SU1012310A1

SU1012310A1 - Adaptive device for receiving reduntant data

Info

Publication number: SU1012310A1
Application number: SU813354685A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Зубков
Original assignee: Ставропольское высшее военное инженерное училище связи им.60-летия Великого Октября
Priority date: 1981-11-20
Filing date: 1981-11-20
Publication date: 1983-04-15

Abstract

АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ИЗБЫТОЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее аналоговый демодул тор, вход которого соединен с входом устройства , выход - с входом первого блока . буферной пам ти, выход первого блока буферной пам ти соединен с первым входом блока управлени выдачей информации, первые выходы которого соединены с первыми входами блока регистров пам ти, первый выход |соторого соединен с вторым входом блока управлени выдачей информации, элемент сравнени , выход которого соединен с входом регистра сдвига, первым, входом декодера и первым входом блока вычитани , выход которого через второй блок буферной пам ти соединен с первыми входами блока усилителей, первые выходы которого соединены с первыми входами первого блока сравнени , выход первого блока сравнени соединен с вторЕлм входом блока усилителей, вторые выходы которого соединены с первыми входами блока сумматоров, второй вход которого соединен с выходом регистра сдвига, выходы блока сумматоров соединены с первыми входами второго блока сравнени , выходы которого соединены с вторуми входами декодера, выход которого соединен с вторым входом блока регистров пам ти-, выход которого соединен с выходом устройства , отличаю щ.еес тем, что, с целью повышени помехоустойчивости устройства, в него введены третий и четвертый блоки бу (Л ферной пам ти, первый вход третьего блока буферной пам ти и вход четвертого блока буферной пам ти подключены к выходу аналогового демодул тот ра, второй вход третьего блока буферной пам ти соединен .с вторым выходом блока управлени выдачей информации , выход - с первым входом элемента сравнени и вторыми входами первого и второго блоков сравнени , выход четвертого блока буферю ной пам ти соединен с вторыми входами элемента сравнени и-блока вы00 читани .ADAPTIVE DEVICE FOR RECEIVING EXCESS INFORMATION, containing an analog demodulator, the input of which is connected to the input of the device, the output - to the input of the first unit. the buffer memory, the output of the first buffer memory block is connected to the first input of the information output control block, the first outputs of which are connected to the first inputs of the memory register block, the first output of which is connected to the second input of the information output control block, the comparison element whose output is connected with the input of the shift register, the first, the input of the decoder and the first input of the subtraction unit, the output of which is connected to the first inputs of the amplifier unit through the second block of buffer memory, the first outputs of which are connected to the first The first inputs of the first comparison unit, the output of the first comparison unit is connected to the second input of the amplifier unit, the second outputs of which are connected to the first inputs of the adder unit, the second input of which is connected to the output of the shift register, the outputs of the block of adders are connected to the first inputs of the second comparison unit, the outputs of which are connected With the second inputs of the decoder, the output of which is connected to the second input of the block of memory registers, the output of which is connected to the output of the device, I differ from the fact that, in order to increase the noise immunity The third and fourth blocks of the device are entered into it (the LU memory, the first input of the third block of the buffer memory and the input of the fourth block of the buffer memory are connected to the output of the analog demodulator, the second input of the third block of the buffer memory is connected to the second the output of the information output control unit, the output with the first input of the comparison element and the second inputs of the first and second comparison blocks, the output of the fourth block of the buffer memory is connected to the second inputs of the comparison and output unit of the reading unit.

Description

Изобретение относитс к электросв зи а именно к устройствам приема избыточных сигналов в целом, и может найти .применение в системах передачи дискретной информации, ИС пользующих дл передачи информации избыточные коды большой длины. Известны устройства дл оптималь ной обработки составных сигналов с избыточностью, формируемых на основе помехоустойчивых кодов. Известно устройство поэлементногр приема, содержащее приемник, по роговый селектор и блок декодировани , в котором осуществл етс отождествление входной кодовой комбинации с ближайшей разрешающей кодовой комбинацией 1. Недостаток известного устройства - низка помехоустойчивость прие ма. Наиболее близким.к изобретению по технической сущности вл етс ус ройство дл приема избыточной инфор мации , содержащее аналоговый демоду л тор (приемник), вход которого сое динен с входом устройства, выход с входом первого порогового селекто ра, выход которого соединен со входом декодера, причем выход аналогового демодул тора также соединен с первым входом блока вычитани и чер первый блок буферной пам ти - с пер вым входом блока управлени выдачей информации, выход и второй вход кот рого соединен соответственно с первыми входами и первым выходом перво блока регистров пам ти, выход первого порогового селектора соединен через второй блок регистров пам ти с первыми входами сумматоров и непосредственно со вторым входом блока вычитани , выход которого через второй блок буферной пам ти соединен с первыми входами усилител , первые выходы усилител через второй пороговый селектор соединены со вторым входом усилител , вторые выходы усилител соединены со вторыми входами сумматора, выход которого через третий пороговый селектор сое динен со вторыми входами декодера, выход декодера соединен со вторыми входалш первого блока регистров пам ти , второй выход которого соединен с выходом устройства 2. Достоинством известного устройст ва вл етс высока помехоустойчивость приема составных сигналов с избыточностью (теоретически потенциальна помехоустойчивость приема) в каналах с посто нными параметрами . Недостатком известного устройства вл етс низка помехоустойчивость приема составных сигналов с избыточностью в каналах с переменными параметрами, ч;го характернр дл действующих систем передачи дискретной информации. Действительно, реальные системы есть системы с переменными параметрами , так как различные дестабилизирующие факторы (изменение температуры кабелейи усилителей, дрейф нул в УПТ на усилительных пунктах, взаимные вли ни каналов св зи, изменение высоты отраженного сло при ионосферной св зи и т.д.) привод т к изменению параметров каналов св зи . В частности, измен етс отношение сигнал-шум, по величине которого операторы вручную выставл ют амплитуды пороговых напр жений, вырабатываемых в источниках пороговых напр жений (они вход т в состав пороговых селекторов известного устройства ) . По этой причине использование известного устройства в существующих системах не обеспечивает заданной помехоустойчивости приема (теоретически она есть потенциал ) . С другой стороны, старение источников порогового напр жени происходит неравномерно вследствие того, что экономически невыгодно обеспечивать высокую степень идентичности их параметров, а поэтому увеличиваетс веро тность ошибочного решени , т.е. помехоустойчивость приема ухудшаетс , что ограничивает применение известного устройства в существующих системах передачи дискретной информации. Цель изобретени - повышение помехоустойчивости устройства за счет последовательного многопорогового преобразовани аналоговых сигналов в дискретные. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл приема избыточной информации, содержащее аналоговый демодул тор, вход которого соединен с входом устройства, выход - с входом первого блока буферной пам ти, выход первого, блока буферной пам ти соединен с первым входом блока управлени выдачей информации , первые выходы которого соединенУ с первыми входами блока регистров пам ти, первый выход которого соединен с вторым входом блока управлени выдачей информации,, элемент сравнени , выход которого соединен с входом регистра сдвига, первым.входом декодера и первым входом блока вычитани , выход которого через второй.блок буферной пам ти соединен с первыми входами блока усилителей, первые выходы которого соединены с первыми входами первого блока сравнени , выход первого блока сравнени соединен с вторым входом блока усилителей, вторые выходы которого соединены с первыми входами блока сумматоров, второй вход, которого соединен с выходом регистра сдвига, выходы бло ка сумматоров соединены с первыми входами второго блока сравнени , выходы которого соединены с вторыми входами декодера,, выход которого соединен с вторым входом блока регистров пам ти, выход которого соединен с выходом устройства, введены третий и четвертый блоки буферной пам ти, первый 1зход третьего блока буферной пам ти и вход четвертого блока буферной пам ти подключены к выходу аналогового демодул тора, второй вход третьего блока буферной пам ти соединен с вторым выходом блокауправлени выдачей информации выход - с первым входом элемента сравнени и вторыми входами первого и второго блоков сравнени , выход четвертого блока буферной пам ти со динен с вторыми входами элемента сравнени и блока вычитани . Теоретической основой изобретени вл етс следующий факт. Наилучший или оптимальный уровен квантовани .(это и есть амплитуда порогового напр жени ) есть тот, ко торый минимизирует веро тность ошибки (или кодовое рассто ние между входной и выходной комбинаци ми декодера ). При каком-то значении отношени сигнал-шум, h величина оптимального порогового напр жени пусть будет Решение в пороговом селекторе принимаетс по правилу если Х: - lz« если X X где Х - амплитуда i-ro аналогового сигнала на выходе аналогов го демодул тора (блок 1, л i 1, п); Z - единичный-двоичный сигнал; 2 - нулевой двоичный сигнал; Очевидно, что можно указать тако сигнал Хр среди всех аналоговых сигналов, который будучи использова как пороговый, проводит к такой же двоичной комбинации Z, что и обраб ка с порогом Хщ . Будем считать, что при обработке того же сложного аналогового сигнала X i хЛ величи I -SiJi на отношени сигнал-шум под действи ем одной из отмеченных причин измен етс и стает Ь, дл которого оптимальный порог также измен етс до значени Хщ. После преобразовани сигнала X пороговым селектором будет формироватьс друга двоична комбинаци Ъ. Но, как и в первом случае, среди всех элементарных ана логовых составл ющих сложного сигнала X можно указать такой Хр, использовав который в качестве поро , гового получаем комбинацию Zj. Применение же в данном случае в качест ве пороговых значений других аналоговых сигналов приводит к другим двоичным комбинаци м. Отличительна особенность оптимального порога (и ему соответствующего аналогового сигнала) заключаетс в том, что получаема при. его использовании двоична комбинаци после декодировани , преобразовываетс в двоичную разрешающую кодовую комбинацию, котора удалена от сигнала X на минимальное рассто ние. Аналогичным образом дл определенного отношени сигнал-шум существует оптимальноезначение порогового напр жени порогового селектора, совпадающее по результату решени ё одним из информационных аналоговых сигналов, если последний использо- . вать в качестве порогового напр жени . Таким образом, при неизвестном отношении сигнал-шум в канале св зи необходимо вз ть в качестве напр жени первый элементарный аналоговый сигнал Х. и относительно него преобразовать сложный сигнал X в двоичную кодовую комбинацию Z по правилу X - 7 Xj,., , i ni 1 дл 1 1, n (т.е. используемый в качестве порогового символ всегда будет нулевым). Далее в качестве порогового выбирают элементарный аналоговый символ (сигнал) Х,- , правило преобразовани преобретает вид 1 ПИ V. - i ПИ 1 дл i 1 , п. При этом на выходе порогового селектора получают двоичную комбинацию г и т.д. При последнем преобра-зовании пороговым будет сигнал Хц, а правило преобразовани X в Z будет f 2 j i дл i 1, п. Заметим, что после формировани двоичной комбинации Z она с помощью декодера .преобразуетс в разрешенную двоичную кодовую комбинацию zj , после формировани Ъ аналогичным образом ее преобразуют в ZE. и т.д. Следовательно, после преобразовани Z, в Z будет сформировано k разрешенных кодовых комбинаций. Далее предлагаетс вычислить рассто ние (в той или иной метрике) от каждой из разрешенн ых кодовых комбинаций до сигнала X. Очевидно, что ближайша к X комбинаци Zfl соответствует оптимально му порогу и, следовательно, с точки зрени максимального критери она наилучшим образом соответствует входному составному сигналу с избыточностьюThe invention relates to telecommunications, namely, devices for receiving redundant signals as a whole, and can be used in discrete information transmission systems that use ICs for transmitting information redundant codes of a great length. Devices are known for optimal processing of composite signals with redundancy, generated on the basis of error-correcting codes. It is known an element-by-element reception device, comprising a receiver, a horn selector and a decoding unit, in which the input code combination is identified with the nearest resolving code combination 1. A disadvantage of the known device is the low noise immunity of the receiver. The closest to the invention by technical essence is a device for receiving redundant information containing an analog demodulator (receiver), whose input is connected to the input of the device, an output to the input of the first threshold selector, the output of which is connected to the input of the decoder, the output of the analog demodulator is also connected to the first input of the subtractor and the black first block of the buffer memory — to the first input of the information management control unit; the output and the second input of which are connected respectively to the first inputs and The first output of the first block of memory registers, the output of the first threshold selector is connected via the second block of memory registers to the first inputs of adders and directly to the second input of the subtractor, the output of which is connected to the first inputs of the amplifier through the second block of buffer memory, the first outputs of the amplifier through the second the threshold selector is connected to the second input of the amplifier, the second outputs of the amplifier are connected to the second inputs of the adder, the output of which is connected to the second inputs of the decoder through the third threshold selector, the decoder output is connected to the second inputs of the first block of memory registers, the second output of which is connected to the output of device 2. The advantage of the known device is the high noise immunity of receiving composite signals with redundancy (theoretically potential interference immunity of reception) on channels with constant parameters. A disadvantage of the known device is the low noise immunity of receiving composite signals with redundancy in channels with variable parameters, h; characteristic for existing systems for the transmission of discrete information. Actually, real systems are systems with variable parameters, since various destabilizing factors (temperature variation of amplifier cables, zero drift in TFCs at amplifying points, mutual effects of communication channels, change in height of the reflected layer during ionospheric communication, etc.) leads to a change in the parameters of the communication channels. In particular, the signal-to-noise ratio changes, in terms of which the operators manually set the amplitudes of the threshold voltages produced in the sources of the threshold voltages (they are part of the threshold selectors of the known device). For this reason, the use of the known device in existing systems does not provide a given reception noise immunity (theoretically, it has potential). On the other hand, the aging of threshold voltage sources is uneven due to the fact that it is economically unprofitable to ensure a high degree of identity of their parameters, and therefore the probability of an erroneous decision increases, i.e. the noise immunity of the reception deteriorates, which limits the use of the known device in existing systems for the transmission of discrete information. The purpose of the invention is to improve the noise immunity of the device due to the sequential multithreshold conversion of analog signals to discrete ones. This goal is achieved by the fact that the device for receiving redundant information containing an analog demodulator, whose input is connected to the input of the device, the output to the input of the first block of the buffer memory, the output of the first block of the buffer memory is connected to the first input of the information output control block , the first outputs of which are connected to the first inputs of the memory register unit, the first output of which is connected to the second input of the information management control unit, a reference element, the output of which is connected to the input of the register shift , the first decoder input and the first input of the subtraction unit, the output of which is connected to the first inputs of the amplifier unit through the second. buffer storage unit, the first outputs of which are connected to the first inputs of the first comparison unit, the output of the first comparison unit, is connected to the second input of the amplifier unit; the outputs of which are connected to the first inputs of the block of adders, the second input of which is connected to the output of the shift register, the outputs of the block of adders are connected to the first inputs of the second comparison unit, the outputs of which are connected to the second The decoder inputs, the output of which is connected to the second input of the register of memory, the output of which is connected to the output of the device, entered the third and fourth blocks of the buffer memory, the first one of the third block of the buffer memory and the input of the fourth block of the buffer memory are connected to the output of the analog the demodulator, the second input of the third block of the buffer memory is connected to the second output of the control unit by outputting information to the first input of the comparison element and the second inputs of the first and second comparison blocks, the output of the fourth buffer block The memory is connected to the second inputs of the reference element and the subtraction unit. The theoretical basis of the invention is the following fact. The best or optimal quantization level (this is the amplitude of the threshold voltage) is the one that minimizes the probability of error (or the code distance between the input and output combinations of the decoder). For some value of the signal-to-noise ratio, h, let the optimal threshold voltage be the decision in the threshold selector according to the rule if X: - lz <if XX where X is the amplitude of the i-th analog signal at the output of the analog demodulator (block 1, l i 1, p); Z is a single binary signal; 2 - zero binary signal; Obviously, it is possible to indicate such a signal Xp among all analog signals, which, when used as a threshold signal, conducts to the same binary combination Z, as processing with a threshold Hsch. We assume that, when processing the same complex analog signal X i хЛ, the magnitude of I -SiJi to the signal-to-noise ratio under the influence of one of the noted reasons changes and sta b, for which the optimal threshold also changes to the value Hsch. After the X signal is converted by the threshold selector, the other binary combination b will be formed. But, as in the first case, among all the elementary analog components of the complex signal X, you can specify such Xp, using which we get the combination Zj as the threshold signal. The application in this case as the threshold values of other analog signals leads to other binary combinations. A distinctive feature of the optimal threshold (and the corresponding analog signal) is that obtained with. using it, the binary combination, after being decoded, is converted into a binary resolution code sequence, which is removed from the signal X at a minimum distance. Similarly, for a certain signal-to-noise ratio, there is an optimal value of the threshold voltage of the threshold selector, which matches the result of the decision by one of the information analog signals, if the latter is used. as a threshold voltage. Thus, with an unknown signal-to-noise ratio in the communication channel, it is necessary to take the first elementary analog signal X. as a voltage and convert the complex signal X into a binary code combination Z by the rule X - 7 Xj,.,, I ni 1 for 1 1, n (i.e., the symbol used as the threshold will always be zero). Then, the elementary analog symbol (signal) X, - is chosen as the threshold, the transformation rule acquires the form 1 PI V. - i PI 1 for i 1, p. At the output of the threshold selector, a binary combination r is obtained, and so on. During the last conversion, the threshold signal will be Hc, and the conversion rule X to Z will be f 2 ji for i 1, p. Note that after forming the binary combination Z, it will be converted by the decoder into an allowed binary code combination zj, after forming b similarly, it is converted to ZE. etc. Therefore, after converting Z, k allowed code combinations will be formed in Z. It is further proposed to calculate the distance (in one or another metric) from each of the allowed code combinations to the signal X. Obviously, the closest to X combination of Zfl corresponds to the optimal threshold and, therefore, from the point of view of the maximum criterion, it best suits the input composite signal redundancy

После этого полученное значение порогового напр жени считают эталонным дл всего приемника (дл всех его пороговых селекторов) и устройство обрабатывает сигнал X по тому же алгоритму, что и известное .After that, the obtained value of the threshold voltage is considered a reference for the entire receiver (for all its threshold selectors) and the device processes the signal X using the same algorithm as the known one.

Таким образом, избыточность помехоустойчивого кода используетс в предлагаемом устройстве дважды: первый раз - дл определени оптимального порога,, а второй - дл при н ти решени по входному сигналу, что дает возможность обеспечить в каналах с переменными параметрами помехоустойчивость приема, близкую .. к потенциальной помехоустойчивости оптимального приема в целом - тем самым расширить функциональные возможности предлагаемого устройства.Thus, the redundancy of the error-correcting code is used in the proposed device twice: the first time - to determine the optimal threshold, and the second - to decide on the input signal, which makes it possible to ensure in the channels with variable parameters the noise immunity of reception close to the potential noise immunity of the optimal reception as a whole - thereby expanding the functionality of the proposed device.

В рассматриваемом случае под функциональными возможност ми понимаетс способность устройства выполн ть свои функции с заданным к.ачеством . Если же в какой-то ситуации (например в каналах с переменными параметрами) качество выполнени некоторой функции (например помехоустойчивости приема) не соответствует заданному значению, а после определенных изменений в устройстве это соответствие было восстановлено считаетс , что данные изменени расшир ют функциональные возможности устройства.In this case, by functionality is meant the ability of a device to perform its functions with a given quality. If in some situation (for example, in channels with variable parameters), the quality of performance of a certain function (for example, reception noise immunity) does not correspond to the specified value, and after certain changes in the device this correspondence has been restored, it is considered that these changes expand the functionality of the device.

На чертеже изображена структурна схема предлагаемого адаптивного устройства дл приема избыточной информации .The drawing shows a structural diagram of the proposed adaptive device for receiving redundant information.

Устройство содержит аналоговый демодул тор 1 (приемник), преобразующий элемент избыточного сигнала в аналоговые величины, например амплитуду импульсов, в двоичные дискретные , элемент 2. сравнени , преобразующий аналоговые сигналы, блок 3 вычитани , в котором из величин аналоговых импульсов вычитают амплитуды двоичных импульсов, первый и второй блоки 4 и 5 буферной пам ти , реализованные, например, в виде дискретно-аналоговых элементов задержки, блок 6 усилителей, состо щий из п усилителей б, 6, .., бу, с регулируемыми коэффициентами усилени , а также генератора 7 линейно измен ющегос напр жени , выходное напр жение которого осуществл ет синхронное изменение коэффициента усилени усилителей 6 - блок 8 сумматоров, осуществл ющий поразр дное суммирование комбинаций сигналов, поступающих на его входы , и состо щий иф п одноразр дныхThe device contains an analog demodulator 1 (receiver) that converts an element of the redundant signal into analog values, such as pulse amplitude, into binary discrete, element 2. Comparison that converts analog signals, subtraction unit 3, in which the amplitudes of binary pulses are subtracted from the values of analog pulses, the first and second blocks 4 and 5 of the buffer memory, implemented, for example, in the form of discrete-analog delay elements, block 6 amplifiers, consisting of n amps b, 6, ..., bu, with adjustable gain factors And generator 7 are linearly varying voltage, the output voltage of which performs synchronous variation gain amplifiers 6 - 8 block adders carried yuschy porazr The battery combinations summation signals applied to its inputs, and consisting IF n odnorazr dnyh

сумматоров, например, операционных усилителей 8, 8, ...,8,; двоичный регистр 9 сдвига, в который информа: ци записываетс последовательно, а считываетс параллельно, первый 5 блок 10 сравнени , который выполнен на элементах 11 - Ни сравнени и фиксаторе 12 перехода величины порогового напр жени величиной амплитуды сигнала на выходе одного изadders, for example, operational amplifiers 8, 8, ..., 8 ,; a binary shift register 9, in which the information: qi is written sequentially, and is read in parallel, the first 5 comparison unit 10, which is performed on the elements 11 Ne Comparison and the latch 12 of the transition of the magnitude of the threshold voltage by the magnitude of the signal amplitude at the output of one of

10 усилителей 6 - 6„ блока 6, второй10 amplifiers 6 - 6 "block 6, second

блок 13 сравнени , выраженный на элементах 14ц сравнени , блок 15 регистров пам ти, состо щий из п двоичных регистров 16 - 16 , блокcomparator unit 13, expressed in comparison elements 14c, memory register unit 15, consisting of n binary registers 16-16, unit

5 17 управлени выдачей информации, состо щий из коррел торов 18,, - 18ц и детектора 19 максимального сигнала , декодер 20, в котором.каждой поступающей на его вход двоичной кодовой комбинации ставитс в соответствие ближайша разрешенна двоична кодова комбинаци , третий блок 21 буферной пам ти, выполненный, например , в виде дискретно-аналоговой 5 17 control information output, consisting of the correlators 18, -18c and the maximum signal detector 19, the decoder 20, in which each incoming binary code combination arriving at its input corresponds to the nearest allowed binary code combination, the third block 21 of the buffer memory tee, made for example in the form of a discrete analog

5 линии задержки. Выход этого блока потенциальный, т.е. после записи всех аналоговых сигналов x-(,n) на выходе блока 21 присутствует сигнал Ху, до тех пор, пока не осуществитс сдвиг информации. При сдвиге5 delay lines. The output of this block is potential, i.e. after recording all the analog signals x - (, n), the output of block 21 contains a signal H, until the information is shifted. In shear

информации в блоке 21 сдвигаетс вс совокупность аналоговых сигналов вправо, причем считываемый сигнал записываетс из последней правой чейки в первую слева - осуществл етс последовательное считывание с регистрацией. После этого дл остальной части устройства пороговое напр жение определ етс аналоговым сигналом, хран щимс в правой чейке блока 21 буфер.ной пам ти . Как только осуществитс п сдвигов , на блок 21 буферной пам ти из блока 17 поступает управл ющий сигнал , по которому информацию в блоке 21 сдвигают на столько тактов, чтобы в его выходной (правой) чейке был записан сигнал, обеспечивающий минимальное рассто ние между соответствующей разрешенной кодовойthe information in block 21 shifts the entire set of analog signals to the right, with the read signal being written from the last right cell to the first left - sequential reading with registration is carried out. After that, for the rest of the device, the threshold voltage is determined by the analog signal stored in the right cell of the buffer-storage unit 21. As soon as n shifts take place, the buffer memory block 21 from block 17 receives a control signal, by which the information in block 21 is shifted by so many cycles so that a signal is recorded in its output (right) cell that provides the minimum distance between the corresponding code

Q комбинацией и сложным анал говым сигналом, считываемым в блок 17 из блока 4 буферной пам ти. Этот аналоговый сигнал присутствует на выходе блока 21 в течение всего последующего времени обработки аналогового сигнала, хран щегос в блоке 22, определ оптимальный порог в блоках 10 и 13 и элементе 2.Q combination and a complex analog signal read into block 17 from block 4 of the buffer memory. This analog signal is present at the output of block 21 during the entire subsequent processing time of the analog signal stored in block 22, determining the optimal threshold in blocks 10 and 13 and element 2.

Устройство содержи-т также четвертый блок 22 буферной пам ти. ВThe device also contains a fourth buffer memory unit 22. AT

0 нем хранитс подлежащий преобразованию составной аналоговый сигнал, информаци из него считываетс после того, как в выходной чейке блока 21 установитс оптимальный пороговый сигнал. Данный блок иденти- . чен блоку 4 буферной пам ти. Блок управлени и синхронизации на чертеже не показан. Адаптивное устройство дл приема избыточной информации работает cлeдVющим образом. На вход аналогового-демодул тора 1 поступает сложный составной сигнал с избыточностью s(t) Cs(t)S.,(t) .... s«(t) . На выходе аналогового демодул тора 1 по вл етс (последовательно) совокупность аналоговых сигналов Х. (Х , Х, ..., Xj,), соответствующих элементам входного сигнала. . Каждый аналоговый сигнал подаетс на входыблоков 21 и 22 буферной пам ти, где и запоминаетс . Таким образом, в данных блоках пам ти хран тс аналоговые элементарные сигналы Х (i 1, п), образующие составной аналоговый сигнал X. . После записи в блоки пам ти сигнала X осуществл етс сдвиг аналоговых сигналов (символов) в блоке 21 на один такт вправо (с гёнерациейТТ После первого сдвига сложны аналоговый сигнал, хран щийс в это блоке, имеет вид: X Ху,, Х;,,...,Х Вследствие того, что выход блока 21 потенциальный, на втором входе элемента 2 сравнени присутствует пороговый сигнал Ху, Х, , В этот момент начинают считывание сигнала X из блока .22 буферной пам ти. Начальный коэффициент усилени усилителей блока б Kj 0.. Поэтому считы ,. ваёмый из блока 22 аналоговый сигнал записываетс в блок 5, но блока ми 6-13 не обрабатываетс . Он проходит через элемент 2, преобразу сь в двоичную кодовую комбинацию записываетс в регистр 9, с помощью декодера 20 из него формируют разрешенную кодовую комбинацию 1п- котора запоминаетс в первом регис ре 16. блока регистров 15. Далее осуществл ют второй сдвиг в блок 21, вследствие чего на его выходе по вл етс сигнал Х, , опре дел ющий величину порогового напр жени на втором входе схемы сравне ни 2, т.е. Х Ху, . Повтор ют считывание сигнала X из блока 22 и преобразование его с помощью элет мента 2 в двоичную комбинацию Z,a CZ 1. 2,1)1, ... записы вают в регистр 9 (предварительно сбросив комбинацию 2 ) , преобр зуют декодером 20 в двоичную кодовую комбинацию (разрешенную) , Zfyi-y котора , записыва сь в регистр 15, сдвигает комбинацию Z,,) во второй регистр 16,j, и т.д. Наконец, после h сдвигов в блоке 21 пороговый уро вень определ етс сигналом Ху,|, Х . После считывани из блока 22 сигнала X в результате рассмотренных операций его преобразуют в разрешенную кодовую комбинацию Z.f , котора записываетс , сдвига уже записанные в регистрах 16. , 16n-i комбинации , в первый регистр 16-1 блока 15 регистров (после сдвига в последнем регистре записываетс комбинаР ци г„). После этого из первого блока бу- ферной пам ти в блок 17 считываетс (с регенерацией) сигнал X, и в этот же блок 17 из блока 15 регистров 16 считываютс разрешенные комбинации. В коррел торах 18 - 18у, блока 17 вычисл ют степень близости сигнала X к каждой из разрешенных кодовых комбинаций (т.е. коэффициенты коррел ции ). В детектор 19 максимального сигнала их сравнивают, а по результату сравнени формируют в блок 21 управл ющий сигнал. По этому управл ющему сигналу в блоке 21 элементарЧ ные сигналы сдвигают на столько, чтобы в .его выходную (правую) йчейку записалс сигнал Хр, дл которого разрешенна комбинаци Zn вл етс самой близкой (коэффициент коррел ции дл нее максимальный) к составному аналоговому сигналу X. Следовательно, в результате описанных операций на элемент 2 сравнени , на соответствующие входы блоков 10 и 14 сравнени подаетс пороговое напр жение Х| 5 соответствующее оптимальному порогу дл отношени сигнал-шум, которое в этот момент времени посто нно (т.е. на длительности составного сигнала с избыточностью оно не измен етс ) . Далее из блока 22 буферной пам ти еще раз считываетс сигнал X и с помощью элемента 2 сравнени преобразуетс в двоичную кодовую комбинацию (при рптимальном,пороговом напр жении, задаваемом аналоговым сигналом правой чейки пам ти блока 21) Z, которую записывают в двоичный регистр 8 сдвига, а декодером 20 преобразуют в разрешенную двоичную кодовую комбинацию Z , которую записывают в регистр 16 икотора посимвольно поступает на второй вход блока 3 вычитани . На первый вход блока 3 синхронно (с несущественной , учитываемой задержкой, при преобразовании в элементе 2 сравнени ) подаютс символы X.,, так, что на выходе блока 3 по вл етс (последовательно ) составной аналоговый разностный сигнал R (г г , ... TM)- . В результате выполнени операции вычитани в блок 5 буферной пам ти записываетс составной сигнал R. Из блока буферной пам ти эти, вход щие в R, сигналы параллельноIn it, the composite analog signal to be converted is stored and information is read from it after the optimal threshold signal is set in the output cell of block 21. This unit is identical. unit 4 of the buffer memory. The control and timing unit is not shown in the drawing. An adaptive device for receiving redundant information works as follows. The input of the analog-demodulator 1 receives a complex composite signal with redundancy s (t) Cs (t) S., (T) .... s «(t). At the output of the analog demodulator 1, a set of analog signals X. (X, X, ..., Xj,) corresponding to the elements of the input signal appears (sequentially). . Each analog signal is fed to the input blocks 21 and 22 of the buffer memory, where it is stored. Thus, in these memory blocks are stored analog elementary signals X (i 1, p), forming a composite analog signal X.. After recording in the memory blocks of the signal X, the analog signals (symbols) in block 21 are shifted by one clock to the right (with CT generation. After the first shift, the analog signal stored in this block is complex: X Hu, X ;, ..., X Due to the fact that the output of the block 21 is potential, at the second input of the comparison element 2 there is a threshold signal Hu, X,. At this point, start reading the signal X from the block .22 of the buffer memory. The initial gain factor of the amplifiers of the block b Kj 0 .. Therefore, the analog signal recorded from block 22 reads c in block 5, but block 6-13 is not processed. It passes through element 2, is converted into a binary code combination in register 9, and with the help of decoder 20, the allowed code combination 1p is generated from it which is stored in the first register 16 of the block of registers 15. Next, a second shift is carried out at block 21, as a result of which a signal X, appears at its output, determining the magnitude of the threshold voltage at the second input of the circuit is not 2, i.e. H Hu,. The signal X is read from block 22 and converted by using element 2 into a binary combination Z, a CZ 1. 2.1) 1, ... written into register 9 (having previously reset combination 2), converted by a decoder 20 into a binary code combination (allowed), Zfyi-y which, writing to register 15, shifts the combination Z ,, to the second register 16, j, etc. Finally, after h shifts in block 21, the threshold level is determined by the signal Hu, |, X. After reading the signal X from block 22 as a result of the operations considered, it is converted into the allowed code combination Zf, which is written, of the shift already written in registers 16., 16n-i combinations, into the first register 16-1 of register 15 (after the shift in the last register a combination of qi g is recorded. After that, the signal X is read (with regeneration) from the first buffer memory block into block 17, and the allowed combinations are read into this block 17 from block 15 of registers 16. In the correlators 18-18, block 17, the degree of proximity of the signal X to each of the allowed code combinations (i.e., correlation coefficients) is calculated. In the maximum signal detector 19, they are compared, and according to the comparison result, a control signal is formed in block 21. By this control signal in block 21, the elementary signals are shifted so that the output (right) cell records the signal Xp for which the allowed combination Zn is the closest (its correlation coefficient is maximum) to the composite analog signal X Consequently, as a result of the described operations, the comparison element 2, the threshold inputs X | 5 corresponding to the optimal threshold for the signal-to-noise ratio, which is constant at this time (i.e., the duration of the composite signal with redundancy does not change). Next, the signal X is read out from the buffer memory block 22 and converted using the comparison element 2 into a binary code combination (at the optimal threshold voltage specified by the analog signal of the right cell of the block 21) Z, which is written in the binary shift register 8 , and decoder 20 is converted into an allowed binary code combination Z, which is written into register 16 of the ICOR in a symbol-by-character input to the second input of subtraction unit 3. The first input of block 3 synchronously (with an insignificant, taken into account delay, when converting in comparison element 2) the symbols X are given, so that at the output of block 3 there appears (sequentially) a composite analog difference signal R (g, g, .. Tm) -. As a result of the operation of the subtraction, a composite signal R is recorded in the buffer memory block 5. From the buffer memory block these are included in R signals in parallel

подаютс на усилители 6 , б, / . . . , 6 -с регулируемыми коэффициентами усилени . В это врем запускаетс генератор 7 линейно измен ющегос напр жени и коэффициент усилени усилителей 6 блока 6 увеличиваетс . Выходные сигналы усилителей подаютс на элементы И, 11,..., 11 сравнени , к другим входам которых подключен источник эталонного порогового напр жени - последн чейка пам ти блока 14 буферной пам ти . Как только в каком-нибудь элементе сравнени выходной сигнал усилител превышает величину порогового напр жени , то.сразу же его сравнивает фиксатор 12 перехода, и генератор 7 линейно измен ющегос напр жени выключаетс .fed to amplifiers 6, b, /. . . , 6 - with adjustable gain factors. At this time, the generator 7 of the linearly varying voltage is started and the gain of the amplifiers 6 of the block 6 increases. The output signals of the amplifiers are supplied to the And, 11, ..., 11 elements of the comparison, to the other inputs of which the source of the reference threshold voltage is connected — the last memory cell of the buffer memory unit 14. As soon as in any element of the comparison the output signal of the amplifier exceeds the threshold voltage, then it is immediately compared by latch 12 of the junction, and the generator 7 of the linearly varying voltage is turned off.

Усиленные сигналы с выхода усилителей 6 - G, подаютс на входы .cooтвeтcтвi ющиx одноразр дных сумматоров 8 , В, ..., 8, где суммируютс с величинами сигналов, поступающих на другие входы сумматоров ЗУ, с чеек пам ти блока 9. Далее результирующие сигналы преобразуютс в двоичные сигналы посредством элементов 14.,. 14, ... 14 „ сравнени (источник эталонного порогового напр жени тот же, что и дл элементов 11 - 11у блока 10 сравне- ни ) , после чего поступгиот в декодер 20. Сформированна декодером 20 разрешенна двоична кодова комбинаци , ближайша с полученной, записываетс в регистр 16 предварительно очищенного блока 15, т.е. в блок 15 были записаны разрешенные кодовые комбинации, которые принимали участие при выборе оптимального порогового напр жени , после чего бло 15 был очищен и в него записалась разрешенна двоична кодова комбинци - перва груба оценка сигнала X при оптимальном пороговом напр жении . Далее в первый регистр 16 подаетс комбинаци zP , котора сдвигает во второй регистр комбинацию 1 , После этого оп ть запускаетс Генератор 7 линейно измен ющегос напр жени , осуществл ютс выше рассмотренные операции, и в регистр 16 записьаваетс следующа разрешенна двоична комбинаци , а ранее записанные комбинации переписываютс в регистр i6, 16, и т.д., пока все п регистров не будут заполнены. Далее детектор 19 максимального сигнала считывает из регистров комбинации (с регенерацией) в коррел тры 18у,,. надругие входы которы подаетс составной аналоговый сигнал X из блока 4 буферной пам ти. Величины выходных сигналов коррел торов соответствуют коэффициентам коррел ции соответствующих комбинаций . Эти сигналы поступают в детектор максимального сигнала, где определ ют максимальный коэффициент коррел ции и ему соответствующую разрешенную кодовую комбинацию, котрую и ему соответствующую разрешенную кодовую комбинацию из блока 15 считывают на выход устройства. Далее все элементы пам ти очищаютс , и устройство готово к обработке следующего сигнала.The amplified signals from the output of amplifiers 6 - G are fed to the inputs of the .connected single-bit adders 8, B, ..., 8, where they are added to the values of the signals fed to the other inputs of the accumulators of the memory, from the memory cells of block 9. Next, the resulting the signals are converted to binary signals by the elements 14.,. 14, ... 14 "comparisons (the source of the reference threshold voltage is the same as for elements 11-11u of block 10 of the comparison), after which the decoder 20 is generated. The binary binary code generated by the decoder 20 closest to that obtained, written to register 16 of the previously cleared block 15, i.e. In block 15, the allowed code combinations were recorded that took part in choosing the optimal threshold voltage, after which block 15 was cleared and the allowed binary code combination was written to it — the first estimate of the X signal at the optimal threshold voltage. Next, the first register 16 is supplied with a combination of zP, which shifts the combination of 1 into the second register. After that, the generator 7 of the linearly varying voltage is started again, the above considered operations are performed, and the following allowed binary combination is written to the register 16, and the previously recorded combinations are written rewritten into register i6, 16, etc., until all n registers are filled. Next, the maximum signal detector 19 reads from the combination registers (with regeneration) into the correlator 18y ,,. The other inputs are supplied with a composite analog signal X from block 4 of the buffer memory. The magnitudes of the output signals of the correlators correspond to the correlation coefficients of the corresponding combinations. These signals enter the maximum signal detector, where the maximum correlation coefficient is determined and the corresponding allowed code combination is determined for it, and the corresponding allowed code combination from block 15 is read to the device output. Further, all the memory elements are cleared, and the device is ready to process the next signal.

Технические преимущества предлагаемого изобретени по сравнению с известным состо т в том, что величина порогового напр жени , минимизирующа веро тность ошибочного приема составного сигнала с избыточностью , выбираетс дл каждого обрабатываемого составного сигнала отдельно, тем самым обеспечива оптимальную (с точки зрени критери максимального правдоподоби обработку составных сигналов с избыточностью в целом. При этом оно остаетс инвариантным к изменению сигнал шум на входе устройства. В предлагаемом устройстве имеетс только один источник порогового напр жени (последн чейка блока 14 буферной пам ти), что устран ет имеющеес в известном устройстве вли ние разброса характеристик источников порогового напр жени .The technical advantages of the invention compared to the known one are that the threshold voltage minimizing the probability of an erroneous reception of a composite signal with redundancy is selected for each composite signal being processed separately, thereby ensuring optimal (from the point of view of the maximum likelihood criterion signals with redundancy as a whole. At the same time, it remains invariant to a change in the signal noise at the input of the device. In the proposed device there are Only one threshold voltage source (the last cell of the buffer memory block 14), which eliminates the influence of the variation of the threshold voltage source characteristics in the known device.

Положительный эффект от использовани предлагаемого изобретени по сравнению с базовым объектом заключаетс в существенном повышении помехоустойчивости и расширении функциональных возможностей адаптивного устройства дл приёма избыточной информации . Кроме того, устройство не требует участи оператора в процесс его эксплуатации, исключает использование специальных устройств дл измерени характеристик каналов св зи, т.е. экономически выгоднее примен ть это устройство и в системах , параметры каналов св зи которых посто нны во времени.The positive effect from the use of the proposed invention in comparison with the basic object is a significant increase in noise immunity and an increase in the functionality of the adaptive device for receiving redundant information. In addition, the device does not require the operator to participate in its operation, eliminates the use of special devices for measuring the characteristics of communication channels, i.e. It is more economical to use this device in systems whose communication channel parameters are constant over time.

Достижение поставленной цели подтверждаетс «следующим образом.Achieving this goal is confirmed "as follows.

Пусть параметры избыточного кода , на основе комбинаций которого формируютс составные сигналы с избыточностью , есть - длина кодовой комбинации п 8, количество информационных символов К 3, элементарные сигналы - ортогональные, а отношение сигнал - шум на элемент п 5. Столь короткий код выбран потому, что с его помощью можно доказать достоверность-функционировани нового приемника в соответствии с заданным качеством и в то же врем затратить на вычисление доступное машинное врем . На ЭЦВМ МИР-2 провод т вычислени веро тности ошибочного приема, результаты которых , в частности, следующие..Let the parameters of the redundant code, on the basis of the combinations of which composite signals are formed with redundancy, be - the length of the code combination of p 8, the number of information symbols K 3, the elementary signals are orthogonal, and the signal-to-noise ratio on the element of p 5. Such a short code is chosen because that it can be used to prove the reliability of the functioning of a new receiver in accordance with a given quality and at the same time to spend on the calculation of the available machine time. The MIR-2 computer makes calculations of the probability of erroneous reception, the results of which, in particular, are as follows.

Дл известного устройства при h 5 и о.птимальном пороге Р 110 , если отношение сигнал шум при этом же неизменномпороге изменилось и стало h 4, тоFor a known device at h 5 and about an optimal threshold of P 110, if the signal-to-noise ratio at the same constant threshold has changed and has become h 4, then

Рош .Rosh.

Устройство в первом случае обеспечивает РОШ 1,5. , но во вто .-т ром - РОЩ 210The device in the first case provides ROSH 1.5. , but in the second. t rum - GROCH 210

Таким образом,: устройство реализует потенциальную помехоустойчивость приема в целом не только в каналах с посто нными параметрами (как и известное устройство), но и в каналах с переменными параметрами , т.е. класс систем передачи дискретной информации, в которых целесообразно использовать предлагаемое изобретение, шире. .Thus: the device realizes the potential noise immunity of reception as a whole not only in channels with constant parameters (as well as the known device), but also in channels with variable parameters, i.e. the class of discrete information transfer systems in which it is advisable to use the invention is broader. .

Claims

ADAPTIVE DEVICE FOR RECEIVING EXCESS INFORMATION, containing an analog demodulator, the input of which is connected to the input of the device, the output to the input of the first block. buffer memory, the output of the first buffer memory block is connected to the first input of the information output control unit, the first outputs of which are connected to the first inputs of the memory register block, the first output of which is connected to the second input of the information output control unit, a comparison element whose output is connected to the input of the register shift, the first, the input of the decoder and the first input of the subtraction unit, the output of which through the second block of the buffer memory is connected to the first inputs of the amplifier block, the first outputs of which are connected to the first inputs the odes of the first comparison unit, the output of the first comparison unit is connected to the second input of the amplifier block, the second outputs of which are connected to the first inputs of the adder block, the second input of which is connected to the output of the shift register, the outputs of the adder block are connected to the first inputs of the second comparison unit, the outputs of which are connected to the second inputs of the decoder, the output of which is connected to the second input of the block of memory registers, the output of which is connected to the output of the device, characterized in that, in order to increase the noise immunity of the devices a, the third and fourth blocks of buffer memory are introduced into it, the first input of the third block of buffer memory and the input of the fourth block of buffer memory are connected to the output of the analog demodulator *, the second input of the third block of buffer memory is connected. to the second output of the information output control unit, the output is with the first input of the comparison element and the second inputs of the first and second blocks of comparison, the output of the fourth block of buffer memory is connected to the second inputs of the comparison element and · block subtraction.

SU.,., 10123