СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2012 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи данных по каналам связи.

Известен способ передачи информации, заключающийся в сборе сигналов от источников сообщений, формирования сигналов гармонических поднесущих и модуляции их соответствующими сигналами от источников сообщений, фильтрации промодулированных сигналов поднесущих, формировании группового сигнала промодулированных поднесущих колебаний, формировании сигнала несущих колебаний и модуляции его групповым сигналом, передаче промодулированного сигнала по каналу связи [1].

Недостатком известного способа является низкая достоверность передачи информации из-за существенного уровня перекрестных искажений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ передачи информации, заключающийся в том, что собирают сигналы от источников сообщений, синхронизируют их по времени, формируют уплотненный сигнал из синхронизированных собранных сигналов, формируют первый несущий сигнал на первой частоте, формируют первый фазоманипулированный сигнал путем фазовой манипуляции первого несущего сигнала уплотненным сигналом, формируют второй несущий сигнал на второй частоте, формируют второй фазоманипулированный сигнал путем фазовой манипуляции второго несущего сигнала уплотненным сигналом, после чего формируют подлежащий передаче по каналу связи сигнал с комбинированной фазочастотной манипуляцией путем выбора первого или второго фазоманипулированного сигнала в соответствии со значениями управляющего сигнала, причем управляющий сигнал формируют путем фазовой манипуляции уплотненным сигналом периодической последовательности импульсов типа меандр с длительностью импульсов, в два раза меньшей минимальной длительности символа уплотненного сигнала [2].

Известно реализующее указанный способ устройство для передачи информации, содержащее датчики цифровой информации, блок синхронизации, блок уплотнения сигналов, блок управления, генератор колебаний, блок фазовых манипуляторов, коммутатор и передатчик, выход которого является выходом устройства, а вход подключен к выходу коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока фазовых манипуляторов, первый и второй сигнальные входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам генератора колебаний, синхровход которого соединен с выходом блока синхронизации, с синхровходами датчиков цифровой информации и с синхровходом блока уплотнения сигналов, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих датчиков цифровой информации, а выход соединен с управляющим входом блока фазовых манипуляторов и с первым входом блока управления, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, второй вход соединен с третьим выходом блока фазовых манипуляторов, а третий вход подключен к выходу блока синхронизации [2].

Известный способ и реализующее его устройство позволяют выполнять комбинированную угловую модуляцию передаваемого радиосигнала, включающую в себя фазовую и частотную манипуляцию. При этом уплотненным (групповым) сигналом управляют фазовой манипуляцией несущей, а управляющим сигналом - частотной манипуляцией несущей.

Однако известный способ и реализующее его устройство имеют также недостаточную достоверность передачи информации, т.к. уплотненный сигнал и управляющий сигнал имеют одинаковую логику кодирования их символов одним неизбыточным абсолютным кодом без возврата к нулю NRZ-L.

Технический результат состоит в повышении достоверности передачи информации.

Для достижения указанного технического результата в способе передачи информации, заключающимся в том, что собирают сигналы от источников сообщений, синхронизируют их по времени, формируют уплотненный сигнал из синхронизированных собранных сигналов, формируют первый несущий сигнал на первой частоте, формируют первый фазоманипулированный сигнал путем фазовой манипуляции первого несущего сигнала уплотненным сигналом, формируют второй несущий сигнал на второй частоте, формируют второй фазоманипулированный сигнал путем фазовой манипуляции второго несущего сигнала уплотненным сигналом, после чего формируют подлежащий передаче по каналу связи сигнал с комбинированной фазочастотной манипуляцией путем выбора первого или второго фазоманипулированного сигнала в соответствии со значениями управляющего сигнала, указанный управляющий сигнал формируют путем неизбыточного кодирования уплотненного сигнала, осуществляемого таким образом, что длительность символов управляющего сигнала равна длительности символов уплотненного сигнала, причем управляющий сигнал сдвинут относительно уплотненного сигнала на половину длительности символа, при этом временные моменты смены логических уровней в уплотненном и управляющем сигналах не совпадают по времени.

В устройство для передачи информации, содержащее датчики цифровой информации, блок синхронизации, блок уплотнения сигналов, генератор колебаний, блок фазовых манипуляторов, коммутатор и передатчик, выход которого является выходом устройства, а вход подключен к выходу коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока фазовых манипуляторов, первый и второй сигнальные входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам генератора колебаний, синхровход которого соединен с выходом блока синхронизации, с синхровходами датчиков цифровой информации и с синхровходом блока уплотнения сигналов, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих датчиков цифровой информации, а выход соединен с управляющим входом блока фазовых манипуляторов, введен преобразователь кода, синхровход которого подключен к выходу блока синхронизации, информационный вход соединен с выходом блока уплотнения сигналов, а выход подключен к управляющему входу коммутатора.

При этом в предлагаемом способе символы уплотненного сигнала преимущественно представляют неизбыточным абсолютным кодом без возврата к нулю NRZ-L, символы управляющего сигнала представляют неизбыточным абсолютным бифазным кодом BIph-L, а в предлагаемом устройстве преобразователь кода преимущественно выполнен в виде преобразователя неизбыточного абсолютного кода без возврата к нулю NRZ-L в неизбыточный абсолютный бифазный код BIph-L.

Предлагаемый способ передачи информации и устройство для его реализации позволяют формировать уплотненный сигнал и управляющий сигнал с различной логикой их кодирования: символы уплотненного сигнала преимущественно представляют неизбыточным абсолютным кодом без возврата к нулю NRZ-L, а символы управляющего сигнала представляют неизбыточным абсолютным бифазным кодом BIph-L. При этом по закону двоичной логики NRZ-L осуществляется фазовая манипуляция, а по закону двоичной логики BIQ-L - частотная манипуляция передаваемого радиосигнала. В результате этого созданы условия для дополнительной коррекции ошибок передачи информации, что и обеспечивает положительный технический результат - повышение достоверности передачи информации на основе совместного использования различных типов логического кодирования двоичных кодов.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного технического решения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков заявленного способа передачи информации и устройства для его реализации, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Проведенный заявителем дополнительный поиск не выявил известные решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа передачи информации и устройства для его реализации. Следовательно, заявленное техническое решение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного технического решения преобразований для достижения технического результата. Заявленное техническое решение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ передачи информации и устройство для его реализации предполагают выполнение известных в системах передачи информации операций, которые могут быть реализованы с помощью известных функциональных элементов.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для передачи информации, а на фиг.2 - временные диаграммы, характеризующие его работу.

Устройство для передачи информации содержит датчики 1 цифровой информации, блок 2 синхронизации, блок 3 уплотнения сигналов, преобразователь 4 кода, генератор 5 колебаний, блок 6 фазовых манипуляторов, коммутатор 7 и передатчик 8, выход которого является выходом устройства. Вход передатчика 8 подключен к выходу коммутатора 7, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 6 фазовых манипуляторов, первый и второй сигнальные входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам генератора 5 колебаний. Информационные входы блока 3 уплотнения сигналов подключены к выходам соответствующих датчиков 1 цифровой информации, а его выход соединен с управляющим входом блока 6 фазовых манипуляторов и с информационным входом преобразователя 4 кода, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора 7.

Выход блока 2 синхронизации соединен с синхровходом генератора 5 колебаний, с синхровходами датчиков 1 цифровой информации, с синхровходом блока 3 уплотнения сигналов и с синхровходом преобразователя 4 кода.

Сущность заявленного способа передачи информации рассмотрим на примере функционирования реализующего его устройства для передачи информации.

Предлагаемый способ передачи информации предполагает выполнение следующих операций.

Вначале собирают сигналы от источников сообщений с помощью датчиков 1 цифровой информации, при этом синхронизируют их по времени с помощью блока 2 синхронизации. Затем в блоке 3 уплотнения сигналов формируют уплотненный сигнал из синхронизированных собранных сигналов. Уплотненный сигнал показан на фиг.2б, а соответствующие значения его символов - на фиг.2а.

Далее посредством преобразователя 4 кода формируют показанный на фиг.2в управляющий сигнал путем неизбыточного кодирования уплотненного сигнала, осуществляемого таким образом, что длительность символов управляющего сигнала равна длительности символов уплотненного сигнала, причем управляющий сигнал сдвинут относительно уплотненного сигнала на половину длительности символа, при этом временные моменты смены логических уровней в уплотненном и управляющем сигналах не совпадают по времени.

При этом преобразователь 4 кода преимущественно выполнен в виде преобразователя неизбыточного абсолютного кода без возврата к нулю NRZ-L в неизбыточный абсолютный бифазный код BIph-L, поэтому в предлагаемом способе символы уплотненного сигнала (см. фиг.2а) преимущественно представляют неизбыточным абсолютным кодом без возврата к нулю NRZ-L (см. фиг.2б), символы управляющего сигнала представляют неизбыточным абсолютным бифазным кодом BIph-L (см. фиг.2в).

С помощью генератора 5 колебаний формируют первый несущий сигнал на первой частоте и второй несущий сигнал на второй частоте. Указанные несущие сигналы подают соответственно на первый и второй сигнальные входы блока 6 фазовых манипуляторов, на управляющий вход которого поступает уплотненный сигнал с выхода блока 3 уплотнения сигналов. Посредством блока 6 фазовых манипуляторов формируют первый и второй фазоманипулированные сигналы путем фазовой манипуляции первого и второго несущих сигналов уплотненным сигналом.

Сформированные фазоманипулированные сигналы подают с первого и второго выходов блока 6 фазовых манипуляторов на соответствующие сигнальные входы коммутатора 7, на управляющий вход которого поступает управляющий сигнал с выхода преобразователя 4 кода. В результате на выходе коммутатора 7 формируют подлежащий передаче по каналу связи сигнал с комбинированной фазочастотной манипуляцией путем выбора первого или второго фазоманипулированного сигнала в соответствии со значениями управляющего сигнала. Сформированный сигнал с комбинированной фазочастотной манипуляцией, показанный на фиг.2г, подают с выхода коммутатора 7 на вход передатчика 8, которым усиливают мощность выходного сигнала до требуемого уровня.

Синхронную работу датчиков 1 цифровой информации, блока 3 уплотнения сигналов, преобразователя 4 кода, генератора 5 колебаний и блока 6 фазовых манипуляторов обеспечивает блок 2 синхронизации.

Основу изобретения составляет такой выбор типа логического кодирования уплотненного сигнала и управляющего сигнала, временные моменты смены логических уровней в них не совпадали по времени. Преимущественно кодирование уплотненного сигнала и управляющего сигнала производят по законам соответствующей различной двоичной логики, например NRZ-L и BIph-L (см. фиг.2б и 2в).

При этом по закону изменения первой двоичной логической последовательности NRZ-L меняется фаза несущей (скачками на 180° при смене символов двоичного кода), а по закону изменения второй двоичной логической последовательности, например BIph-L, переносящей ту же передаваемую информацию, изменяется частота несущей. Так как моменты изменения уровней двоичной логики в них не совпадают, то в результате кодирования и модуляции в сформированном радиосигнале одновременно присутствует как частотная, так и фазовая манипуляции.

Изложенные выше сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- средства, воплощающие заявленный способ и устройство для его реализации при их осуществлении, предназначены для использования в промышленности, а именно в телеметрии и системах передачи данных по каналам связи;

- для заявленного способа и устройства для его реализации в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность их осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость".

При использовании предлагаемого способа передачи информации и устройства для его реализации достигается повышение достоверности передачи информации на основе совместного использования различных типов логического кодирования двоичных кодов без введения структурной избыточности в передаваемые сообщения за счет возможности обнаружения возникающих при передаче ошибок.

Литература

1. Кошевой А.А. Телеметрические комплексы летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1975, с.176-181.

2. RU 2115172 C1 (Кукушкин C.C., Мороз А.П.), 10.03.1993.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в телеметрии и для передачи данных по каналам связи. Совместное использование различных типов логического кодирования двоичных кодов без введения структурной избыточности в передаваемые сообщения обеспечивает повышение достоверности передачи информации. Устройство для передачи информации содержит датчики цифровой информации (1), блок синхронизации (2), блок уплотнения сигналов (3), генератор колебаний (5), блок фазовых манипуляторов (5), коммутатор (7), передатчик (8), а также преобразователь кода (6), синхровход которого подключен к выходу блока синхронизации, информационный вход соединен с выходом блока уплотнения сигналов, а выход подключен к управляющему входу коммутатора, при этом преобразователь кода формирует на выходе управляющий сигнал, полученный путем неизбыточного кодирования уплотненного сигнала, осуществляемого таким образом, что длительность символов управляющего сигнала равна длительности символов уплотненного сигнала, причем управляющий сигнал сдвинут относительно уплотненного сигнала на половину длительности символа, при этом временные моменты смены логических уровней в уплотненном и управляющем сигналах не совпадают по времени. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ передачи информации, заключающийся в том, что собирают сигналы от источников сообщений, синхронизируют их по времени, формируют уплотненный сигнал из синхронизированных собранных сигналов, формируют первый несущий сигнал на первой частоте, формируют первый фазоманипулированный сигнал путем фазовой манипуляции первого несущего сигнала уплотненным сигналом, формируют второй несущий сигнал на второй частоте, формируют второй фазоманипулированный сигнал путем фазовой манипуляции второго несущего сигнала уплотненным сигналом, после чего формируют подлежащий передаче по каналу связи сигнал с комбинированной фазочастотной манипуляцией путем выбора первого или второго фазоманипулированного сигнала в соответствии со значениями управляющего сигнала, отличающийся тем, что управляющий сигнал формируют путем неизбыточного кодирования уплотненного сигнала, осуществляемого таким образом, что длительность символов управляющего сигнала равна длительности символов уплотненного сигнала, причем управляющий сигнал сдвинут относительно уплотненного сигнала на половину длительности символа, при этом временные моменты смены логических уровней в уплотненном и управляющем сигналах не совпадают по времени.

2. Способ передачи информации по п.1, отличающийся тем, что символы уплотненного сигнала представляют неизбыточным абсолютным кодом без возврата к нулю NRZ-L, а символы управляющего сигнала представляют не избыточным абсолютным бифазным кодом BIph-L.

3. Устройство для передачи информации, содержащее датчики цифровой информации, блок синхронизации, блок уплотнения сигналов, генератор колебаний, блок фазовых манипуляторов, коммутатор и передатчик, выход которого является выходом устройства, а вход подключен к выходу коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока фазовых манипуляторов, первый и второй сигнальные входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам генератора колебаний, синхровход которого соединен с выходом блока синхронизации, с синхровходами датчиков цифровой информации и с синхровходом блока уплотнения сигналов, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих датчиков цифровой информации, а выход соединен с управляющим входом блока фазовых манипуляторов, отличающееся тем, что введен преобразователь кода, синхровход которого подключен к выходу блока синхронизации, информационный вход соединен с выходом блока уплотнения сигналов, а выход подключен к управляющему входу коммутатора, при этом преобразователь кода формирует на выходе управляющий сигнал, полученный путем неизбыточного кодирования уплотненного сигнала, осуществляемого таким образом, что длительность символов управляющего сигнала равна длительности символов уплотненного сигнала, причем управляющий сигнал сдвинут относительно уплотненного сигнала на половину длительности символа, при этом временные моменты смены логических уровней в уплотненном и управляющем сигналах не совпадают по времени.

4. Устройство для передачи информации по п.3, отличающееся тем, что преобразователь кода выполнен в виде преобразователя неизбыточного абсолютного кода без возврата к нулю NRZ-L в неизбыточный абсолютный бифазный код BIph-L.