Система дискретной передачи информации Российский патент 2023 года по МПК G08C19/28 

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

Известна система дискретной передачи информации, содержащая: на передающей стороне - последовательно соединенные источник информации и дискретизатор, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу канала связи, и получатель информации [1].

На передающей стороне известной системы дискретной передачи информации источник информации формирует первичный сигнал S_п(t), шкала U_ш0=(2²ⁿ × ε_макс) значений которого в 2²ⁿ раз превышает максимально допустимое значение ε_макс погрешности. Сформированный первичный сигнал S_п(t) поступает на вход дискретизатора, на выходе которого формируют последовательность выборок S_п(t-nТ_о) первичного сигнала путем его дискретизации с выбранной частотой F_o=1/Т_о опроса.

Динамический диапазон D_п значений передаваемых по каналу связи выборок первичного сигнала в известной системе дискретной передачи информации составляет величину D_п=U_ш0/ε_макс=2²ⁿ. Количество информации на одну передаваемую по каналу связи выборку при этом равно I_П=log₂ (D_п)=2n бит.

В процессе передачи к указанной последовательности выборок добавляется нормальный белый шум n(t) с нулевым математическим ожиданием и стандартным отклонением σ_n. При этом значение ε≈σ_n погрешности значений принимаемых выборок в среднем определяется стандартным отклонением σ_n нормального белого шума n(t).

Условием обеспечения требуемой верности передачи по каналу связи выборок первичного сигнала является условие σ_n≤ε_макс.В случаях, когда это условие не выполняется, значение ε=σ_n>ε_макс погрешности значений принимаемых выборок превышает максимально допустимое значение ε_макс погрешности. Поэтому недостатком известной системы дискретной передачи информации является недостаточная точность передачи информации.

Наиболее близкой к предлагаемой является система дискретной передачи информации, содержащая: на передающей стороне - последовательно соединенные источник информации, дискретизатор и вычитающее устройство, вход вычитания которого подключен через элемент задержки к выходу дискретизатора, а выход - к входу канала связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные сумматор, фильтр нижних частот и получатель информации, при этом первый вход сумматора подключен к выходу канала связи, а второй вход сумматора соединен через элемент задержки с его выходом [2].

На передающей стороне известной системы дискретной передачи информации на выходе дискретизатора также формируют последовательность выборок S_п(t - nT_o) первичного сигнала S_п(t) путем его дискретизации с выбранной частотой F_o=1/Т_о опроса. Затем с помощью вычитающего устройства преобразуют последовательности выборок S_д(t) первичного сигнала в последовательность приращений значений S_Δ(t)=∑{S_п(t - nT_o) - S_п [t - (n - 1)T_o]} каждой выборки первичного сигнала путем вычитания из него значения предшествующей выборки первичного сигнала.

Известная система дискретной передачи информации обеспечивает сокращение избыточности передаваемой информации за счет использования разностного представления передаваемых выборок. Однако, при этом значение ε≈σ_n погрешности значений принимаемых разностных выборок в среднем также определяется стандартным отклонением ")_n нормального белого шума n(t). Поэтому недостатком известной системы дискретной передачи информации также является недостаточная точность передачи информации.

Технический результат состоит в повышении точности передачи информации при фиксированных значениях динамического диапазона D_п значений выборок первичного сигнала и стандартного отклонения σ_n нормального белого шума n(t) в канале связи.

Для достижения указанного технического результата в систему дискретной передачи информации, содержащую: на передающей стороне - последовательно соединенные источник информации и дискретизатор, а на приемной стороне - последовательно соединенные фильтр нижних частот и получатель информации, введены: на передающей стороне - последовательно соединенные формирователь второй последовательности преобразованных выборок, формирователь последовательности разностных выборок, усилитель в 2ⁿ раз и первый сумматор, последовательно соединенные формирователь первой последовательности преобразованных выборок, выход которого подключен к второму входу формирователя последовательности разностных выборок, усилитель в (2ⁿ+1) раз и второй сумматор, а также первый формирователь пороговых уровней, а на приемной стороне - последовательно соединенные делитель на 2ⁿ, квантователь значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней и усилитель в (2ⁿ - 1)/2 раз, последовательно соединенные делитель на (2ⁿ+1), квантователь значений выборок на 2ⁿ уровней, третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу усилителя в (2ⁿ - 1)/2 раз, и четвертый сумматор, последовательно соединенные делитель на два и пятый сумматор, а также второй формирователь пороговых уровней, первое и второе устройства сравнения и коммутатор, при этом выход дискретизатора подключен к информационным входам формирователей второй и первой последовательностей преобразованных выборок, пороговые входы которых соединены соответственно с первой и второй группой пороговых выходов первого формирователя пороговых уровней, первый и второй опорные выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами канала связи, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно делителя на 2ⁿ и делителя на (2ⁿ+1), выход квантователя значений выборок на 2ⁿ⁺¹ соединен с первыми входами первого и второго устройств сравнения, вторые входы которых подключены к второму опорному выходу второго формирователя пороговых уровней, первая группа пороговых выходов которого подключена к пороговым входам квантователя значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней, вторая группа его пороговых выходов - к пороговым входам квантователя значений выборок на 2ⁿ уровней, а первый опорный выход - к входу делителя на два и к второму входу четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора, третий информационный вход которого подключен к выходу пятого сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора и с первым информационным входом коммутатора, первый и второй управляющие входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго устройств сравнения, а выход соединен с входом фильтра нижних частот.

Предлагаемая система дискретной передачи информации производит передачу по каналу связи последовательностей преобразованных и разностных выборок с динамическими диапазонами D_п1=D_п2=D_п/(2ⁿ - 1) значений этих выборок, причем перед передачей по каналу связи значения преобразованных и разностных выборок усиливают соответственно в (2ⁿ+1) и 2ⁿ раз. Это позволяет в среднем в соответствующее число раз после соответствующей обработки уменьшить значение ε погрешности значений принятых преобразованных и разностных выборок, что и обеспечивает положительный технический результат - повышение точности передачи информации при фиксированных значениях динамического диапазона D_п значений выборок первичного сигнала и стандартного отклонения σ_n нормального белого шума n(t) в канале связи.

Предлагаемая система дискретной передачи информации может быть реализована с помощью известных функциональных элементов.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемой системы дискретной передачи информации, в табл.1 и табл.2 представлены значения сигналов в сечениях данной схемы соответственно на передающей и приемной сторонах в разные моменты опроса (j=1,…,25) при допустимом значении погрешности ε_макс=1 и шкале значений первичного сигнала U_ш0=(2²ⁿ × ε_макс)=256 для частного случая n=4.

Система дискретной передачи информации (см. фиг.1) на передающей стороне содержит последовательно соединенные источник 1 информации, дискретизатор 2, формирователь 3 второй последовательности преобразованных выборок, формирователь 4 последовательности разностных выборок, усилитель 6 в 2ⁿ раз и первый сумматор 9, последовательно соединенные формирователь 5 первой последовательности преобразованных выборок, усилитель 7 в (2ⁿ+1) раз и второй сумматор 10, а также первый формирователь 8 пороговых уровней. Выход дискретизатора 2 подключен также к информационному входу формирователя 5 первой последовательностей преобразованных выборок, выход которого соединен с вторым входом формирователя 4 последовательности разностных выборок. Пороговые входы формирователя 3 второй последовательности преобразованных выборок и формирователя 5 первой последовательностей преобразованных выборок соединены соответственно с первой и второй группой пороговых выходов первого формирователя 8 пороговых уровней, первый и второй опорные выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров 9 и 10, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами канала 11 связи.

Система дискретной передачи информации (см. фиг.1) на приемной стороне содержит последовательно соединенные делитель 12 на 2ⁿ, квантователь 14 значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней и усилитель 16 в (2ⁿ - 1)/2 раз, последовательно соединенные делитель 13 на (2ⁿ+1), квантователь 15 значений выборок на 2ⁿ уровней, третий сумматор 17, второй вход которого подключен к выходу усилителя 16 в (2ⁿ - 1)/2 раз, и четвертый сумматор 19, последовательно соединенные делитель 21 на два и пятый сумматор 23, а также второй формирователь 18 пороговых уровней, первое и второе устройства 20 и 22 сравнения и коммутатор 24. Вход делителя 12 на 2ⁿ подключен к первому выходу канала 11 связи, выход квантователя 14 значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней соединен с первыми входами первого и второго устройств 20 и 22 сравнения. Вход делителя 13 на (2ⁿ+1) подключен к второму выходу канала 11 связи, выход третьего сумматора 17 соединен с вторым входом пятого сумматора 23 и с первым информационным входом коммутатора 24. Второй информационный вход коммутатора 24 подключен к выходу четвертого сумматора 19, второй вход которого соединен с первым опорным выходом второго формирователя 18 пороговых уровней и с первым входом делителя 21 на два, выход пятого сумматора 23 подключен к третьему информационному входу коммутатора 24. Первая группа пороговых выходов второго формирователя 18 пороговых уровней подключена к пороговым входам квантователя 14 значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней, вторая группа пороговых выходов второго формирователя 18 пороговых уровней - к пороговым входам квантователя 15 значений выборок на 2ⁿ уровней, а второй опорный выход - к вторым входам первого и второго устройств 20 и 22 сравнения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами коммутатора 24, выход которого подключен через ФНЧ 25 к получателю 26 информации.

Предлагаемая система дискретной передачи информации функционирует следующим образом.

На передающей стороне источник 1 информации формирует первичный сигнал S_П(t), шкала U_ш0=(2²ⁿ×ε_макс) значений которого в 2²ⁿ раз превышает максимально допустимое значение (σ_макс=1) погрешности.

Сформированный первичный сигнал подают на вход дискретизатора 2, на выходе которого формируют последовательность выборок S_П(t - jT_o) первичного сигнала S_П(t) путем его дискретизации с выбранной частотой F_o - 1/Т_о опроса. Значения S_П(t - jT_o) первичного сигнала в различные моменты опроса (j=1,…,25) приведены в столбце 2 табл.1.

Затем формируют первую и вторую последовательности преобразованных выборок S_1ПР(t) и S_2ПР(t) путем преобразования последовательности выборок S_П(t-jT_o) первичного сигнала.

Для этого сформированную последовательность выборок S_П(t - jT_o) первичного сигнала с выхода дискретизатора 2 подают на информационные входы формирователя 5 первой последовательности преобразованных выборок и формирователя 3 второй последовательности преобразованных выборок.

С помощью формирователя 5 первой последовательности преобразованных выборок осуществляют преобразование значений выборок S_П(t-jT_o) сформированной последовательности выборок первичного сигнала. Для этого на пороговые входы формирователя 5 первой последовательности преобразованных выборок с второй группы пороговых выходов первого формирователя 8 пороговых уровней подают постоянные сигналы (2ⁿ+1) пороговых уровней, значения U_2i=i(2ⁿ-1)×ε_макс, [i=0,2ⁿ], которых равномерно распределены в пределах шкалы U_ш0 значений первичного сигнала. При этом преобразование значений выборок S_П(t-jT_o) первичного сигнала осуществляют следующим образом: сравнивают значение S_П(t-jT_o) каждой выборки первичного сигнала со значениями U_2i всех (2ⁿ+1) пороговых уровней, определяют значение U_2iмакс(t-jT_o) максимального из превышенных пороговых уровней и преобразуют значение S_П(t-jT_o) каждой выборки первичного сигнала путем вычитания из него значения U_2iмакс(t-jT_o) максимального из превышенных пороговых уровней.

В результате на выходе формирователя 5 первой последовательности преобразованных выборок формируют первую последовательность преобразованных выборок S_1ПР(t-jT_o)=[S_п(t-jT_o)-U_2iмакс(t-jT_o)] (значения S_1ПР(t-jT_o) в различные моменты опроса приведены в столбце 3 табл.1).

С помощью формирователя 3 второй последовательности преобразованных выборок также осуществляют преобразование значений выборок S_П(t-jT_o) сформированной последовательности выборок первичного сигнала. Для этого на пороговые входы формирователя 3 второй последовательности преобразованных выборок с первой группы пороговых выходов первого формирователя 8 пороговых уровней подают постоянные сигналы (2ⁿ-1) пороговых уровней, значения U_1i=i(2ⁿ+1)×ε_макс, [i=0,(2ⁿ-2)], которых равномерно распределены в пределах шкалы U_ш0 значений первичного сигнала. При этом преобразование значений выборок S_П(t-jT_o) первичного сигнала осуществляют следующим образом: сравнивают значение S_П(t-jT_o) каждой выборки первичного сигнала со значениями U_1i всех (2ⁿ-1) пороговых уровней, определяют значение U_1iмакс(t-jT_o) максимального из превышенных пороговых уровней и преобразуют значение S_П(t-jT_o) каждой выборки первичного сигнала путем вычитания из него значения U_1iмакс(t-jT_o) максимального из превышенных пороговых уровней. В результате на выходе формирователя 5 первой последовательности преобразованных выборок формируют вторую последовательность преобразованных выборок S_2ПР(t-jT_o)=[S_П(t-jT_o) - U_1iмакс(t-jT_o)] (значения S_2ПР(t-jT_o) в различные моменты опроса приведены в столбце 4 табл.1). Значения преобразованных выборок S_2ПР(t-jT_o) второй последовательности преобразованных выборок с выхода формирователя 3 второй последовательности преобразованных выборок и значения преобразованных выборок S_1ПР(t-jT_o) первой последовательности преобразованных выборок с выхода формирователя 5 первой последовательности преобразованных выборок подают соответственно на первый и второй входы формирователя 4 последовательности разностных выборок. На выходе формирователя 4 последовательности разностных выборок получают последовательность разностных выборок S_Δ(t-jT_o)=[S_1ПР(t-jT_o) - S_2ПР(t-jT_o)] (столбец 5 табл.1), которую подают на вход усилителя 6 в 2ⁿ раз, с выхода которого последовательность усиленных разностных выборок S_ΔУ(t-jT_o)=2ⁿ S_Δ(t-jT_o) (столбец 7 табл.1) поступает на первый вход первого сумматора 9. На второй вход первого сумматора 9 с первого опорного выхода первого формирователя 8 пороговых уровней подают постоянный сигнал, значение которого в 2ⁿ/2 раз превышает максимально допустимое значение (ε_макс=1) погрешности.

В результате на выходе первого сумматора 9 формируют вторую последовательность суммарных выборок S_2∑(t-jT_o)=[2ⁿS_Δ(t-jT_o)+ε_макс2^n-1] (столбец 8 табл.1), которую подают на первый вход канала 10 связи.

Значения преобразованных выборок S_1ПР(t-jT_o) первой последовательности преобразованных выборок с выхода формирователя 5 первой последовательности преобразованных выборок также подают на вход усилителя 7 в (2ⁿ⁺1) раз, с выхода которого последовательность усиленных преобразованных выборок S_1У(t-jT_o)=[(2ⁿ+1) S_1ПР(t-jT_o)] (столбец 6 табл.1) первой последовательности преобразованных выборок поступает на первый вход второго сумматора 10. На второй вход второго сумматора 10 с второго опорного выхода первого формирователя 8 пороговых уровней подают постоянный сигнал, значение которого в (2ⁿ-1)/2 раз превышает максимально допустимое значение (ε_макс=1) погрешности. В результате на выходе второго сумматора 10 формируют первую последовательность суммарных выборок S_1∑(t-jT_o)=[(2ⁿ+1) S_1ПР(t-jT_o)+∑ _макс(2ⁿ-1)/2] (столбец 9 табл.1), которую подают на второй вход канала 10 связи.

Сформированные на выходах второго и первого сумматоров 10 и 9 первую и вторую последовательности суммарных выборок S_1∑(t-jT_o) и S_2∑(t-jT_o) передают по каналу 10 связи на приемную сторону. В процессе передачи к указанным последовательностям выборок добавляются соответственно нормальные белые шумы (значения n₂(t-jT_o) и n₁(t-jT_o) этих шумов при нулевом математическом ожидании и стандартном отклонении σ_n=3∑_макс в различные моменты опроса приведены соответственно в столбцах 10 и 11 табл.1).

На приемной стороне принимают полученные первую и вторую последовательности искаженных суммарных выборок (значения S_1ε*(t-jT_o)=[S_1∑(t-jT_o)+n₁(t-jT_o)] и S_2∑*(t-jT_o)=[S_2∑(t-jT_o)+n₂(t-jT_o)] искаженных суммарных выборок принятых первой и второй последовательностей выборок в различные моменты опроса приведены соответственно в столбцах 13 и 12 табл.1, а также в столбцах 3 и 2 табл.2), после чего восстанавливают последовательность восстановленных выборок S_ПВ(t-jT_o) первичного сигнала путем преобразования принятых из канала 10 связи первой и второй последовательностей искаженных суммарных выборок S_1∑*(t-jT_o) и S_2∑*(t-jT_o). Для этого выполняют следующие операции.

Принятые первую и вторую последовательности искаженных суммарных выборок S_1∑*(t-jT_o) и S_2∑*(t-jT_o) подают с первого и второго выходов канала 10 связи на входы соответственно делителя 12 на 2ⁿ и делителя 13 на (2ⁿ+1). Первую и вторую последовательности ослабленных искаженных суммарных выборок S_1∑О*(t-jT_o)=S_1∑*(t-jT_o)/2ⁿ (столбец 5 табл.2) и S_2∑О*(t-jT_o)=S_2∑*(t-jT_o)/(2ⁿ+1) (столбец 4 табл.2) подают с выходов делителя 12 на 2ⁿ и делителя 13 на (2ⁿ+1) на информационные входы соответственно квантователя 14 значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней и квантователя 15 значений выборок на 2ⁿ уровней.

С помощью квантователя 14 значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней осуществляют квантование значений S_1∑O*(t-jT_o) выборок первой последовательности ослабленных искаженных суммарных выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней. Для этого на пороговые входы квантователя 14 значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней с соответствующих выходов первой группы пороговых выходов второго формирователя 18 пороговых уровней подают 2ⁿ положительных пороговых уровней, значения U_1i+=i×ε_макс, [i=0,2ⁿ-1] которых равномерно распределены в пределах уменьшенной в 2ⁿ раз шкалы U_ш0 значений первичного сигнала, а также 2ⁿ отрицательных пороговых уровней с отрицательными значениями U_1i-=-i×ε_макс, [i=1,2ⁿ], абсолютные значения которых также равномерно распределены в пределах уменьшенной в 2ⁿ раз шкалы U_ш0 значений первичного сигнала.

При этом значение S_1∑К*(t-jT_o)=S_1ПР*(t-jT_o) каждой квантованной выборки (столбец 6 табл.2) первой последовательности квантованных выборок принимают равным значению U_1i+макс(t-jT_o) или значению U_1i-макс(t-jT_o) максимального из превышенных положительных или отрицательных пороговых уровней.

Квантованные выборки S_1∑К*(t-jT_o) первой последовательности квантованных выборок с выхода квантователя 14 значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней подают на вход усилителя 16 в (2ⁿ-1)/2 раз и на первые входы первого и второго устройств 20 и 22 сравнения.

С помощью квантователя 15 значений выборок на 2ⁿ уровней осуществляют квантование значений S_2∑O*(t^_jT_o) выборок второй последовательности ослабленных искаженных суммарных выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней. Для этого на пороговые входы квантователя 15 значений выборок на 2ⁿ уровней с соответствующих выходов второй группы пороговых выходов второго формирователя 18 пороговых уровней подают 2ⁿ пороговых уровней, значения U_2i=i×ε_макс, [i=0,2ⁿ-1] которых равномерно распределены в пределах уменьшенной в 2ⁿ раз шкалы U_ш0 значений первичного сигнала.

При этом значение S_2∑К*(t-jT_o)=S_Δ*(t-jT_o) каждой квантованной выборки (столбец 7 табл.2) второй последовательности квантованных выборок принимают равным значению U_{2i макс}(t-jT_o) максимального из превышенных пороговых уровней.

Квантованные выборки S_2∑К*(t-jT_o) второй последовательности квантованных выборок с выхода квантователя 15 значений выборок на 2ⁿ уровней подают на первый вход третьего сумматора 17, на второй вход которого с выхода усилителя 16 в (2ⁿ-1)/2 раз поступают усиленные квантованные выборки S_1∑КУ*(t-jT_o)=S_1∑К*(t-jT_o)[(2ⁿ-1)/2] (столбец 8 табл.2) первой последовательности усиленных квантованных выборок.

Суммарные выборки S_∑1(t-jT_o)=S_2∑К*(t-jT_o)+S_1∑К*(t-jT_o)[(2ⁿ-1)/2] (столбец 9 табл.2) первой суммарной последовательности выборок с выхода третьего сумматора 17 подают на первый информационный вход коммутатора 24, на первый вход четвертого сумматора 19 и на второй вход пятого сумматора 23.

На второй вход четвертого сумматора 19 с первого опорного выхода второго формирователя 18 пороговых уровней подают постоянный сигнал, значение которого в (2ⁿ-1)(2ⁿ+1) раз превышает максимально допустимое значение (ε_макс=1) погрешности. В результате на выходе четвертого сумматора 19 формируют суммарные выборки S_∑2(t-jT_o)=S_∑1(t-jT_o)+(2ⁿ-1)(2ⁿ+1) (столбец 10 табл.2) второй суммарной последовательности выборок, которую подают на второй информационный вход коммутатора 24.

Кроме того, постоянный сигнал, значение которого в (2ⁿ-1)(2ⁿ+1) раз превышает максимально допустимое значение (ε_макс=1) погрешности, подают с первого опорного выхода второго формирователя 18 пороговых уровней на вход делителя 21 на два, с выхода которого постоянный сигнал, значение которого в (2ⁿ-1)(2ⁿ+1)/2 раз превышает максимально допустимое значение (ε_макс=1) погрешности, подают на первый вход пятого сумматора 23.

Суммарные выборки S_∑3(t^_jT_o)=S_∑1(t-jT_o)+(2ⁿ-1)(2ⁿ+1)/2 (столбец 11 табл.2) первой суммарной последовательности выборок с выхода третьего сумматора 17 подают на третий информационный вход коммутатора 24.

Сигналы управления коммутатором 24 получают с помощью первого и второго устройств 20 и 22 сравнения, на вторые входы которых с второго опорного выхода второго формирователя 18 пороговых уровней поступает постоянный сигнал с нулевым значением.

Первое устройство 20 сравнения сравнивает значение квантованной выборки S_1∑К*(t-jT_o) первой последовательности квантованных выборок, поступающей с выхода квантователя 14 значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней, с нулевым значением и формирует на своем выходе первый управляющий сигнал S_1У(t-jT_o) (столбец 12 табл.2) с логическим значением S_1У(t-jT_o)=«1», если значение квантованной выборки S_1∑К*(t-jT_o) больше нуля или равно нулю, или с логическим значением S_1У(t-jT_o)=«0», если значение квантованной выборки S_1∑К*(t-jT_o) меньше нуля.

Второе устройство 22 сравнения проверяет четность значения квантованной выборки S_1∑K*(t-jT_o) первой последовательности квантованных выборок, поступающей с выхода квантователя 14 значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней (например, путем нахождения остатка от деления значения квантованной выборки S_1∑K*(t-jT_o) на два), и формирует на своем выходе второй управляющий сигнал S_2У(t-jT_o) (столбец 13 табл.2) с логическим значением S_2У(t-jT_o)=«1», если значение квантованной выборки S_1∑K*(t-jT_o) нечетное (остаток от деления значения квантованной выборки S_1∑K*(t-jT_o) на два не равен нулю), или с логическим значением S_2У(t-jT_o)=«0», если значение квантованной выборки S_1∑K*(t-jT_o) четное (остаток от деления значения квантованной выборки S_1∑K*(t-jT_o) на два равен нулю).

Первый и второй управляющие сигналы S_1У(t-jT_o) и S_2У(t-jT_o) с выходов первого и второго устройств 20 и 22 сравнения подают соответственно на первый и второй управляющие входы коммутатора 24, на выходе которого получают восстановленный первичный сигнал, значения S_ПВ(t - jT_o) (столбец 14 табл.2) которого принимают значения S_∑1(t-jT_o) или S_∑2(t-jT_o) или S_∑3(t-jT_o) одной из трех квантованных выборок по следующему правилу:

Последовательность выборок S_ПВ(t-jT_o) восстановленного первичного сигнала подают с выхода коммутатора 24 на вход фильтра 19 нижних частот с частотой среза, равной половине частоты F_o опроса. С помощью фильтра 19 нижних частот восстанавливают первичный сигнал S_ПВ(t) путем фильтрации последовательности выборок S_ПВ(t-jT_o) восстановленного первичного сигнала. Восстановленный первичный сигнал S_ПВ(t) с выхода фильтра 19 нижних частот подают на вход получателя 20 информации.

Основу изобретения составляет такой выбор типа преобразования выборок первичного сигнала, при котором значение погрешности их восстановления на приемной стороне уменьшается в несколько раз при фиксированных значениях динамического диапазона D_п значений выборок первичного сигнала и стандартного отклонения σ_n нормального белого шума n(t) в канале связи.

Например, в приведенном примере (см. табл.1 и табл.2) реализации заявленного способа дискретной передачи информации при значении динамического диапазона значений выборок первичного сигнала D_п=U_ш0/ε_макс=2²ⁿ=256 (n=4) нормальные белые шумы n₁(t) и n₂(t) в канале связи характеризуются нулевым математическим ожиданием и стандартным отклонением σ_n=3ε_макс.Значения n₁(t-jT_o) и n₂(t-jT_o) этих шумов (см. столбцы 10 и 11 табл.1) в различные моменты времени в несколько раз превышают допустимое значение погрешности ε_макс=1. При этом значения S_ПВ(t-jT_o) восстановленных выборок (столбец 14 табл.2) первичного сигнала на приемной стороне совпадают с соответствующими значениями S_П(t-jT_o) выборок (столбец 2 табл.1) первичного сигнала на выходе дискретизатора на передающей стороне.

Таким образом, достигается технический результат - повышение точности передачи информации при фиксированных значениях динамического диапазона D_п значений выборок первичного сигнала и стандартного отклонения σ_n нормального белого шума n(t) в канале связи.

Литература

1. Кошевой А.А. Телеметрические комплексы летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1975, с. 28, 29, 41, 57-59, 70-72.

2. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб. пособие для вузов/В.А. Борисов, В.В. Калмыков, Я.М. Ковальчук и др.; под. ред. В.В. Калмыкова. - М: Радио и связь, 1990, с. 24-27.

Изобретение относится к телеметрии. Технический результат - повышение точности передачи информации при фиксированных значениях динамического диапазона значений выборок первичного сигнала и стандартного отклонения нормального белого шума в канале связи. Для этого предложена система дискретной передачи информации, которая содержит источник 1 информации, дискретизатор 2, формирователь 3 второй последовательности преобразованных выборок, формирователь 4 последовательности разностных выборок, формирователь 5 первой последовательности преобразованных выборок, усилитель 6 в 2ⁿ раз, усилитель 7 в (2ⁿ+1) раз, первый формирователь 8 пороговых уровней, первый сумматор 9, второй сумматор 10, канал 11 связи, делитель 12 на 2ⁿ, делитель 13 на (2ⁿ+1), квантователь 14 значений выборок на (2ⁿ+1) уровней, усилитель 16 в (2ⁿ-1)/2 раз, квантователь 15 значений выборок на 2ⁿ уровней, третий сумматор 17, усилитель 16 в (2ⁿ-1)/2 раз, четвертый сумматор 19, делитель 21 на два, пятый сумматор 23, второй формирователь 18 пороговых уровней, первое и второе устройства 20 и 22 сравнения, коммутатор 24, фильтр нижних частот 25 и получатель 26 информации. 3 ил., 2 табл.

Система дискретной передачи информации, содержащая на передающей стороне - последовательно соединенные источник информации и дискретизатор, а на приемной стороне - последовательно соединенные фильтр нижних частот и получатель информации, отличающаяся тем, что введены: на передающей стороне - последовательно соединенные формирователь второй последовательности преобразованных выборок, формирователь последовательности разностных выборок, усилитель в 2n раз и первый сумматор, последовательно соединенные формирователь первой последовательности преобразованных выборок, выход которого подключен к второму входу формирователя последовательности разностных выборок, усилитель в (2ⁿ+1) раз и второй сумматор, а также первый формирователь пороговых уровней, а на приемной стороне - последовательно соединенные делитель на 2ⁿ, квантователь значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней и усилитель в (2ⁿ-1)/2 раз, последовательно соединенные делитель на (2ⁿ+1), квантователь значений выборок на 2ⁿ уровней, третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу усилителя в (2ⁿ-1)/2 раз, и четвертый сумматор, последовательно соединенные делитель на два и пятый сумматор, а также второй формирователь пороговых уровней, первое и второе устройства сравнения и коммутатор, при этом выход дискретизатора подключен к информационным входам формирователей второй и первой последовательностей преобразованных выборок, пороговые входы которых соединены соответственно с первой и второй группой пороговых выходов первого формирователя пороговых уровней, первый и второй опорные выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами канала связи, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно делителя на 2ⁿ и делителя на (2ⁿ+1), выход квантователя значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней соединен с первыми входами первого и второго устройств сравнения, вторые входы которых подключены к второму опорному выходу второго формирователя пороговых уровней, первая группа пороговых выходов которого подключена к пороговым входам квантователя значений выборок на 2ⁿ⁺¹ уровней, вторая группа его пороговых выходов - к пороговым входам квантователя значений выборок на 2ⁿ уровней, а первый опорный выход - к входу делителя на два и к второму входу четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора, третий информационный вход которого подключен к выходу пятого сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора и с первым информационным входом коммутатора, первый и второй управляющие входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго устройств сравнения, а выход соединен с входом фильтра нижних частот.