256 представляет собой число байтовых слов, отличающихся друг от друга хотя бы в одном разряде.The essential characteristics of the proposed method are as follows. It involves obtaining coded values, which are the result of multiplying each of the values of the telemetry parameter (TMP) X _i , where i is the accepted serial number of samples of the controlled telemetry process x (t), t = kT _о , and T _о is the interval of polling TMP values determined by the discretization theorem of V.A. Kotelnikov, k = 1,2,3, ... is the natural series of numbers per comparison module equal to m ₂ = 2 ⁿ + 1, followed by the determination of residual images b _{3i Residual} images b _3i get as a result of arithmetic operations of dividing the result of the mind knives on the value of another comparison module m ₃ = 2 ²ⁿ . The physical interpretation of the comparison module m ₃ = 2 ²ⁿ is the telemeasurement scale (III), limited by the bit grid of the representation of the telemeasurement values from 0 to m ₃ = 2 ²ⁿ . For the case of eight-bit words measurements 2n = 8 and m = 2 ₃ = ⁸ 256 represents the number of byte words which differ from each other in at least one discharge.

Алгоритм кодирования задан следующей формулой:The encoding algorithm is given by the following formula:

С_i≡ (Х_i × m₂) (mod m₃) (3).C _i ≡ (X _i × m ₂ ) (mod m ₃ ) (3).

В соответствии с предлагаемой терминологией алгоритм (3) представляет собой прямое структурно-алгоритмическое преобразование (ПСАП) передаваемых данных телеизмерений. Алгоритмы восстановления переданных значений при приеме ТМИ, предполагающие использование обратного структурно-алгоритмического преобразования (ОСАП), ориентированы на следующие два типа декодирования, условно называемые «жесткое» и «мягкое». In accordance with the proposed terminology, algorithm (3) is a direct structural-algorithmic transformation (PSAP) of the transmitted telemetry data. Algorithms for recovering transmitted values when receiving TMI, using the inverse structural-algorithmic transformation (OSAP), are focused on the following two types of decoding, conditionally called “hard” and “soft”.

Цель использования алгоритма «жесткого» декодирования заключается в том, чтобы обеспечить восстановление ТМИ в самом общем случае, в том числе и при отсутствии корреляционной взаимосвязи между соседними отсчетами ТМП, с погрешностью, которая была бы не хуже той, что получают при использовании существующей практики передачи результатов телеизмерений. Дополнительное назначение алгоритма «жесткого» декодирования также заключено в том, чтобы пользователь имел возможность увидеть то качество приема ТМИ, которое получают при использовании существующей практики телеизмерений. Такой подход направлен, помимо прочего, на устранение психологической неуверенности той части пользователей, которые плохо усваивают различные новшества. The purpose of using the “hard” decoding algorithm is to ensure the restoration of TMI in the most general case, including in the absence of a correlation between neighboring TMP samples, with an error that would be no worse than that obtained using the existing transmission practice telemetry results. An additional purpose of the “hard” decoding algorithm is also to enable the user to see the quality of TMI reception that is obtained using the existing practice of telemetry. This approach is aimed, among other things, at eliminating the psychological uncertainty of that part of users who are poorly absorbing various innovations.

Цель использования алгоритма «мягкого» декодирования состоит в том, чтобы обнаружить и исправить ошибки передачи в закодированных значениях ТМП. The purpose of using the soft decoding algorithm is to detect and correct transmission errors in the encoded TMP values.

Таким образом, предлагаемый способ заключается в том, что на передающей стороне осуществляют сбор сигналов от источников сообщений, преобразуют их в двоичный код, обеспечивают синхронизацию сформированных слов-измерений, представленных 2n-разрядным двоичным кодом, и формируют из них уплотненный цифровой групповой сигнал, подлежащий передаче по каналам связи. От известных аналогов он отличается тем, что на передающей стороне каждое из значений слов-измерений умножают на первый модуль сравнения m₂, равный 2ⁿ+ 1, а полученный результат умножения представляют образами-остатками, найденными путем операций, эквивалентных делению на значение второго модуля сравнения m₃, в качестве которого используют шкалу представления Ш = 2²ⁿ, определяющую количество значений 2n-разрядных двоичных слов-измерений, различающихся друг от друга хотя бы одним двоичным символом, полученные, таким образом, 2n- разрядные кодовые конструкции образов-остатков используют в качестве закодированных слов-измерений с прежней разрядностью их представления двоичным кодом и расставляют сформированные таким образом слова-измерения в уплотненном цифровом групповом телеметрическом сигнале в определенной последовательности по отношению к сигналам синхронизации, в том числе и в той последовательности, в которой передавали бы исходные слова-измерения при существующем способе их передачи, сформированный из образов-остатков цифровой уплотненный групповой телеметрический сигнал подвергают последующей модуляции и передаче, а на приемной стороне принимают полученную последовательность переданных символов двоичного кода, на основе принятых сигналов синхронизации формируют восстановленную последовательность закодированных 2n- разрядных слов-измерений и осуществляют параллельное их декодирование с использованием «жесткого» и «мягкого» декодеров, при этом в результате операции «мягкого» декодирования обеспечивают обнаружение и исправление ошибок передачи значений телеметрируемых параметров на основе групповых свойств «равноостаточности», выполняемых в выделенных графических фрагментах телеметрируемого параметра, преобразованного на передающей стороне, а в результате операции «жесткого» декодирования осуществляют восстановление первоначальных результатов телеизмерений без исправления ошибок, осуществляют их сглаживание и по отношению к вычисленным соседним значениям телеизмерений определяют их разности, которые используют в качестве допусков при выборе наиболее подходящих данных телеизмерений, формируемых в результате операций «мягкого» декодирования с учетом разрешенных позиций сформированного на передающей стороне безызбыточного помехоустойчивого кода, производят повторное «жесткое» декодирование данных телеизмерений, скорректированных в результате операций «мягкого» декодирования, сглаженные данные при первой операции «жесткого» декодирования сравнивают с синхронными (совпадающими по времени опроса) значениями, полученными в результате второй операции «жесткого» декодирования, результаты сравнения используют для оценивания достигаемого технического эффекта в виде оценок повышения показателей достоверности приема телеметрической информации, а также для сравнения и корректировки значений результатов сглаживания данных телеизмерений, полученных при первом «жестком» декодировании, с результатами, которые наиболее близки к ним, но совпадают с разрешенными позициями помехоустойчивого кода, сформированного в результате структурно-алгоритмических преобразований значений телеметрируемого параметра на передающей стороне, в результате чего реализуют расширенные возможности, используемые для контроля достоверности полученных результатов телеизмерений и информационной поддержки принятия решений.Thus, the proposed method consists in the fact that on the transmitting side they collect signals from message sources, convert them to binary code, synchronize the generated measurement words represented by a 2n-bit binary code, and form a compressed digital group signal from them transmission over communication channels. It differs from the known analogues in that, on the transmitting side, each of the values of the measurement words is multiplied by the first comparison module m ₂ equal to 2 ⁿ + 1, and the obtained multiplication result is represented by residual images found by operations equivalent to dividing by the value of the second module comparing m _3, which is used as a scale representation of W = 2 ^2n, determining the number of values 2n-bit binary words measurements differing from each other by at least one binary symbol received thereby, 2n- bit to The new constructions of residual images are used as encoded measurement words with the same bit depth as their binary representation, and the measurement words thus formed are arranged in a compressed digital group telemetry signal in a specific sequence with respect to synchronization signals, including in that sequence in which the original measurement words would be transmitted with the existing method of their transmission, a digitally compacted group telemetry formed from residual images The signal is subjected to subsequent modulation and transmission, and on the receiving side, the received sequence of transmitted binary code symbols is received, based on the received synchronization signals, a restored sequence of encoded 2n-bit measurement words is generated and they are decoded in parallel using “hard” and “soft” decoders in this case, as a result of the operation of "soft" decoding, detection and correction of errors in transmitting the values of telemetry parameters to Again, the group properties of "equi-sufficiency" performed in the selected graphic fragments of the telemetered parameter converted on the transmitting side, and as a result of the "hard" decoding operation, the initial results of the telemetry are restored without error correction, they are smoothed out and determined in relation to the calculated neighboring telemetry values differences that are used as tolerances when choosing the most suitable telemetry data generated as a result those soft decoding operations, taking into account the allowed positions of the non-redundant noise-tolerant code generated on the transmitting side, re-decode the telemetry data corrected as a result of the soft decoding operations, the smoothed data during the first hard decoding operation is compared with synchronous (matching by polling time) with the values obtained as a result of the second “hard” decoding operation, the comparison results are used to evaluate its technical effect in the form of estimates of increasing the reliability indicators of receiving telemetric information, as well as for comparing and adjusting the values of the smoothing of telemetry data obtained during the first “hard” decoding, with results that are closest to them, but coincide with the allowed positions of the error-correcting code, formed as a result of structural-algorithmic transformations of the values of the telemetered parameter on the transmitting side, as a result of which extended The conditions used to control the reliability of the obtained results of television measurements and information support for decision making.

Предлагаемый способ также отличается тем, что при выполнении операций «мягкого» декодирования, предназначенного для обнаружения и исправления ошибок передачи телеметрической информации находят разрывы, определяющие границы графических фрагментов телеметрируемых параметров, преобразованных на передающей стороне с использованием алгоритмов структурно-алгоритмического преобразования данных телеизмерений Х_i, представляющих собой значения выборок контролируемого процесса х(t) в моменты времени t = kT_о, где Т_о- интервал опроса значений телеметрируемых параметров, определяемый теоремой дискретизации В.А.Котельникова, k = 1,2,3,… - натуральный ряд чисел, затем, используя признаки идентификации разрывов в виде разностей первого порядка ∆Х_i = Х_i+1- Х_i, абсолютное значение которых находится в интервале (0,8 - 1) m₃, где m₃ - определенным образом выбранный второй модуль сравнения, равный, например, 2²ⁿ, где 2n - число разрядов двоичного кода, используемого для представления результатов телеизмерений (слов-измерений), принятые с ошибками данные телеизмерений, преобразованные на передающей стороне с использованием алгоритмов структурно-алгоритмических преобразований и принадлежащие выделенным графическим фрагментам преобразованных телеметрируемых параметров, подвергают делению на первый модуль сравнения m₂, например, равный 2ⁿ+1, в результате чего находят целочисленные остатки от деления, строят гистограмму распределения их значений и в качестве инварианта, проявляющегося, например, в виде группового значения «равноостаточности», выбирают в сформированной статистической выборке, состоящей из остатков, наиболее часто встречающееся значение, при этом все другие значения остатков, не совпадающие со значением найденного инварианта, используют для обнаружения ошибок передачи результатов телеизмерений, которые исправляют путем подстановки вместо них данных, достоверность которых подтверждают тем, что они при делении на второй модуль сравнения m₂ дают значение остатка, равное инварианту, найденному для выделенного графического фрагмента, выбирают среди выделенных преобразованных данных телеизмерений те значения, что принадлежат наиболее близким по абсолютной величине разрешенным позициям, отстоящим друг от друга на величину, равную lm₂ m₂= d_min, l = 1,2,3,.., где d_min - минимальное кодовое расстояние, при выполнении условия, что величины различий принятых данных от их номинальных значений, определяемых разрешенными позициями, не выходят за пределы допусков, которые определяют на основе результатов «жесткого» декодирования принятых сигналов и последующего их сглаживания на основе различных способов фильтрации.The proposed method also differs in that when performing soft decoding operations designed to detect and correct errors in the transmission of telemetry information, gaps are found that define the boundaries of the graphic fragments of the telemetered parameters converted on the transmitting side using algorithms of structural and algorithmic transformation of telemetry data X _i , representing sample values of controlled process x (t) at instants t = kT _o, wherein t _o - polling interval vALUE minutes telemetered parameters defined Kotel'nikov sampling theorem, k = 1,2,3, ... - natural numbers, then, using the identification signs of discontinuities in the form of first-order difference ΔH _i = X _{i + 1} - X _i, the absolute value of which is in the range (0.8 - 1) m ₃ , where m ₃ is the selected second comparison module in a certain way, equal, for example, 2 ²ⁿ , where 2n is the number of bits of the binary code used to represent the results of television measurements (words measurements), telemetry data received with errors, converted to conductive side using structurally algorithmic transformations and algorithms belonging dedicated graphics fragments mapped parameters telemetered subjected to division by the first comparator unit ₂ m, for example equal to 2 ⁿ +1, resulting in a finding integer remainders of the division, a histogram distribution of their values, and as an invariant, manifested, for example, in the form of a group value of "equal adequacy", choose in the generated statistical sample, consisting of residues, the most Frequently occurring value, while all other values are residues that do not coincide with the invariant found value is used to detect transmission errors telemetry results which corrected by substituting in their place the data, the reliability of which is confirmed by the fact that they, when divided by the second comparison unit m ₂ give the value of the remainder equal to the invariant found for the selected graphic fragment, select those values that belong to the closest ones from the selected converted telemetry data in absolute value, allowed positions spaced from each other by an amount equal to lm ₂ m ₂ = d _min , l = 1,2,3, .., where d _min is the minimum code distance, under the condition that the values of differences in received data from their nominal values determined by the allowed positions, do not go beyond the tolerances that are determined based on the results of "hard" decoding of the received signals and their subsequent smoothing based on various filtering methods.

Представление о техническом эффекте, который получают при реализации способа, дают иллюстрации, приведенные на фиг. 1-4.The technical effect obtained during the implementation of the method is illustrated by the illustrations shown in FIG. 1-4.

На иллюстрации, представленной на фиг. 1, показано графическое отображение ТМП, смоделированного в виде синусоидального изменяющегося напряжения, при его представлении десятиразрядным двоичным кодом (2n = 10), когда m₃ = 2¹⁰ =1024. Об этом свидетельствует шкала представления исходных и закодированных значений ТМП (Ш = 0 - 1023). Такой формат представления наиболее часто используют в отечественной практике телеизмерений. Значения телеизмерений были искажены на всем интервале представления данных шумовой помехой, из-за чего изображение ТМП отображается на фиг. 1 жирной линией, вызванной случайным шумом в младших разрядах позиционного двоичного кода. Кроме того, на отдельном временном участке от 1000 мс до 4000 мс передаваемый ТМП был дополнительно искажен импульсной помехой. In the illustration of FIG. 1, a graphical representation of a TMF modeled as a sinusoidal varying voltage is shown when represented by a ten-digit binary code (2n = 10), when m ₃ = 2 ¹⁰ = 1024. This is evidenced by the scale of representation of the initial and encoded TMP values (W = 0 - 1023). This presentation format is most often used in the domestic practice of television measurements. The telemetry values were distorted over the entire data presentation interval by noise interference, which is why the TMP image is displayed in FIG. 1 bold line caused by random noise in the lower bits of the positional binary code. In addition, in a separate time interval from 1000 ms to 4000 ms, the transmitted TMP was additionally distorted by impulse noise.

На фиг. 2 представлено графическое отображение того же ТМП, но после использования алгоритма ПСАП, приводящего к случаю безызбыточного помехоустойчивого кодирования, реализующего формулу (3). In FIG. Figure 2 shows a graphical display of the same TMP, but after using the PSAP algorithm, which leads to the case of non-redundant noise-resistant coding that implements formula (3).

На фиг. 3 представлены вычисленные значения инварианта, который принимает при отсутствии искажений телеизмерений помехами постоянное значение. С точки зрения математики он проявляется в виде группового свойства «равноостаточности», которое оказывается справедливым для отдельных графических фрагментов ТМП, заключенных между разрывами первого рода, идентифицированных, как δ_i = |C_i+1 ^*- C_i ^*| при δ_i>0,8 m₃, где C_i ^*= C_i +ε_i, а ε_i- ошибка телеизмерений, обусловленная помехой. Появление группового свойства «равноостаточности» связано с тем, что исходные значения телеизмерений Х_iбыли в соответствии с формулой (3) умножены на модуль сравнения m₂ = 2ⁿ+1. Следовательно, если в выделенных графических фрагментах преобразованного ТМП результаты кодирования C_i,, которые не искажены помехой ε_i, и C_i= Х_i× m₂ разделить на m₂, то получим одни и те же остатки от деления C_iна m₂. Для наглядности на фиг. 2 и 3 пример выделения графических фрагментов преобразованного ТМП отображен вертикальными линиями. Из приведенного на фиг.3 графика следует, что значения остатков от деления находятся в узком диапазоне данных при отсутствии искажений импульсной помехой. Мода закона их распределений четко выражена и представляет собой достоверное значение инварианта. Поэтому шумовые ошибки телеизмерений обнаруживают и исправляют с высокой вероятностью (до значений Р_и = 0,99). Об этом свидетельствует и более тонкая линия графического представления восстановленного при приеме ТМП (фиг. 4), поскольку был исправлен шум, обусловленный искажениями младших разрядов двоичного кода. Наиболее сложный случай для обнаружения и исправления ошибок телеизмерений проявляется при искажении мощной импульсной помехой. Он промоделирован на временном интервале от 1000 мс до 4000 мс (фиг. 1 - 4). В этом случае закон распределения значений «равноостаточности» имеет не одну, а несколько вершин. При этом задача идентификации инварианта заключается в том, чтобы выбрать максимальное значение «равноостаточности», принадлежащее одной из наблюдаемых вершин закона распределения значений «равноостаточности». Однако при этом могут оставаться неисправленные ошибки ε ^/ _i (на фиг. 4 их три). Особенность инварианта в виде свойства «равноостаточности» также проявляется в том, что его значения одновременно можно рассматривать и как номер (s) «узких» шкал телеизмерений, к которым относятся выделенные фрагменты (фиг. 3). Из графического представления, приведенного на фиг. 3, следует, что s принимает значения от 0 до 31. При этом число разрешенных позиций безызбыточного кода в выделенных графических фрагментах ТМП равно 33. В итоге получаем те же m₂× s = 33 × 31= 1023 значений 10-разрядных конструкций двоичного кода, что и при исходном традиционном графическом отображении передаваемого ТМП для случая десятиразрядных двоичных слов-измерений (Ш = (0 - 1023)).In FIG. Figure 3 shows the calculated values of the invariant, which takes a constant value in the absence of distortion of television measurements by noise. From the point of view of mathematics, it manifests itself in the form of the group property of “equanimity”, which turns out to be true for individual graphical fragments of TMP enclosed between discontinuities of the first kind identified as δ_i = | C_{i + 1} ^*- C_i ^*| at δ_i> 0.8 m₃where c_i ^*= C_i +ε_i, and ε_i- telemetry error due to interference. The emergence of the group property of "equanimity" is due to the fact that the initial values of the telemetry X_iin accordance with formula (3) were multiplied by the comparison module m₂ = 2ⁿ+1 Therefore, if in the selected graphic fragments of the transformed TMP, the results of coding C_{i ,,} which are not distorted by interference ε_i, and C_i= X_i× m₂ divide by m₂, then we get the same residues from the division of C_ion m₂. For clarity, in FIG. 2 and 3, an example of highlighting graphic fragments of a transformed TMP is displayed by vertical lines. From the graph shown in figure 3 it follows that the values of the residuals from the division are in a narrow data range in the absence of distortion by impulse noise. The fashion of the law of their distributions is clearly expressed and represents the reliable value of the invariant. Therefore, noise measurement errors are detected and corrected with a high probability (up to P values_and = 0.99). This is evidenced by the thinner line of the graphical representation of the TMP restored when receiving (Fig. 4), since the noise caused by distortions of the lower bits of the binary code was corrected. The most difficult case for detecting and correcting telemetry errors is manifested when distorted by a powerful impulse noise. It is modeled on a time interval from 1000 ms to 4000 ms (Fig. 1-4). In this case, the law of distribution of the values of "equanimity" has not one but several vertices. In this case, the task of identifying the invariant is to select the maximum value of "iso-adequacy" that belongs to one of the observed vertices of the law of distribution of the values of "iso-adequacy". However, unresolved errors ε^/ _i (in Fig. 4 there are three of them). The peculiarity of the invariant in the form of the property of "equi-sufficiency" also manifests itself in the fact that its values can simultaneously be considered as the number (s) of "narrow" telemetry scales, which include selected fragments (Fig. 3). From the graphical representation of FIG. 3, it follows that s takes values from 0 to 31. Moreover, the number of allowed positions of the breakeven code in the selected graphical fragments of the TMP is 33. As a result, we obtain the same m₂× s = 33 × 31 = 1023 values of 10-bit binary code constructions, as with the original traditional graphic display of the transmitted TMP for the case of ten-digit binary measurement words (Ш = (0 - 1023)).

Из сравнения иллюстраций, приведенных на фиг. 1-4, следует:From a comparison of the illustrations shown in FIG. 1-4, it follows:

1) минимальное кодовое расстояние увеличено в 2ⁿ + 1 раз, что при 2n = 10 соответствует значению d_код = 33 (при традиционном методе представления (фиг. 1) d_min =1);1) the minimum code distance is increased 2 ⁿ + 1 times, which for 2n = 10 corresponds to the value d _code = 33 (in the traditional method of presentation (Fig. 1) d _min = 1);

2) при новом представлении значений ТМП более эффективно использован весь диапазон Ш = 0 - 1023, ограниченный значением выбранной разрядной сетки (2n = 10);2) with a new representation of the TMP values, the entire range Ш = 0 - 1023 is more efficiently used, limited by the value of the selected bit grid (2n = 10);

3) из-за эффекта усиления по амплитуде, обусловленного умножением Х_i на m₂) (формула 3) повышен уровень информационной насыщенности преобразованного ТМП (на его графическом отображении видны те изменения, которые может дать только датчик точной метрологической шкалы измерений);3) due to the amplification effect in amplitude due to the multiplication of X _i by m ₂ ) (formula 3) the level of information saturation of the transformed TMP is increased (on its graphical display, those changes that can only be provided by the sensor of the exact metrological measurement scale);

4) в выделенных графических фрагментах преобразованного (закодированного) ТМП, выполняются групповые свойствами «равноостаточности», суть которых заключается в том, что достоверно принятые (неискаженные помехами) значения ТМП при делении на модуль сравнения m₂ = 2ⁿ + 1, равный минимальному кодовому расстоянию d_код, дают один и тот же остаток (выделенные графические фрагменты преобразованного ТМП заключены между разрывами первого рода, границы которых в качестве примера выделены на фиг. 2 вертикальными линиями).4) in the selected graphic fragments of the transformed (encoded) TMP, the group properties of "equal adequacy" are fulfilled, the essence of which is that the TMP values that are reliably accepted (undistorted by interference) when divided by the comparison module m ₂ = 2 ⁿ + 1, equal to the minimum code the distance d _code , give the same remainder (the selected graphic fragments of the transformed TMP are enclosed between first-order breaks, the boundaries of which are highlighted by vertical lines in Fig. 2).

Отмеченные групповые свойства «равноостаточности» проявляются только при нетрадиционном представлении передаваемых сообщений с использованием образов-остатков. Понятие «равноостаточности» известно в математике ([3], И.М.Виноградов «Основы теории чисел», М.: Наука, 1972г.). Групповые свойства «равноостаточности» составляют основу прикладного использования теории групп в информатике ([4], Кукушкин С.С. Теория конечных полей и информатика. Т.1., М: Минобороны России, 2003. - 278с.). The noted group properties of “equanimity” are manifested only in the unconventional representation of transmitted messages using residual images. The concept of "equanimity" is known in mathematics ([3], I. M. Vinogradov, "Fundamentals of Number Theory", Moscow: Nauka, 1972). The group properties of "equanimity" form the basis of the applied use of group theory in computer science ([4], Kukushkin S. S. Finite-field theory and computer science. Vol. 1., M: Ministry of Defense of Russia, 2003. - 278 pp.).

Задача изобретения также заключается в том, чтобы показать, как групповые свойства «равноостаточности» могут быть использованы в технических приложениях для разрешения существующих противоречий. Групповые свойства - это область математической конструктивной теории конечных полей [4]. В существующем математическом обеспечении представления, приема и обработки ТМИ она не использовалась.The objective of the invention is also to show how the group properties of "equanimity" can be used in technical applications to resolve existing contradictions. Group properties are a field of mathematical constructive theory of finite fields [4]. In the existing software for the representation, reception and processing of TMI, it was not used.

Таким образом, новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что групповые свойства «равноостаточности» используют для обнаружения ошибок телеизмерений в режиме «мягкого» декодирования, для чего на приемной стороне для каждого выделенного графического фрагмента (фиг. 2, 3) выполняют следующие операции: Thus, the novelty of the present invention lies in the fact that the group properties of "equanimity" are used to detect television errors in the mode of "soft" decoding, for which the following operations are performed on the receiving side for each selected graphic fragment (Fig. 2, 3):

1) определяют остатки от деления принятых значений С^* _i на модуль сравнения m₂ = 2ⁿ + 1, равный минимальному кодовому расстоянию d_код(фиг. 2);1) determine the remainder from dividing the adopted values of C ^* _i by the comparison module m ₂ = 2 ⁿ + 1, equal to the minimum code distance d _code (Fig. 2);

2) по большинству совпавших значений вычисленных остатков (по значению моды закона распределения значений вычисленных остатков) идентифицируют значение «равноостаточности» выделенного графического фрагмента (фиг. 3);2) for the majority of the coinciding values of the calculated residues (according to the value of the mode of the law of distribution of the values of the calculated residues), the value of the "equal adequacy" of the selected graphic fragment is identified (Fig. 3);

3) другие значения остатков, которые отличаются от значений, идентифицированных по признаку большинства повторений, идентифицируют, как принадлежащие телеизмерениям, принятым с ошибками (фиг. 3);3) other values of residues that differ from the values identified by the majority of repetitions are identified as belonging to the telemetry taken with errors (Fig. 3);

4) исправление ошибок осуществляют на основе подбора ближайшего значения ТМП, находящегося в пределах минимального кодового расстояния d_код, которое при делении дает остаток, значение которого совпадает со значениями большинства повторений в статистической выборке, ограниченной числом данных телеизмерений в выделенном графическом фрагменте.4) error correction is carried out on the basis of selecting the closest TMP value that is within the minimum code distance d _code , which when divided gives the remainder, the value of which coincides with the values of most repetitions in the statistical sample, limited by the number of telemetry data in the selected graphic fragment.

Ошибка в подборе ближайшего значения ТМП, находящегося в пределах минимального кодового расстояния d_код, при декодировании (при ОСАП) будет минимальной, равной элементарному кванту d_min.An error in the selection of the closest TMP value that is within the minimum code distance d _code , when decoding (with OSAP), will be minimal, equal to the elementary quantum d _min .

Результаты кодирования можно рассматривать и как результат усиления в m₂ = 2ⁿ + 1 диапазона представления значений ТМП, который затем ограничивают возможностями представления преобразованных значений в принятой ограниченной разрядной сетке отображения данных (для иллюстраций, приведенных на фиг.1 и 2 она ограничена 10 разрядами двоичного кода (2n = 10)). В результате этого получают «узкие» шкалы представления преобразованного (усиленного по амплитуде) ТМП, представление значений которого ограничено для приведенного на фиг. 2 примера 10 разрядами двоичного кода. К одной из таких «узких» шкал относится и графический фрагмент (фиг. 2), заключенный между вертикальными линиями. Если использовать условную нумерацию всех возможных графических фрагментов от 0 до 2ⁿ, то получим однозначное соответствие между вычисленным групповым значением «равноостаточности» и номером «узкой» шкалы представления графического фрагмента.The coding results can also be considered as a result of amplification in m ₂ = 2 ⁿ + 1 of the range of representation of TMP values, which is then limited by the ability to represent the converted values in the received limited bit-wise data display grid (for the illustrations shown in Figs. binary code (2n = 10)). As a result of this, “narrow” scales of representation of the transformed (amplified in amplitude) TMP are obtained, the representation of the values of which is limited to that shown in FIG. 2 examples of 10 bits of binary code. One of these “narrow” scales also includes a graphic fragment (Fig. 2), enclosed between vertical lines. If we use the conditional numbering of all possible graphic fragments from 0 to 2 ⁿ , then we will get an unambiguous correspondence between the calculated group value of "equal adequacy" and the number of the "narrow" scale for representing the graphic fragment.

Для повышения оперативности преобразования значений ТМП в предлагаемом способе используют замещающие операции, суть которых заключена в том, чтобы не осуществлять традиционное деление числа Х_i на число m₃. Основу для превращения Х_i в новое сообщение C_i составляют свойства двоичного кода, которым представляют результаты выполненных измерений. В этом случае наиболее просто реализуют преобразование значений Х_i в остатки b_3i по модулю m₃= 2²ⁿ. Эту операцию выполняют автоматически при превышении результатами умножения (Х_i × m₂) предельного значения выделенного диапазона шкалы Ш = m₃= 2²ⁿ однозначного представления значений преобразованного ТМП. Ее обеспечивают за счет исключения в предлагаемом представлении преобразованного ТМП (фиг. 2) старших разрядов результатов умножения (Х_i × m₂) которые выходят за пределы принятой 2n -разрядной сетки представления данных измерений (для приведенного на фиг. 2 примера 2n = 10). To increase the efficiency of converting TMP values in the proposed method, substitute operations are used, the essence of which is to not carry out the traditional division of the number X _i by the number m ₃ . The basis for turning X _i into a new message C _i is constituted by binary code properties, which represent the results of measurements. In this case, the most simple conversion of the values of X _i to the residues b _{3i is carried} out modulo m ₃ = 2 ²ⁿ . This operation is performed automatically when the results of multiplication (X _i × m ₂ ) exceed the limit value of the selected scale range W = m ₃ = 2 ^{2n of the} unique representation of the values of the transformed TMP. It is provided due to the exclusion in the proposed representation of the transformed TMP (Fig. 2) of the senior bits of the multiplication results (X _i × m ₂ ) that go beyond the accepted 2n-digit grid for the representation of measurement data (for example 2n = 10 for Fig. 2) .

В предлагаемом способе алгоритм «жесткого» декодирования имеет следующий вид:In the proposed method, the algorithm of "hard" decoding has the following form:

Х_i=

, (4)X _i =

, (four)

где С_i ^*= С_i+ ε_i.- закодированные на передающей стороне значения i-го результата телеизмерений, содержащие ошибку ε_i.where С _i ^* = С _i + ε _i .- the values of the i-th result of telemetry encoded on the transmitting side, containing the error ε _i .

Алгоритм «мягкого» декодирования предполагает выполнение следующих операций, последовательность которых представлена на фиг. 5 цифрами от 1 до 6, гдеThe soft decoding algorithm involves the following operations, the sequence of which is shown in FIG. 5 digits from 1 to 6, where

1 - нахождение абсолютных разностей между соседними закодированными значениями ТМП: δ_i = |C_i+1 ^*-C_i ^*|; (5)1 - finding the absolute differences between adjacent encoded TMP values: δ _i = | C _{i + 1} ^* -C _i ^* | (5)

2 - выделение графического фрагмента ТМП, заключенного между соседними значениями абсолютных разностей δ_i > 0,8m₃; (6)2 - selection of a graphical fragment of TMP enclosed between adjacent values of absolute differences δ _i > 0.8m ₃ ; (6)

3 - определение значений равноостаточности f_i ^* для закодированных данных внутри выделенного графического фрагмента для каждого временного отсчета i:3 - determination of the values of equi-adequacy f_i ^* for encoded data inside the selected graphic fragment for each time sample i:

f_i ^* = C_i ^* (mod m₃); (7)f _i ^* = C _i ^* (mod m ₃ ); (7)

4 - построение гистограммы распределений значений f_i ^*и нахождения ее моды:4 - building a histogram of the distribution of values of f _i ^* and finding its mode:

мода f_i ^*= f_дост, (8)mode f _i ^* = f _add , (8)

где f_дост- значение равноостаточности, которое воспринимают как верное;where f _dost is the value of equi-adequacy, which is perceived as true;

5 - выполнение операций:5 - operations:

1) корректировка f_i ^*, предполагающая замену значений f_i ^*, отличающихся от наиболее часто совпадающих значений (моды), на f_дост;1) adjusting f _i ^*, would be replaced by the values f _i ^*, different from most of coincident values (fashion), at f _Ven;

f_i ^* f_дост, (9)f _i ^* f _add , (9)

в результате чего исправляют ошибки ε_i;as a result, the errors ε _{i are} corrected;

2) восстановление скорректированных значений 2) recovery of adjusted values

C_i ^/= С_i+ ε_i ^/, где ε_i ^/< ε_i, (10)C _i ^/ = С _i + ε _i ^/ , where ε _i ^/ <ε _i , (10)

3) сравнение C_i ^/ со значением C_i ^//= С_i+ ε_i ^//, полученным в первом блоке «жесткого» декодирования при использовании алгоритма сглаживания данных телеизмерений для подтверждения достоверности и принятие решения о выдаче значения C_i ^/;3) comparison of C _i ^/ with the value C _i ^// = C _i + ε _i ^// obtained in the first block of “hard” decoding using the algorithm for smoothing the data of television measurements to confirm the reliability and decide on the issue of the value C _i ^/ ;

6 - окончание массива значений ТМП С^* _i, i = 1,…, s, попавших в выделенный графический фрагмент, и выдача результатов «мягкого» декодирования C_i ^/ во второй блок «жесткого» декодирования.6 - end of the array of TMP values С ^* _i , i = 1, ..., s, which fell into the selected graphic fragment, and the output of the results of “soft” decoding C _i ^/ to the second block of “hard” decoding.

Система для передачи информации, реализующая предлагаемый способ, содержит на передающей стороне датчики, локальные коммутаторы, бортовой цифровой вычислительный комплекс, бортовую аппаратуру потребителей, блок синхронизации, блок переключения режимов формирования телеметрических кадров, блок формирования телеметрического кадра и передатчик, на приемной стороне в состав системы входят приемник, блок формирования сигналов синхронизации, блок формирования цифрового группового телеметрического сигнала, отличающаяся тем, что на передающей стороне введены блок переключения режимов формирования телеметрических кадров, блок структурно-алгоритмических преобразований, блок задержки, первый и второй блоки дополнительного кодирования и первичной модуляции групповых телеметрических сигналов, дополнительный передатчик, а на приемной стороне введены блок «мягкого» декодирования, первый и второй блоки «жесткого» декодирования, блок оценки достоверности, к каждому из локальных коммутаторов подключены выходы n датчиков, интерфейсные входы-выходы которых подключены к первому входу блока формирования телеметрического кадра, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого подключены к интерфейсному входу-выходу бортового цифрового вычислительного комплекса, бортовой аппаратуры потребителей, блока синхронизации, блока переключения режимов формирования телеметрических кадров и блока структурно-алгоритмических преобразований, соответственно, кроме того, бортовой цифровой вычислительный комплекс и блок переключения режимов формирования телеметрических кадров объединены между собой интерфейсом обмена данными, бортовая аппаратура потребителей и блок синхронизации объединены между собой интерфейсом обмена данными, также блок синхронизации и блок переключения режимов формирования телеметрических кадров объединены между собой интерфейсом обмена данными, управляющий вход бортовой подсистемы соединен с объединенными управляющими входами блока переключения режимов формирования телеметрических кадров и блока структурно-алгоритмических преобразований, выход блока формирования телеметрического кадра соединен с объединенными входами блока задержки и первого блока дополнительного кодирования и первичной модуляции групповых телеметрических сигналов, выход которого подключен ко входу передатчика, на выходе которого формируют не задержанный поток передаваемой телеметрической информации, выход блока задержки соединен со входом второго блока дополнительного кодирования и первичной модуляции групповых телеметрических сигналов, выход которого подключен ко входу дополнительного передатчика, на выходе которого формируют задержанный поток передаваемой телеметрической информации, на приемной стороне введен дополнительный комплект приемной аппаратуры, при этом в каждый из комплектов приемной аппаратуры входят приемник, блок формирования сигналов синхронизации, блок формирования цифрового группового телеметрического сигнала, регистратор и дополнительно введены блок «мягкого» декодирования, k входов которого объединены соответствующими k входами первого блока «жесткого» декодирования и подключены к соответствующим k выходам блока формирования цифрового группового телеметрического сигнала, вход которого соединен с первым выходом приемника, второй выход которого подключен к первому входу блока формирования сигналов синхронизации, первый выход которого подключен ко второму входу приемника, первый вход которого является информационным, а третий вход управляющим, управляющим также является и второй вход блока формирования сигналов синхронизации, второй выход которого подключен к дополнительному входу блока оценки достоверности, первая группа из k входов которого объединена с соответствующей первой группой входов регистратора и подключена к соответствующим выходам второго блока «жесткого» декодирования, k входов которого соединены с соответствующими k выходами блока «мягкого» декодирования, вторая группа из k входов блока оценки достоверности объединена с соответствующей второй группой входов регистратора и подключена к соответствующим выходам первого блока «жесткого» декодирования, (k + 1) выход которого соединен с (k + 1) выходом блока «мягкого» декодирования, первый и второй выходы блока оценки достоверности подключены к соответствующим дополнительным входам регистратора.A system for transmitting information that implements the proposed method contains sensors, local switches, on-board digital computer complex, on-board consumer equipment, a synchronization unit, a telemetry frame generation mode switching unit, a telemetry frame formation unit, and a transmitter, on the receiving side, as part of the system includes a receiver, a synchronization signal generation unit, a digital group telemetry signal generation unit, characterized in that On the other side, a block for switching telemetry frame generation modes, a block of structural and algorithmic transformations, a delay block, the first and second blocks of additional coding and primary modulation of group telemetry signals, an additional transmitter are introduced, and a soft decoding block, the first and second blocks are entered on the receiving side “Hard” decoding, reliability assessment unit, the outputs of n sensors are connected to each of the local switches, the interface inputs and outputs of which are connected to the first mu input of the telemetry frame forming unit, the second, third, fourth, fifth and sixth inputs of which are connected to the interface input-output of the on-board digital computer complex, on-board equipment of consumers, the synchronization unit, the switching unit of the telemetry frame forming modes and the structural-algorithmic transformations block, respectively in addition, the on-board digital computer complex and the unit for switching telemetry frame formation modes are interconnected of the data exchange, the on-board equipment of the consumers and the synchronization unit are interconnected by the data exchange interface, the synchronization unit and the switching unit of the telemetry frame generation modes are interconnected by the data exchange interface, the control input of the onboard subsystem is connected to the combined control inputs of the telemetry frame formation mode switching unit structural-algorithmic transformations, the output of the telemetry frame forming unit is connected to the combined the inputs of the delay unit and the first unit of additional coding and primary modulation of group telemetry signals, the output of which is connected to the input of the transmitter, the output of which forms an undelayed stream of transmitted telemetry information, the output of the delay unit is connected to the input of the second unit of additional coding and primary modulation of group telemetry signals, the output of which is connected to the input of an additional transmitter, the output of which forms a delayed stream transmitted by the body tritical information, an additional set of receiving equipment is introduced on the receiving side, while each of the receiving equipment sets includes a receiver, a synchronization signal generating unit, a digital group telemetry signal generating unit, a recorder, and an additional soft decoding unit with k inputs combined k inputs of the first block of "hard" decoding and are connected to the corresponding k outputs of the digital group telemetry signal generating unit la, the input of which is connected to the first output of the receiver, the second output of which is connected to the first input of the synchronization signal generation block, the first output of which is connected to the second input of the receiver, the first input of which is informational, and the third input is control, the second input of the formation block is also controlling synchronization signals, the second output of which is connected to an additional input of the reliability assessment unit, the first group of k inputs of which is combined with the corresponding first group of inputs the tractor and is connected to the corresponding outputs of the second hard decoding block, k inputs of which are connected to the corresponding k outputs of the soft decoding block, the second group of k inputs of the confidence rating block is combined with the corresponding second group of recorder inputs and connected to the corresponding outputs of the first block hard "decoding, (k + 1) the output of which is connected to the (k + 1) output of the soft decoding block, the first and second outputs of the confidence rating block are connected to the corresponding additional n inputs of the registrar.

Система, реализующая предлагаемый способ, на передающей стороне (6) содержит: датчики 1_1i, 1_2i,…,1_ni, локальные коммутаторы 2_i, бортовой цифровой вычислительный комплекс 3, бортовую аппаратуру потребителей 4, блок 5 синхронизации, блок 6 переключения режимов формирования телеметрических кадров, блок 7 формирования телеметрического кадра, блок 8 структурно-алгоритмических преобразований, блок 9 задержки, блоки 10₁ и 10₂ дополнительного кодирования и первичной модуляции групповых телеметрических сигналов, передатчики 11₁ и 11₂, каналы связи 25₁ и 25₂. Обмен данными между блоками может быть обеспечен с использованием интерфейсов RS-232, RS-422, RS-485 (входы/выходы 12_i, 13 - 24).The system that implements the proposed method, on the transmitting side (6), contains: sensors 1 _1i , 1 _2i , ..., 1 _ni , local switches 2 _i , on-board digital computer complex 3, on-board consumer equipment 4, synchronization unit 5, mode switching unit 6 formation of telemetric frames, block 7 of formation of telemetric frames, block 8 of structural and algorithmic transformations, delay unit 9, blocks 10 ₁ and 10 _{2 of} additional coding and primary modulation of group telemetry signals, transmitters 11 ₁ and 11 ₂ , communication channels 25 ₁ and 25 ₂ . Data exchange between the units can be provided using the RS-232, RS-422, RS-485 interfaces (inputs / outputs 12 _i , 13 - 24).

Работа бортовой телеметрической системы (БРТС) заключается в следующем. Контролируемые параметры х(t) преобразуют с использованием датчиков 1_1i, 1_2i,…,1_niв дискретные значения х(t), где время t представлено дискретными значениями X_i, где i - значения телеметрируемого процесса х(t) в моменты времени t = kT_о, где Т_о- интервал опроса значений ТМП, определяемый теоремой дискретизации В.А.Котельникова, k = 1,2,3,… - натуральный ряд чисел. Каждое из полученных при этом значений Х_i, где i - присвоенный условный номер целочисленной последовательности, преобразуют в аналого-цифровом преобразователе (АЦП), входящем в состав датчика, в слова-измерения, представленные 2n-разрядным двоичным кодом. Сформированные таким образом данные телеизмерений различных датчиков поступают через интерфейс в коммутатор (концентратор данных) 2_i, в котором они выстраиваются в определенном порядке по отношению к сигналу синхронизации (CC), определяющему начало большого телеметрического кадра (кадра низкочастотных данных локальных коммутаторов). Этот сигнал синхронизации в ряде телеметрических систем называют низкочастотным маркером (НЧМ) ([5], «Современная телеметрия в теории и на практике / Учебный курс», СПб.: Наука и Техника, 2007. - 672с, стр. 469). Затем производят обмен с блоком 7 формирования телеметрического кадра с использованием интерфейсов RS-232, RS-422, RS-485 следующими данными: The operation of the onboard telemetry system (BRTS) is as follows. The controlled parameters x (t) are transformed using sensors 1 _1i , 1 _2i , ..., 1 _ni into discrete values x (t), where time t is represented by discrete values X _i , where i are the values of the telemetered process x (t) at times t = kT _о , where Т _о is the interval of interrogation of TMP values, determined by the discretization theorem of V.A. Kotelnikov, k = 1,2,3, ... is a natural series of numbers. Each of the obtained values of X _i , where i is the assigned conditional number of the integer sequence, is converted in the analog-to-digital converter (ADC) included in the sensor into measurement words represented by a 2n-bit binary code. The telemetry data of various sensors thus formed are transmitted through the interface to a switch (data concentrator) 2 _i , in which they are arranged in a certain order with respect to the synchronization signal (CC), which determines the beginning of a large telemetric frame (low-frequency data frame of local switches). This synchronization signal in a number of telemetric systems is called a low-frequency marker (LFM) ([5], "Modern telemetry in theory and practice / Training course", St. Petersburg: Nauka and Technika, 2007. - 672s, p. 469). Then, the exchange with the block 7 forming a telemetric frame using interfaces RS-232, RS-422, RS-485 the following data:

1) данными, представляющими собой групповые телеметрические сигналы локальных коммутаторов 2_i(входы/выходы 12_i); 1) data representing group telemetric signals of local switches 2 _i (inputs / outputs 12 _i );

2) данными бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) 3 (вход/выход 13);2) data on-board digital computer complex (BTsVK) 3 (input / output 13);

3) данными бортовой аппаратуры потребителей (БАП) 4 (вход/выход 14);3) data on-board equipment of consumers (BAP) 4 (input / output 14);

4) данными блока 5 синхронизации (вход/выход 15);4) the data of the synchronization unit 5 (input / output 15);

5) данными блока 6 переключения режимов формирования телеметрических кадров (вход/выход 16). 5) the data of block 6 switching modes of formation of telemetric frames (input / output 16).

При этом из БЦВК 3 по первому входу/выходу 17 в блок 6 переключения режимов формирования телеметрических кадров поступает командная информация, определяющая структуру формируемого телеметрического кадра и моменты времени переключения режимов их формирования. Обратная информация об исполнении команд приходит по интерфейсному входу/выходу 17 из блока 6 переключения режимов формирования телеметрических кадров в БЦВК. Кроме того, по второму интерфейсному входу/выходу 18 в блок 6 переключения режимов формирования телеметрических кадров и в блок 8 структурно-алгоритмических преобразований (САП) поступают команды на выбор заданных алгоритмов САП. При этом блок 6 переключения режимов формирования телеметрических кадров обменивается данными по интерфейсу 20 с блоком 5 синхронизации. В блоке 5 синхронизации команды, передаваемые из блока 6 переключения режимов формирования телеметрических кадров используют для соответствующей перестановки кодовых конструкций КК_i, из которых составлен сигнал синхронизации. Пример такого составного сигнала синхронизации рассмотрен в ([6], «Способ синхронизации передаваемых сообщений и сигналов» (Патент RU № 2538281 С2, опубликован 10.01.15, бюл.№1). Для повышения точности временной синхронизации блока 5 синхронизации используют поступающий по входу/выходу 19 сигнал «Метка времени», передаваемый спутниковыми радионавигационными системами (СРНС) ГЛОНАСС/GPS и принимаемый бортовой аппаратурой потребителей (БАП) 4, установленной на контролируемом объекте. В результате этого сигнал синхронизации используют по следующему дополнительному назначению: At the same time, from the BCVC 3 at the first input / output 17, the command information determining the structure of the generated telemetric frame and the timing of the switching of the modes of their formation is received in the unit 6 for switching the telemetric frame formation modes. Feedback information on the execution of commands comes through the interface input / output 17 from the block 6 switching modes of formation of telemetric frames in BTsVK. In addition, the second interface input / output 18 to the block 6 switching modes of the formation of telemetric frames and block 8 structural-algorithmic transformations (SAP) receives commands to select the specified algorithms for the SAP. In this case, the block 6 switching modes of forming telemetric frames communicates via interface 20 with block 5 synchronization. In the synchronization unit 5, the commands transmitted from the telemetry frame generation mode switching unit 6 are used for the corresponding permutation of the code structures KK _i of which the synchronization signal is composed. An example of such a composite synchronization signal is considered in ([6], “A method for synchronizing transmitted messages and signals” (Patent RU No. 2538281 C2, published January 10, 2015, Bull. No. 1). To increase the accuracy of time synchronization of synchronization unit 5, the input signal is used / output 19 “Timestamp” signal transmitted by GLONASS / GPS satellite radio navigation systems (SRNS) and received by the consumer’s onboard equipment (BAP) 4 installed on the controlled object. As a result, the synchronization signal is used as follows additionally appointment:

1) получения при приеме группового телеметрического сигнала (ГТС) информации об изменении на передающей стороне условий формирования телеметрического кадра; 1) receiving, when receiving a group telemetric signal (GTS), information about changes on the transmitting side of the conditions for forming a telemetric frame;

2) повышения точностных характеристик системы временной синхронизации принимаемой информации. 2) increase the accuracy characteristics of the time synchronization system of the received information.

Пример технической реализации адаптивной системы передачи ТМИ, основу которой составляет передаваемый составной сигнал синхронизации, приведен в ([7], «Способ передачи ТМИ, адаптированный к неравномерности потока данных телеизмерений, и система для его осуществления» (Патент RU №2480838 С1, опубл. 25.04.2013, бюл. №21 - 16с.). В блоке 8 выбирают алгоритм прямых структурно-алгоритмических преобразований, например, алгоритм (3), рассмотренный в данном способе. В результате обмена по входу/выходу 21 между блоками 7 и 8 обеспечивают структурно-алгоритмические преобразования (САП) либо всего множества данных телеизмерений, либо какой-то его части, принадлежащей, например, к информационно-значимым ТМП. Сформированный в блоке 7 формирования телеметрического кадра результирующий групповой телеметрический сигнал поступает по входу/выходу 22 параллельно в блок 9 задержки и в первый блок 10₁дополнительного кодирования и первичной модуляции групповых телеметрических сигналов. В блоке 9 задержки поток данных телеизмерений, сформированный в блоке 7 формирования телеметрического кадра, задерживают на время, равное планируемой максимальной продолжительности сбоев, для исключения потерь ТМИ, вызванных нарушением условий связи. В каждом из блоков 10₁ и 10₂ дополнительного кодирования и первичной модуляции формируют последовательность двоичных символов «0» и «1» групповых телеметрических сигналов, которую подвергают первичной модуляции с использованием заданной логики соответствия формируемого импульсного видеосигнала (БВН, кода Манчестер и др.) и исходной последовательности двоичных символов. Кроме того, данные блоки предназначены и для перевода исходной последовательности символов «0» и «1» двоичного кода в М-позиционный код, в том числе и в троичный код (M=3) с символами S₀, S₁, S₂на основе следующего соответствия ([8], Способ передачи ТМИ и система для его осуществления (Патент RU №2480840 С1, опубл. 25.04.2013, бюл. №21 - 16с.):An example of the technical implementation of the adaptive transmission system of TMI, the basis of which is the transmitted composite synchronization signal, is given in ([7], “The transmission method of TMI adapted to the unevenness of the telemetry data stream and the system for its implementation” (RU Patent No. 2480838 C1, publ. 04/25/2013, Bulletin No. 21 - 16 pp.) In block 8, an algorithm of direct structural and algorithmic transformations is selected, for example, algorithm (3) considered in this method. As a result of the exchange of input / output 21 between blocks 7 and 8, they provide structural and algorithmic conversion (SAP) of either the entire set of telemetry data, or some part of it, which belongs, for example, to information-significant TMP. The resulting group telemetry signal generated in the telemetry block 7 generates a telemetry signal through input / output 22 in parallel to the delay unit 9 and to the first block 10 _{1 for} additional coding and primary modulation of group telemetry signals. In the delay block 9, the telemetry data stream generated in the telemetry frame generating unit 7 is delayed by Remy, equal to the planned maximum duration of failures, to exclude losses of TMI caused by violation of communication conditions. In each of the blocks 10 ₁ and 10 _{2 of} additional coding and primary modulation, a sequence of binary symbols “0” and “1” of group telemetric signals is formed, which is subjected to primary modulation using the specified logic of correspondence of the generated pulsed video signal (BVN, Manchester code, etc.) and the original binary character sequence. In addition, these blocks are designed to translate the original sequence of characters “0” and “1” of the binary code into the M-position code, including the ternary code (M = 3) with characters S ₀ , S ₁ , S ₂ on the basis of the following compliance ([8], the Method for the transfer of TMI and the system for its implementation (Patent RU No. 2480840 C1, publ. 04/25/2013, bull. No. 21 - 16s.):

{00, 11} ↔ S₀,{00, 11} ↔ S ₀ ,

{001, 10} ↔ S₁,{001, 10} ↔ S ₁ ,

{101} ↔ S₂, (10){101} ↔ S _2, (10)

где {00, 11}; {001, 10} и {101} - двоичные кодовые комбинации сформированных телеметрических сигналов;where {00, 11}; {001, 10} and {101} are binary code combinations of the generated telemetric signals;

S₀, S₁, S₂ - соответствующие им символы троичного кода, которые одновременно преобразуют в амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ) с основанием 3 (АИМ₃) и широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) с основанием 3 (ШИМ₃).S ₀ , S ₁ , S ₂ are the corresponding symbols of the ternary code, which are simultaneously converted into amplitude-pulse modulation (AIM) with base 3 (AIM ₃ ) and pulse-width modulation (PWM) with base 3 (PWM ₃ ).

В передающих устройствах 11₁ и 11₂ первичную модуляцию в виде АИМ_м и ШИМ_м, в том числе АИМ₃ и ШИМ₃,используют для модуляции несущей радиосигнала. С этой целью, например, АИМ₃ преобразуют в частотную модуляцию ЧМ₃ со следующими значениями частоты: 1)f₀- Δf, 2)f₀ и 3)f₀+ Δf, где Δf - индекс девиации частоты, а ШИМ₃в фазовую (ФМ₂) и относительно-фазовую (ОФМ₂) модуляции с изменением фазы передаваемых частот f₀- Δf, f₀ и f₀+ Δf на ±180^° [8, 9]. Также для повышения надежности связи применяют различные приемы понижения скорости передачи ТМИ и уменьшения плотности модуляции, например, используют квадратурные методы модуляции.In transmitting devices 11_one and 11₂ primary modulation in the form of AIM_m and PWM_m, including AIM₃ and PWM₃,used to modulate the carrier of the radio signal. For this purpose, for example, AIM₃ convert to FM frequency modulation₃ with the following frequency values: 1) f₀- Δf, 2) f₀ and 3) f₀+ Δf, where Δf is the frequency deviation index, and PWM₃in phase (FM₂) and relatively phase (OFM₂) modulation with a change in the phase of the transmitted frequencies f₀- Δf, f₀ and f₀+ Δf at ± 180^° [8, 9]. Also, to increase the reliability of communication, various techniques are used to lower the transmission speed of TMI and reduce the modulation density, for example, use quadrature modulation methods.

Для повышения показателей достоверности приема сообщений необходимо иметь несколько способов восстановления ТМИ в ее первоначальном виде. Один из способов восстановления при приеме значений ТМП в исходном виде используют в прототипе [1]. Однако при повышенных требованиях к достоверности приема ТМИ требуется большое количество различных алгоритмов восстановления. Такая возможность реализована в предлагаемом способе.To increase the reliability of receiving messages, you must have several ways to restore the TMI in its original form. One of the methods of recovery when receiving TMP values in their original form is used in the prototype [1]. However, with increased requirements for the reliability of receiving TMI, a large number of different recovery algorithms are required. Such an opportunity is implemented in the proposed method.

Система, реализующая предлагаемый способ на приемной стороне (фиг. 7), содержит: два комплекта приемной аппаратуры 26_i, i = 1,2. Каждый из них содержит: приемник 27, блок 28 формирования сигналов синхронизации, блок 29 формирования цифрового группового телеметрического сигнала, блок 30 «мягкого» декодирования, блоки 31₁ и 31₂ «жесткого» декодирования, блок 32 оценки достоверности, регистратор 33.The system that implements the proposed method on the receiving side (Fig. 7), contains: two sets of receiving equipment 26 _i , i = 1,2. Each of them contains: a receiver 27, a block 28 for generating synchronization signals, a block 29 for generating a digital group telemetry signal, a block 30 for soft decoding, blocks 31 ₁ and 31 ₂ for hard decoding, a block 32 for evaluating the reliability, registrar 33.

Алгоритм (4) реализован на приемной стороне в блоках 31₁и 31₂ «жесткого» декодирования.Algorithm (4) is implemented on the receiving side in blocks 31 ₁ and 31 _{2 of} "hard" decoding.

В блоке 30 «мягкого» декодирования (фиг. 5) реализована последовательность операций (5 - 10). На вход 38_i, (i = 1,2,…,k) блока 30 «мягкого» декодирования поступают значения закодированного параметра, принятого с ошибками: In block 30 "soft" decoding (Fig. 5) a sequence of operations (5 - 10) is implemented. The input 38 _i , (i = 1,2, ..., k) of the soft decoding unit 30 receives the values of the encoded parameter received with errors:

С_i ^*= С_i+ ε_i.C _i ^* = C _i + ε _i .

При существующей технологии передачи такими же ошибками ε_iбудут приняты и данные телеизмерений With the existing transmission technology, the same measurements ε _i will be taken and telemetry data

Х_i ^*= Х_i+ ε_i.X _i ^* = X _{_i} + ε _i.

В блоке 30 «мягкого» декодирования на основе исправления внутри выделенных графических фрагментов значений остатков от деления f_i ^* на f_достобеспечивают восстановление скорректированных значений In the block 30 "soft" decoding based on the correction within the selected graphic fragments of the values of the residues from the division of f _i ^* by f _add provide recovery of the adjusted values

C_i ^/= С_i+ ε_i ^/, где число ошибок ε_i ^/меньше ε_i (ε_i ^/< ε_i).C _i ^/ = C _i + ε _i ^/ , where the number of errors ε _i ^{/ is} less than ε _i (ε _i ^/ <ε _i ).

Для подтверждения достоверности восстановленные в блоке 30 «мягкого» декодирования C_i ^/ сравнивают с подобным значением C_i ^//= С_i+ ε_i ^//, полученным в первом блоке «жесткого» декодирования при использовании алгоритма сглаживания данных телеизмерений. To confirm the reliability, the reconstructed in the “soft” decoding unit 30 C _i ^{/ are} compared with a similar value C _i ^// = С _i + ε _i ^// obtained in the first “hard” decoding unit using the smoothing algorithm for telemetry data.

На выходе 39_i, (i = 1,2,…,k) блока 30 «мягкого» декодирования получают результаты C_i ^/ с уменьшенным числом ошибок ε ^/ _i. At the output 39 _i , (i = 1,2, ..., k) of the soft decoding unit 30, the results are obtained C _i ^/ with a reduced number of errors ε ^/ _i .

ОтношениеAttitude

k_ε= ε_i / ε ^/ _i (11)k _ε = ε _i / ε ^/ _i (11)

используют в блоке 32 оценки достоверности (фиг. 7) для контроля корректирующей способности САП.used in block 32 confidence assessment (Fig. 7) to control the corrective ability of the SAP.

Работа приемной системы, реализующей предлагаемый способ, заключается в следующем. Первый комплект приемной аппаратуры 26₁(7) принимает не задержанный поток ГТС, переданный в эфир передатчиком 11₁, а второй 26₂осуществляет прием того же потока переданной ТМИ, излучение ГТС которого произведено передатчиком 11₂изадержано относительно первого потока данных на максимальное время запланированных сбоев, вызванных нарушением радиосвязи в связи с отделениями элементов конструкции ракеты. Работа каждого из комплектов приемной аппаратуры идентична и может быть рассмотрена на примере одного из них (фиг. 7).The work of the receiving system that implements the proposed method is as follows. The first set of receiving equipment 26_one(7) receives the undelayed GTS stream broadcast by the transmitter 11_oneand the second 26₂receives the same stream of transmitted TMI, the GTS radiation of which is produced by the transmitter 11₂anddelayed relative to the first data stream for the maximum time of the planned failures caused by the violation of radio communications in connection with the departments of the rocket design elements. The operation of each of the sets of receiving equipment is identical and can be considered on the example of one of them (Fig. 7).

Приемник 27 принимает по входу 25_i i = 1,2 групповой телеметрический сигнал, переданный одним из передатчиков 11₁или 11₂, осуществляет демодуляцию радиосигнала, предварительно переведенного на промежуточную радиочастоту, и выделяет сигналы синхронизации (СС), копии которых перед проведением летных испытаний объектов контроля записывают по входу 35 и хранят в блоке 28 формирования сигналов синхронизации. В блоке 28 формируют следующие синхронизирующие сигналы: тактовой частоты, малого (высокочастотного (ВЧ)) и большого (низкочастотного (НЧ)) телеметрических кадров. Кроме того, в блок 28, используя управляющий вход 35, записывают планируемые временные интервалы замены кодовых конструкций сигналов синхронизации и их составных частей для повышения устойчивости системы синхронизации в случае радиоэлектронного противодействия (РЭП). Примеры подобных СС и различные варианты их изменений в ходе летных испытаний контролируемых объектов приведены в патентах [6,7]. В приемнике 27 по управляющему входу 34 записывают нужный алгоритм программной демодуляции принимаемых ГТС на пониженной промежуточной радиочастоте. Примеры использования различных проблемно-ориентированных алгоритмов программной демодуляции ГТС, ориентированные на системы двоичного кодирования с символами «0», «1» и замещающего его троичного кода с символами S₀, S₁, S₂, приведены в патентах [7 - 10]. При этом для повышения устойчивости передачи ТМИ в основном и дополнительном передатчиках 11₁и 11₂ используют различные методы модуляции несущей радиочастоты, например, рассмотренные в патентах [7 - 10]. В блоке 29 из различных копий демодулированного сигнала, например, рассмотренных в патентах [7 - 10], формируют обобщенный цифровой групповой телеметрический сигнал, представленный символами двоичного кода «0», «1», который поступает по запараллеленным входам 38₁, 38₂, …, 38_k, в блок 30 «мягкого» декодирования и в блок 31₁ «жесткого» декодирования. В первом блоке 31₁ «жесткого» декодирования на основе алгоритма (4) восстанавливают значения телеизмерений X_i без исправления ошибок передачи ТМИ. В блоке 30 «мягкого» декодирования (фиг. 5 и 7) реализуют последовательность операций (5 - 9). Исправленные результаты кодирования C^/ _Iс уменьшенным числом ошибок ε ^/ _i. для подтверждения достоверности сравнивают с подобным значением C_i ^//= С_i+ ε_i ^//, полученным в первом блоке «жесткого» декодирования при использовании алгоритма сглаживания данных телеизмерений. При этом сглаженные в первом блоке 31₁ «жесткого» декодирования данные Х_i ^//предварительно преобразуют в C_i ^// с использованием алгоритма (3):The receiver 27 receives at the input 25 _i i = 1.2 a group telemetric signal transmitted by one of the transmitters 11 ₁ or 11 ₂ , demodulates the radio signal previously converted to the intermediate radio frequency, and extracts synchronization signals (CC), copies of which before conducting flight tests control objects are recorded at input 35 and stored in block 28 for generating synchronization signals. In block 28, the following synchronization signals are generated: clock frequency, small (high-frequency (HF)) and large (low-frequency (LF)) telemetry frames. In addition, in block 28, using the control input 35, the planned time intervals for replacing the code structures of the synchronization signals and their components are recorded to increase the stability of the synchronization system in the case of electronic countermeasures (REP). Examples of such SSs and various variants of their changes during flight tests of controlled objects are given in patents [6,7]. In the receiver 27 at the control input 34, the desired algorithm for program demodulation of the received GTS at a reduced intermediate radio frequency is recorded. Examples of the use of various problem-oriented algorithms for software demodulation of GTS, oriented to binary coding systems with the symbols "0", "1" and the ternary code replacing it with the symbols S ₀ , S ₁ , S ₂ , are given in patents [7 - 10]. At the same time, to increase the stability of the transmission of TMI in the primary and secondary transmitters 11 ₁ and 11 ₂ , various modulation methods of the carrier radio frequency are used, for example, those described in patents [7 - 10]. In block 29, from various copies of the demodulated signal, for example, discussed in patents [7–10], a generalized digital group telemetry signal is formed, represented by binary code symbols "0", "1", which is received through parallel inputs 38 ₁ , 38 ₂ , ..., 38 _k , to the soft decoding unit 30 and to the hard decoding unit 31 ₁ . In the first block 31 _{1 of the} “hard” decoding based on the algorithm (4), the values of the telemetry X _{i are} restored without correcting the transmission errors of the TMI. In block 30 "soft" decoding (Fig. 5 and 7) implement the sequence of operations (5 - 9). Corrected C ^/ _I coding results with reduced ε ^/ _i errors. to confirm the reliability, they are compared with a similar value C _i ^// = C _i + ε _i ^// obtained in the first block of “hard” decoding using the algorithm for smoothing the data of television measurements. In this case, the data X _i ^// smoothed in the first block 31 _{1 of} “hard” decoding are preliminarily converted into C _i ^// using algorithm (3):

С_i ^// ≡ (Х_i ^// × m₂) (mod m₃) (3^//).FROM_i ^// ≡ (X_i ^// × m₂) (mod m₃) (3^//)

Далее скорректированные значения С_i ^/ поступают на входы второго блока 31₂ «жесткого» декодирования, на выходе которого формируют исправленные результаты телеизмерений Further adjusted values of C_i ^/ arrive at the inputs of the second block 31₂ "Hard" decoding, the output of which form the corrected results of television measurements

Х_i ^/ = Х_i + ε ^/ _i.X _i ^/ = X _{_i} + ε ^/ _i.

Затем в блоке 32 оценки достоверности определяют отношение:Then, in block 32, confidence ratings determine the ratio:

k_ε= ε_i / ε ^/ _i.k _ε = ε _i / ε ^/ _i .

Вычисленное значение k_εпо входу 44 записывают в регистратор 33 на носитель ТМИ. Одновременно в блоке 32 оценки достоверности подсчитывают число ошибок, которыми были искажены сигналы синхронизации, поступающие из блока 28 по входу 43. При этом на выходе 45 блока 32 оценки достоверности формируют результаты оценок временных интервалов сбоев при приеме ТМИ.The calculated value of k _ε at the input 44 is recorded in the recorder 33 on the medium TMI. At the same time, in block 32, the reliability estimates calculate the number of errors that distorted the synchronization signals coming from block 28 at input 43. At the same time, at the output 45 of block 32, the reliability estimates generate the results of estimates of the time intervals of failures when receiving TMI.

Технический эффект заключается в возможности исправления до 60% ошибок телеизмерений при малой мощности принимаемых групповых телеметрических сигналов (ГТС), в том числе равной и меньшей уровня чувствительности приемника.The technical effect consists in the possibility of correcting up to 60% of telemetry errors at a low power of received group telemetric signals (GTS), including an equal and lower level of receiver sensitivity.

Литература.Literature.

1. Способ дискретной передачи информации (Патент RU №2434301 от 20.11.2011, бюл. №32).1. The method of discrete information transfer (Patent RU No. 2434301 of 11/20/2011, bull. No. 32).

2. Зюко А.Г. Помехоустойчивость и эффективность систем связи. - М.: Связь, 1972. - 360с.).2. Zyuko A.G. Immunity and efficiency of communication systems. - M.: Communication, 1972. - 360p.).

3. И.М. Виноградов «Основы теории чисел», М.: Наука, 1972г.3. I.M. Vinogradov "Fundamentals of Number Theory", Moscow: Nauka, 1972.

4. Кукушкин С.С. Теория конечных полей и информатика. Т.1., М: Минобороны России, 2003. - 278с.4. Kukushkin S.S. Theory of finite fields and computer science. T.1., M: Ministry of Defense of Russia, 2003 .-- 278 p.

5. Современная телеметрия в теории и на практике / Учебный курс, СПб.: Наука и Техника, 2007. - 672с.5. Modern telemetry in theory and practice / Training course, St. Petersburg: Science and Technology, 2007. - 672s.

6. Способ синхронизации передаваемых сообщений и сигналов» (Патент RU № 2538281 С2, опубликован 10.01.15, бюл. №1).6. A method for synchronizing transmitted messages and signals ”(Patent RU No. 2538281 C2, published January 10, 2015, bull. No. 1).

7. Способ передачи ТМИ, адаптированный к неравномерности потока данных телеизмерений, и система для его осуществления (Патент RU №2480838 С1, опубл. 25.04.2013, бюл. №21 - 16с.).7. The transmission method of TMI, adapted to the uneven flow of telemetry data, and a system for its implementation (Patent RU No. 2480838 C1, publ. 04.25.2013, bull. No. 21-16c.).

8. Способ передачи ТМИ и система для его осуществления (Патент RU №2480840 С1, опубл. 25.04.2013, бюл. №21 - 16с.).8. The transmission method of TMI and the system for its implementation (Patent RU No. 2480840 C1, publ. 04.25.2013, bull. No. 21 - 16s.).

9. Способ передачи информации и устройство для его осуществления (Патент RU №2475861 С1. Опубл. 22.03.2013, бюл. № 16. 18 с.).9. A method of transmitting information and a device for its implementation (Patent RU No. 2475861 C1. Publish. March 22, 2013, bull. No. 16. 18 pp.).

10. Способ передачи информации и устройство для его осуществления (Патент RU №2461888 С1. Опубл. 20.04.2013, бюл. № 27, 15 с.).10. A method of transmitting information and a device for its implementation (Patent RU No. 2461888 C1. Publish. 04/20/2013, bull. No. 27, 15 pp.).

Claims

1. The method of transmitting information and the system for its implementation, which consists in the fact that on the transmitting side they collect signals from message sources, convert them to binary code, provide synchronization of the generated measurement words represented by 2n-bit binary code, and form from them a compressed digital group signal to be transmitted over communication channels, and on the receiving side, the received sequence of transmitted binary code symbols is received, characterized in that each and of the values of the measurement words are multiplied by the first comparison module, equal to 2 ⁿ + 1, and the result obtained is represented by residual images found by operations equivalent to dividing the obtained multiplication result by the value of the second comparison module, using the representation scale Ш = 2 ²ⁿ determined by the number of values of 2n-bit binary measurement words that differ from each other, the resulting 2n-bit code constructs of residual images are used as encoded information words and they are added in a compressed digital group telemetric signal in a certain sequence with respect to synchronization signals, including in the sequence in which the original measurement words should be transmitted, the digital compressed group telemetry signal formed from residual images is subjected to subsequent modulation and transmission, and on the receiving side from the received sequence of transmitted binary code symbols form a restored sequence of encoded 2n-bit data words and perform their parallel decoding using “hard” and “soft” decoders, while the “soft” decoding operation ensures the detection and correction of transmission errors of the telemetered parameter values based on the group properties of “equal adequacy” performed in the selected graphic fragments of the telemetered parameter, transformed on the transmitting side, and as a result of the operation of "hard" decoding, the initial results of the tele measurements without correcting errors, smooth them out and, in relation to the calculated neighboring values of the TV measurements, determine their differences, which are used as tolerances when choosing the most suitable TV measurements, formed as a result of soft decoding operations taking into account the allowed positions of the non-redundant noise-tolerant formed on the transmitting side code, perform repeated "hard" decoding of telemetry data corrected as a result of operations of "soft" decoding , the smoothed data during the first operation of “hard” decoding is compared with synchronous (matching at the polling time) values obtained as a result of the second operation of “hard” decoding, the comparison results are used to evaluate the achieved technical effect in the form of estimates of increasing the reliability indicators of receiving telemetric information, and also to compare and adjust the values of the smoothing results of television measurements obtained during the first "hard" decoding, with the results that are most are closer to them, but coincide with the allowed positions of the error-correcting code generated as a result of structural-algorithmic transformations of the values of the telemetered parameter on the transmitting side, as a result of which the advanced features used to control the reliability of the obtained results of television measurements and information support for decision-making are implemented.

2. The method according to p. 1, characterized in that when performing soft decoding operations designed to detect and correct errors in the transmission of telemetric information, gaps are found that define the boundaries of the graphic fragments of the telemetry parameters converted on the transmitting side using structural-algorithmic algorithms transformations of telemetry data, which are the values of the samples of the controlled process at the time points of the survey of the values of telemetry parameters, determines mye in accordance with the sampling theorem Kotel'nikov, then using attributes identifying discontinuities in the form of first order differences between successive and preceding values telemetered transformed parameter, determine their absolute values are those that fall within the interval (0.8 - 1) m ₃ , where m ₃ is the selected second comparison module in a certain way, equal, for example, 2 ²ⁿ , where 2n is the number of bits of the binary code used to represent the results of television measurements (measurement words), data received with errors telemetry converted on the transmitting side using algorithms structurally algorithmic transformation which belongs to the selected graphic fragments telemetered controlled parameter upon receipt confirmed are subjected to division by the first comparator unit ₂ m, for example equal to 2 ⁿ +1, whereby the residues are integer from division, a histogram of the distribution of their values is built, and as an invariant that manifests itself, for example, in the form of a group value of "equal adequacy", I choose in the generated statistical sample, consisting of residues, the most common value, while all other values of the residues that do not match the value of the found invariant, are used to detect transmission errors of the telemetry results, which are corrected by substituting data instead, the reliability of which is confirmed by the fact that they when divided by the second comparison unit m ₂ give a residue value equal invariant found for the selected graphic fragment selected among the selected Conversion Baths telemetry data values those that belong to the closest in absolute value permitted positions spaced apart by a value equal to lm _2, m ₂ _{= d min, l = 1,2,3,} .., d min - minimum distance , when the condition is fulfilled that the differences between the received data and their nominal values determined by the allowed positions do not go beyond the tolerances that are determined based on the results of "hard" decoding of the received signals and their subsequent smoothing based on various smoothing methods.

3. A system for transmitting information that implements the proposed method contains sensors, local switches, on-board digital computer complex, on-board consumer equipment, a synchronization unit, a telemetry frame generation mode switching unit, a telemetry frame formation unit, and a transmitter on the receiving side in the system includes a receiver, a synchronization signal generation unit, a digital group telemetry signal generation unit, characterized in that a transmitter switching unit for generating telemetric frames, a block of structural-algorithmic transformations, a delay unit, first and second blocks for additional coding and primary modulation of group telemetry signals, an additional transmitter are introduced to the receiving side, and a soft decoding unit, the first and second blocks are introduced "hard" decoding, reliability assessment unit, the outputs of n sensors are connected to each of the local switches, the interface inputs and outputs of which are connected to the primary mu input of the telemetry frame forming unit, the second, third, fourth, fifth and sixth inputs of which are connected to the interface input-output of the on-board digital computer complex, on-board equipment of consumers, the synchronization unit, the switching unit of the telemetry frame forming modes and the structural-algorithmic transformations block, respectively In addition, the on-board digital computer complex and the unit for switching telemetry frame formation modes are interconnected by an interface of the data exchange, the on-board equipment of the consumers and the synchronization unit are interconnected by the data exchange interface, the synchronization unit and the switching unit of the telemetry frame generation modes are interconnected by the data exchange interface, the control input of the onboard subsystem is connected to the combined control inputs of the telemetry frame formation mode switching unit structural-algorithmic transformations, the output of the telemetry frame forming unit is connected to the combined the inputs of the delay unit and the first unit of additional coding and primary modulation of group telemetry signals, the output of which is connected to the input of the transmitter, the output of which forms an undelayed stream of transmitted telemetry information, the output of the delay unit is connected to the input of the second unit of additional coding and primary modulation of group telemetry signals, the output of which is connected to the input of an additional transmitter, the output of which forms a delayed stream of the transmitted teleme tritical information, an additional set of receiving equipment is introduced on the receiving side, while each of the receiving equipment sets includes a receiver, a synchronization signal generation unit, a digital group telemetry signal generation unit, a recorder, and an additional soft decoding unit with k inputs combined k inputs of the first block of "hard" decoding and are connected to the corresponding k outputs of the block for generating a digital group telemetric signal the input of which is connected to the first output of the receiver, the second output of which is connected to the first input of the synchronization signal generating unit, the first output of which is connected to the second input of the receiver, the first input of which is informational, and the third input is control, the second input of the signal forming unit is also controlling synchronization, the second output of which is connected to an additional input of the reliability assessment unit, the first group of k inputs of which is combined with the corresponding first group of inputs of the register the torus and is connected to the corresponding outputs of the second hard decoding block, k inputs of which are connected to the corresponding k outputs of the soft decoding block, the second group of k inputs of the confidence rating block is combined with the corresponding second group of registrar inputs and connected to the corresponding outputs of the first block hard "decoding, (k + 1) output of which is connected to (k + 1) output of the" soft "decoding block, the first and second outputs of the confidence rating block are connected to the corresponding additional inputs I will give the registrar.