СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В УСЛОВИЯХ ВОЗМОЖНОЙ ИНВЕРСИИ СИГНАЛА Российский патент 2023 года по МПК G06F11/10 G08C19/28 

Изобретение относится к области телеметрической информации и может быть использовано в системах приема и обработки цифровой телеметрической информации объектов ракетно-космической техники, оснащенных многоканальной системой телеметрических измерений на базе фазовой манипуляции несущей частоты для передачи слов данных, содержащих в том числе информацию о признаке четности и условном номере канала передачи.

Известен способ восстановления информации в условиях возможной инверсии сигнала, описанный в патенте на способ и устройство идентификации и компенсации инверсии входного битового потока при декодировании LDPC кодов из патента РФ №2607993 с датой приоритета 25.03.2015, заключающийся в том, что в процессе декодирования LDPC кодового слова для каждой итерации рассчитывают синдром, проводят анализ сходимости веса синдрома и на основании этого анализа формируют признак инверсии входного битового потока. В случае, когда сформированный признак не свидетельствует об обнаружении инверсии, продолжают декодирование, когда свидетельствует - осуществляют сброс LDPC декодера и параметров анализа сходимости веса синдрома, считывают из буферной памяти следующее кодовое слово, осуществляют его инверсию и передают его на вход LDPC декодера для осуществления следующей операции декодирования.

Недостатком известного способа идентификации и компенсации инверсии входного битового потока является возможное запаздывание факта обнаружения инверсии, вызванное тем, что соответствующее решение принимается после того, как возрастание веса синдрома будет зафиксировано заданное количество раз. Кроме того, принудительная инверсия осуществляется для следующего кодового слова, что может привести к пропуску возможной инверсии в текущем кодовом слове.

В качестве прототипа принят способ восстановления цифровой телеметрической информации (патент РФ №2560826 с датой приоритета 10.04.2014) в условиях действия помех приема-передачи путем нахождения отдельных цифровых телеметрических кадров на основе поиска ключевых слов с выделением номера счетчика кадров и формированием оценочной функции, поиска среди них связанных кадров, характеризующихся фиксированным расстоянием между однотипными ключевыми словами и монотонно увеличивающимся номером счетчика кадров, дальнейшей идентификации пропущенных кадров, которые не вошли в состав связанных кадров, с одновременным восстановлением искаженного номера счетчика кадров и пересчетом соответствующей оценочной функции, формирования сводной таблицы кадров по всем измерительным пунктам и последующего объединения в единый поток информации на основе побайтной мажоритации, где в качестве весовых коэффициентов выступают значения оценочных функций.

Недостатком рассматриваемого в качестве прототипа способа восстановления цифровой телеметрической информации является то, что объединение сводной таблицы кадров по всем измерительным пунктам в единый поток информации построено путем мажоритации информации измерительных пунктов без задействования контроля состояния служебных бит слов данных, формируемых многоканальной системой телеметрических измерений и передаваемых в составе цифровой телеметрической информации. В случае использования многоканальной системы телеметрических измерений на базе фазовой манипуляции несущей частоты указанное обстоятельство может приводить к пропуску факта инверсии слов данных, что ухудшает достоверность результирующего единого потока информации.

Технической задачей изобретения является создание способа восстановления цифровой телеметрической информации, в котором предусмотрена возможность выявления инверсии слов данных в принятом каждым измерительным пунктом телеметрическом потоке от многоканальной системы телеметрических измерений на базе фазовой манипуляции несущей частоты путем организации контроля состояния и совместной обработки служебных бит слов данных.

Техническим результатом является повышение достоверности результирующего единого потока информации вследствие уменьшения объема некорректно восстановленных слов данных из-за не выявленной инверсии.

Указанный технический результат достигается за счет того, что на первом этапе из состава принятой в условиях действия случайных помех приема-передачи цифровой телеметрической информации выделяют слова данных, каждое из которых состоит из информационной и служебной частей. Служебная часть слова данных содержит в том числе признак четности, соответствующий информационной части слова данных, и условный номер канала передачи многоканальной системы телеметрических измерений на базе фазовой манипуляции несущей частоты. На втором этапе для каждого выделенного слова данных проверяют условие возникновения инверсии путем совместной обработки его информационной части, признака четности и условного номера канала передачи с формированием флага инверсии в зависимости от результата совместной обработки. На третьем этапе при наличии выставленного флага инверсии проводят принудительное инвертирование выделенного слова данных, иначе оставляют его без изменений.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа на примере выявления инверсии телеметрического сигнала, передаваемого двухканальной системой телеметрических измерений "Орбита-IVMO" на базе фазовой манипуляции несущей частоты. Решение данной задачи осуществляется в три этапа.

На первом этапе из состава принятой цифровой телеметрической информации выделяют слова данных, каждое из которых состоит из информационной и служебной частей. Служебная часть слова данных содержит в том числе признак четности и условный номер канала передачи, сформированные системой телеметрических измерений (далее, СТИ) "Орбита-IVMO" и характеризующиеся следующим.

Битовый признак четности дополняет информационную часть слова данных до нечетного количества единиц, при этом ноль считается четным числом (т.е. нулевой информационной части слова данных соответствует единичный признак четности).

Битовый условный номер канала передачи соответствует первому (ноль) или второму (единица) каналу передачи СТИ "Орбита-IVMO", при этом фактическое значение номера канала передачи однозначно определяется измерительным пунктом, принимающим информацию каждого канала системы телеметрических измерений СТИ "Орбита-IVMO" раздельно.

На втором этапе для каждого выделенного слова данных осуществляют контроль наличия инверсии путем проверки двух условий соответствия. Первое условие заключается в сравнении принятого и рассчитанного признаков четности. Второе условие - в сравнении принятого условного номера канала передачи и фактического номера канала передачи измерительного пункта. В случае одновременного нарушения обоих условий выставляют флаг инверсии, свидетельствующий о том, что выделенное слово данных в процессе приема-передачи подверглось инверсии.

На третьем этапе содержимое выделенного слова данных принудительно инвертируется в случае, если флаг инверсии выставлен, иначе - остается без изменений.

Изложенная логика поясняется схемой на чертеже.

Система телеметрических измерений (1) передает в условиях действия случайных помех приема-передачи (2) телеметрический сигнал в виде последовательности слов данных (10), регистрируемых посредством ряда измерительных пунктов (3). Каждое передаваемое слово данных (10) состоит из информационной (101) и служебной (102) частей. Служебная часть (102), в свою очередь, содержит в том числе битовый признак четности, сформированный путем дополнения до нечетного количества единиц содержимого информационной части слова данных (10), и условный номер канала передачи слова данных (10).

Измерительный пункт (3) регистрирует слова данных (30), состоящие из информационной (301) и служебной (302) частей. Посредством выделителя признака четности (32) и выделителя условного номера канала передачи (33) из служебной части (302) принятого слова данных (30) выделяют признак четности и условный номер канала передачи соответственно. Вследствие действия различного рода случайных помех (2) в тракте приема-передачи переданное (10) и принятое (30) слова данных могут не совпадать.

С помощью формирователя признака четности (31) для каждого принятого слова данных (30), рассчитывают соответствующий битовый признак четности по заранее известному алгоритму, заключающемуся в дополнении до нечетного количества единиц содержимого информационной части принятого слова данных (30), и сравнивают его посредством анализатора четности (312) с принятым. Если расчетный признак четности не совпал с принятым, то анализатор четности (312) формирует логический сигнал "Несовпадение признака четности".

В измерительном пункте (3) для каждого принятого слова данных (30) определяют фактический номер канала передачи (34) и сравнивают его посредством анализатора номера канала (334) с принятым условным номером канала передачи. Если фактический номер канала передачи не совпал с принятым условным номером, то анализатор номера канала (334) формирует логический сигнал "Несовпадение номера канала передачи".

Если сформированы оба сигнала "Несовпадение признака четности" и "Несовпадение номера канала", то логический элемент объединения (31234) формирует логический сигнал "Наличие инверсии". В этом случае логический элемент отрицания (301234) осуществляет принудительную инверсию принятого слова данных (30), иначе принятое слово данных (30) остается без изменений.

Результирующее слово данных с выхода логического элемента отрицания (301234) записывается на жесткий диск (4) аппаратуры измерительного пункта (3) для дальнейшего использования в процессе формирования единого потока информации.

Таким образом, повышение достоверности результирующего единого потока информации достигается благодаря уменьшению объема некорректно восстановленных слов данных путем обеспечения возможности выявления инверсии слов данных телеметрического сигнала, передаваемого многоканальной системой телеметрических измерений по принципу фазовой манипуляции несущей частоты, где каждое слово данных состоит из информационной и служебной части, при этом служебная часть включает в себя в том числе признак четности, рассчитываемый по информационной части с использованием заранее известного алгоритма, и условный номер канала передачи, за счет того, что в принятом измерительным пунктом телеметрическом сигнале выполняют поиск слов данных, характеризующихся одновременным нарушением двух условий соответствия - во-первых, между принятым признаком четности в составе служебной части и расчетным признаком четности по информационной части принятого слова данных, и, во-вторых, между условным номером канала передачи в составе служебной части и фактическим номером канала передачи, по которому произошел прием слова данных. При обнаружении таких слов данных для них выставляют флаг инверсии и осуществляют принудительную инверсию информационной и служебной частей перед дальнейшим использованием.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении достоверности результирующего единого потока информации. Способ восстановления цифровой телеметрической информации в условиях возможной инверсии сигнала, передаваемого многоканальной системой телеметрических измерений по принципу фазовой манипуляции несущей частоты в условиях действия случайных помех приема-передачи, где каждое слово данных состоит из информационной и служебной частей, при этом служебная часть включает в себя в том числе признак четности, рассчитываемый по информационной части с использованием заранее известного алгоритма, и условный номер канала передачи, в принятом измерительным пунктом телеметрическом сигнале выполняют поиск слов данных, характеризующийся одновременным нарушением двух условий соответствия. Во-первых, между принятым признаком четности в составе служебной части и расчетным признаком четности по информационной части принятого слова данных, и, во-вторых, между условным номером канала передачи в составе служебной части и фактическим номером канала передачи, по которому произошел прием слова данных, для которых выставляют флаг инверсии и осуществляют принудительную инверсию информационной и служебной частей. 1 ил.

Способ восстановления цифровой телеметрической информации в условиях возможной инверсии сигнала, передаваемого многоканальной системой телеметрических измерений по принципу фазовой манипуляции несущей частоты в условиях действия случайных помех приема-передачи, где каждое слово данных состоит из информационной и служебной частей, при этом служебная часть включает в себя в том числе признак четности, рассчитываемый по информационной части с использованием заранее известного алгоритма, и условный номер канала передачи, отличающийся тем, что в принятом измерительным пунктом телеметрическом сигнале выполняют поиск слов данных, характеризующихся одновременным нарушением двух условий соответствия - во-первых, между принятым признаком четности в составе служебной части и расчетным признаком четности по информационной части принятого слова данных, и, во-вторых, между условным номером канала передачи в составе служебной части и фактическим номером канала передачи, по которому произошел прием слова данных, для которых выставляют флаг инверсии и осуществляют принудительную инверсию информационной и служебной частей.