SU1487087A1

SU1487087A1 - Устройство для передачи информации

Info

Publication number: SU1487087A1
Application number: SU864129221A
Authority: SU
Inventors: Sergej S Kukushkin
Original assignee: Sergej S Kukushkin
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение может быть использовано в телеметрии и технике связи и предназначено для уменьшения ве2

роятности ошибочного приема данных

'без введения структурной избыточное ти в передаваемый сигнал. Цель изоб ретения - повышение достоверности передаваемой информации. Устройство содержит блок 1 уплотнения каналов, передатчик 2, блок 3 синхронизации, и в каждом информационном канале.

9,-9_н датчик 8, -8_М цифровой информации, блок 44 —4_Ν формирования кодовых комбинаций, преобразователи 5₄5Ц ЫИМ-АИМ, элементы 7«-7ц ИЛИ,

1 з.п. ф-лы, 4 ил.

5Ц 1487087 А1

φικ.Ζ

3

1487087

4

Изобретение относится к телеметрии и технике связи и предназначено· для уменьшения вероятности ошибочного приема данных без введения $ структурной избыточности в передаваемый сигнал.

Целью изобретения является повышение достоверности передаваемой информации. Ю

На фиг.1 приведена структурная блок-схема предлагаемого устройства^ на фиг.2 - блок формирования кодовых комбинаций, на фиг.3-4 - временные диаграммы, поясняющие работу 15 блока формирования сигналов кодовых комбинаций.

Устройство содержит (фиг. 1) блок 1 уплотнения каналов, передатчик 2, блок 3 синхронизации и блоки 4^, 20

4^, ..., 4_Н формирования кодовых комбинаций, блоки 5,, 5₂,..., 5_М, б₄, 6^,...,6_м преобразования ШИМАИМ, элементы ИЛИ 7,, 7^,..., 7

25

датчики 8,, 8^,..., 8 составляющие информационные каналы 9,, 9^,...,

. .., 9 ц.

Блок формирования кодовых комбинаций (фиг.2) содержит элементы 10 задержки, триггеры 11, дифференцирующие элементы 12, пороговые элементы 13, элементы И 14, инвертор 15, элементы ИЛИ 16 и формирователи 17 импульсов .

Задача кодирования сводится к замене последовательности символов ^а«,!’ ^а 1,2.» · · · ’ ^а ϊ N9 некоторое конечное множество которых образует слова А;=а,'₍₁ а а^, последовательностью символов нового алфавита 3₀,

8, , 3₂, учитывающего, например, логическую взаимосвязь предшествующего и последующего символов а-^ а; и а₍'^ ³ί,) + υ которую в тер—

минах дискретной математики можно выразить следующим образом:

^а;_ои	^а ΐο	= а·, и	^ам ”	(00,11)
^ай и	^10	" ^а1о и	^а1о^ ^аы ^-	з,—*-( 10,001) !,	(1)
^а<, и	^а1о	и ^а;, =	5₂—*-( 101).

Это значит, что в новом'алфавитном кодировании символ 8₀ соответствует ^5 кодовым комбинациям 00 и 11 в двоичном представлении, символ 8, - кодовым комбинациям 10 и 001, а символ 3₂ - кодовой комбинации 101.

Схема кодирования (1) получена, исходя из двух предпосылок: технической реализации (фиг.2)_;, позволяющей перейти от двоичного кодирования к кодированию символами 8₀, 5,, 8₂и выводов теоремы Маркова, говорящих о том, какими логическими связями должны быть связаны символы двоичного кода с вновь вводимыми символами 8₀, 8, и 3₂ для того, чтобы обеспечивалось взаимно однозначное кодирование (возможность декодирования) и чтобы последний двоичный символ в предьдущей кодовой комбинации повторялся, т.е. был бы первым символом следующей кодовой комбинации.

Из схемы кодирования (1) следует, что символы 8 о и 8 являются неприводимыми, поскольку допускают

более одной расшифровки. С возможными расшифровками связаны разбиения слов А; на элементарные коды, представленные символами {δ_β> 8, иВ^-на верхние Т, и нижние так, например, как это показано ниже (2) и (3). Исходной предпосылкой для разбиений является представление кодовых комбинаций в двоичном представлении "00" и "11" символом 8₀, кодовых комбинаций "10" и "001" символом 8, и кодовой комбинации "101" символом 5^. Выглядит это следующим образом.Пусть необходимо перевести в новое алфавитное кодирование следующую последовательность двоичных символов: 10101000111100101 (N,=17) (2). Поскольку число символов в одной кодовой комбинации равно двум и трем, то при разбиении анализу также должны, в первую очередь, подвергаться три первых символа. Например, три первых символа в последовательности (2) "101". Такая комбинация в выбранной нами схеме кодирования (1) есть и соответствует она сигналу З^.

5

1487087

6

Т,, Т,

2 '

Л

5₀ 5,

3„ 8,

% 1

3< 8,

(3)

В соответствии с вьщвинутым требованием к новому алфавитному кодированию, заключающемуся в том, что очередная кодовая комбинация начинается с последнего двоичного символа предыI □

дущей комбинации, следующее разбиение должно проводиться с перекрытием

на один двоичный символ (2) и (3).

При этом снова должны анализироваться следующие три символа "101", кото- ₂рые соответствуют сигналу 3₂. Следующей комбинацией из трех символов является "100". Но в принятой схеме

(1) кодирования такой комбинации нет, а есть комбинация из двух символов "10", которой соответствует сигнал

5,. Последующие разбиения выполняются аналогичным образом, В результате проведенных преобразований вместо последовательности двоичных символов

(2) формируется последовательность

(3) ортогональных сигналов 8^8^8,808,8^8,,8(,3,5,8^ (Ν₂=11), декодирование которых связано с обратным рассмотренному процессом объединения повторяющихся символов:

В данном примере повторяющиеся символы кодовых комбинаций обведены с целью более наглядного отображения принципов восстановления цифровой информации при декодировании. Совпадение повторяющихся символов при приеме свидетельствует об исключении однократных ошибок в восстановленных сообщениях. Таким образом, передаваемая последовательность оказывается связанной посредством повторения последних символов каждой кодовой комбинации в единую последовательность сигналов, разрыв которой при ошибочном приеме одного из сигналов ^8₀, 8, и 5_аможет быть легко установлен „

Возникает противоречие, связайное, с одной стороны, с различными длительностями интервалов между импульсами, которые необходимо передать, а, с другой стороны, - с необходимостью циклического опроса,

40 составляющего основу систем передачи данных с временным уплотнением. Наиболее эффективное разрешение этого противоречия связано изоморфноинверсным отображением результатов'

45 кодирования, т.е, с привлечением дополнительного преобразования цифровой информации с использованием алфавитного кодирования с символами {8₀, 8, , 8_г1| инверсными символами [3₀ , 8, ,

50 М’’

^аи и а;, = а'_о у а_!о = 8₀-*(11,00))

^а!о и а,', = а,', и а;, и а;₀ = 5,-*(01,110)} (4)

^а ίο и аи а;_о = 3₂-»(010) .

(^использованием инверсных символов [3₀, 8, и 8^^ из исходных цифровых данных (2) формируется новая последовательность _ _(5)_ сигналов

Ь 2 ^2 Ь θ ( N ^ ⁼ 1 ϋ) ί

7

1487087

8

В предлагаемом устройстве одновременно с формированием последовательности (3) сигналов {οθ» и 8^ в блоке 4 формируется’ последователь- 15 ность (5) сигналов [В_о, 8, и 8_г}.

При этом по аналогии с рассмотренным сигналу (010) будет соответствовать временной интервал, равный 2Т₀ сигналу 8, (01110) - интер- 20 вал 3/2Т₀, сигналу £>₀ (11,00) - интервал То .

Устройство работает следующим образом.

Датчик 8 цифровой информации выра- 25 батывает последовательность двоичных чисел. В блоке 4 формирования кодовых комбинаций формируются две несовпадающие по времени последовательности импульсных сигналов, в каждом из ко- 30 торых передаваемая цифровая информация заключена в интервалах между импульсами: 2Т₀ , 3/2'Г_О и Т_о . При этом на первом выходе блока формируется импульсная последовательность, получаемая в соответствии со схемой кодирования (1), а на втором выходе блока 4 изоморфно-инверсная импульсная последовательность, образованная в соответствий со схемой кодирова- 49 ния (4). Для повышения помехоустойчивости передачи модуляции по длительности в каждой из сформированных последовательностей дополнительно преобразуется в амплитудно-импульс- 45 ную модуляцию в блоках 5 и 6 преобразования НИМ в АИМ. В результате преобразований в сформированных импульсных последовательностях передаваемая цифровая информация представлена одновременно широтно-импульсной и амплитудно-импульсной модуляциями. Сформированные импульсные последовательности не совпадают по времени и после объединения их элементом ИЛИ 7 преобразуются в двоичную последовательность интервалов времени Т_о,

1/2Т_о между следующими друг за другом импульсами. Это значит, что полученная в результате объединения последовательность, в большей степени, чем все предшествующие последовательности будет удовлетворять требованию цикличности опроса передавае мых сигналов.

Сформированные сигналы кодовых комбинаций различных каналов подвергают временному уплотнению в блоке 1 уплотнения каналов. Передатчик 2 осуществляет передачу уплотненного группового сигнала по радиоканалу или линии связи.

I

Блок 4 формирования сигналов кодовых комбинаций работает следующим образом. Сигналы от датчика 8 цифровой информации, засинхронизированные синхронизирующей последовательностью (фиг.36) и представляющие собой последовательность импульсов, совпадающих с моментами передачи двоичного символа "1" (фиг.За),подвергаются дифференцированию и ограничению снизу в формирователе 17₂. Сформированными импульсами устанавливается триггер 11^ в состояние с высоким потенциалом на выходе, а импульсами, представляющими собой результат дифференцирования в элементе 12, и ограничения снизу пороговым элементом 13, сигналов синхронизации (Фиг.Зб), триггер возвращается в исходное состояние. Последовательность импульсов (фиг.Зг), формируемых триггером 11₂, дифференцируется элементом 12 у и ограничивается снизу пороговым элементом 13₃(фиг.Зд). Сформированные импульсы расширяются триггером 11_? (фиг.Зж). Одновременно путем дифференцирования импульсов синхронизаци (фиг. 36) элементом 12, и ограничения сверху в пороговом элементе 13₇ формируются импульсы, устанавливающие триггер 11^ в соответствующее состояние (фиг.Зд), Сформированная триггером .11, последб-в'а^ельность импульсов

9

1487087

(фиг.Зз) поступает на вход.элемента И 14_г, который открывается для прохождения импульсной последовательности (фиг.Зд) только на время совпадающих низких потенциалов на выходах триггеров 11₂ и 11₄ (фиг.Зл). Элемент ИЛИ 16 < объединяет импульсные последовательности (фиг.3ж,л) в последовательность (фиг.Зм). При ιθ этом объединенная импульсная последовательность (фиг.Зм) находится в полном соответствии с принятым правилом кодирования (1) цифровой информации. 55

Аналогичным образом в соответствии с правилом кодирования (4) формируется изоморфно-инверсная импульсная последовательность (фиг.Зу) .

На приемной стороне восстанавливаются переданные объединенные импульсная последовательность и сигналы синхронизации.

25

Claims

Формула изобретения

1. Устройство для передачи информации, содержащее блок синхронизации,

блок уплотнения каналов, выход кото— рого соединен с входом передатчика, выход которого является выходом устройства, и в каждом информационном канале датчик цифровой информации, выход которого соединен с информационным входом блока формирователя кодовых комбинаций, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности информации, в каждый информационный канал введены блоки преобразования ШИМ-АИМ и элемент ИЛИ, первый и второй выходы блока формирования кодовых комбинаций соединены с одноименными входами элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ информационных каналов соединены с соответствующими информационными входами блока уплотнения каналов, выход блока синхронизации соединен с синхронизирующими входами датчиков цифровой информации, блока формирования кодовых комбинаций и блока уплотнения каналов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования кодовых комбинаций содержит формирователи импульсов, триггеры, элементы задержки, элементы И,

! 0

элементы ИЛИ и инвертор, выход первого элемента И через первый формирователь импульсов соединен с 8-входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого эле мента И и входом второго формирователя импульсов, выход которого соеди нен непосредственно с 5-входами второго и третьего триггеров и через первый элемент задержки с К-входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, первый выход третьего формирователя импульсов соединен через второй элемент задержки с К-входом четвертого триггера и непосредственно с 8-входом четвертого триггера и К-входами первого и пятого триггеров, второй выход третьего формирователя импульсов соединен непосредственно с К-входом и через второй элемент задержки с 8-входом шестого триггера, выход которого соединен непосредственно с первым входом третьего элемента И и вторым входом второго элемента И, и через четвертый формирователь импульсов с К—входами третьего и седьмого триггеров, выходы которых соединены соответственно с третьим входом второго и вторым входом третьего элементов И, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с вторым входом первого элемента

ИЛИ и первым входом второго элемента ИЛИ, выход четвертого триггера соединен с первыми входами первого и четвертого элементов И, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом инвертора, выход - через пятый формирователь импульсов с 8-входом пятого триггера, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И и входом шестого формирователя импульсов, выход которого соединен непосредственно с 8-входами седьмого и восьмого триггеров и через четвертый элемент задержки с К-входом восьмого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, второй вход первого элемента И и вход инвертора объединены и являются первым входом блока, вход третьего формирователя импульсов и выходы первого и второго элементов ИЛИ являются соответственно вторым входом и первым и вторым выходами блока.

1487087

1487087

Η-ΓΊ-Гк Г

-1 ΓΊ Γ

Я. П П-Д-ПП η Г

гт п.

лппп _гъ г,

и и—1Г

тпппг

тг

г/»

к

тгттппгтпппгттпппппг

I I | I I I I I I I I I I I I I

п

пплл

л_

л

Мл

Нл

а

тг

А

Г 27 Цл^гЦг У Г 1 Г 17 Γ/δ/ΐΙ/,όΤΐ и л я л1\ ί гГ ^гп

П 4 ГТ ГТПП

гтп л

и—1ПГТГ

п ллп

ΓΓΙ

гт—Г

тпг

ЯП

тг

1ΓΊΓΊΓ

\ 2Т 1 2Г Iτ|1 ?Т _г(Г

ЗЕ

лиг

фигъ

ΤΊ1Ξ1

ΈΞΙ

ΞΠ

-ί

1487087

ААА

АД. Ц Я

1Ь 1

Ц-/

Ιι

И........I »1111 -),1-11 11 I III 11 I

&

3,

I

&

δ<

Λ

“Π

η---ΙΓ~~Π~~ίΓ""Π

ΠΓΓ

1.....1............1.......-Ш

ΞΠΞΞΖΙΙΖΑ

I I I__Ш_1

0⁰ ίψ)

~~~2Ϊ 1.5Ζ 7~,Г . .Τ , 7>

\0 \1:0

2Τ

-ί

4

Ί

Ο'ν0^υ:,υΐί σ _;·. ζ . / ;·ν / ₄

Г Г й.....ϋ

1.3Τ

1,5Τ

10 10 0 0 11 1 1 0 0 1 0 1

0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0

Φυζ>Λ