Устройство для передачи информации Советский патент 1988 года по МПК G08C19/28 

(21.)4123941/24-24

(22)23.06.86

(46)23.04.88. Бюл. № 15

(72)С.С.Кукушкин

(53)621.398(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР

№ 777843, кл. Н 04 L 5/22, 1978.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

(57) Изобретение относится к телеметрии и связи и позволяет повысить достоверность.передаваемой информации за счет схемы кодирования, используя переход от двоичного вещественного модуляционного алфавита {0,l к троичному комплексному модуляционному альфавиту (S, S, ,8, и Т„, Т,, Т , где S; и Т- - символы амплитудно-импульсной (АИМ) и широтно-импульсной (ШИМ) модуляций. Схема кодирования получена из двух предпосылок: технической реализации блока формирования сигналов кодовых комбинаций, позволяющей, перейти от двоичного кодирования к кодированию символами TQ , Т, , T,j, , и выводов теоремы Маркова, говорящих о том, какими логическими связями должны быть связаны символы {(), Ij двоичного

90626

кода с вновь вводимыми символами TO, Т(, Т . Устройство содержит блок 1 уплотнения каналов, передающий блок 2, блок 3 синхронизации, в М информационных каналах 4 - Ац преобразователи 5 - 5, ЫИМ - АИМ, буферные накопители 6( - 6,, блоки 7 f формирования импульсов кодовых комбинаций и датчики 8 - SN.. Блоки 7( - 7| содержат триггеры 9, 10, 11, 12, 27, элементы 13, 14, 15 задержки, формирователи 16, 17, 18, 19 ИлМпульсов, элементы ИЛИ 25, дифференцирующий элемент 26. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относится к телеметрии и технике связи и предназначено для уменьшения вероятности ошибочного приема данных без введения струк- турной избыточности в передаваемый сигнал.

Цель изобретения повышение достоверности информации.

На фиг.1 приведена структурная блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит (фиг.1) блок 1 уплотнения каналов, передающий блок 2, блок 3 синхронизации и в N информационных каналах 4 - 4 преобразователи 5, - 5 ШИМ-АИ1«1, буферные накопители 6, - 6, блоки 7, - 7|g формирования импульсов кодовых комби наций и датчики 8 , - 8ц цифровой информации. Блоки 7, - 7м формирования импульсов кодовых комбинаций содержа триггеры 9-12, элементы 13-15 задержки, формирователи 16-19 импульсов, выполненные на дифференцирующих элементах 20 и пороговых элементах 21 и 22; элементы И 23 и 24, элемент ИЛИ 25, дифферен11;ирующий элемент 26, триггер 27.

Задача кодирования в предлагаемом устройстве сводится: к замене последовательности символов а j , а } ,... i,a,, некоторое конечное множество которых

образует слова А; а.

1

последовательностью .символов нового алфавита S , S , 5, учитывающего например,логическую взаимосвязь предшествующего и последующего символов а j , ,) и а;,5 , ,,, ,.,2 ко- , торую в терминах дискретной математики можно выразить следующим образом:

aioU а. а,., U а,-, (00,11); а,, и а-„ а;„ и а а;, S, (10,001);

а,Ч и а,„ и.,;, S,

(101).

(1)

Это значит, что в новом алфавитном кодировании символ S сооветству- ет кодовым комбинациям 00 и 11 в двоичном представлении, символ S, - кодовым комбинациям 10 и 001, а символ S - кодовой комбинации 101.

Приведенное логическое описание является следствием теоремы Маркова, на основе которой можно сделать вывод: обладает ли введенное алфавитное кодирование свойством взаимной, однозначности или нет Схема кодирования (1) получена, исходя из двух предпосылок: технической реализации (фиг.2), позволяющей перейти от двоичного кодирования к кодированию символами So, S, Sj, и выводов теоремы Маркова, говорящих о том. какими логическими связями должны быть связаны символы двоичного кода с вновь вводимыми символами 3, S, S для

Принятая последовательность

Восстанов- 1010

ленное

сообщение

Повторяющиеся символы кодовых (фиг.2) комбинаций обведены с целью .более наглядного отображения принципов восстановления цифровой комбинации при декодировании. Совпадение повторяющихся символов при приеме свидетельствует об исключении однократных ощибок в восстановленных сообщениях. Таким образом, передаваемая последовательность оказывается связанной посредством повторения последних символов каждой кодовой комбинации в единую последовательность сигналов, разрыв которой при ошибоч1 О О

111100101

ном приеме одного из сигналов 1 Sjj, S, , Sj может быть легко уста- . новлен. Вследствие этого становится .возможным при том же числе информационных сигналов, что и у известного кода, обнаружение ошибочно принятых

одиночных сигналов. Г

50

55

Устройство работает следующим образом.

Датчик 8 цифровой информации выра- .батывает последовательность двоичных чисел.В блоке 7 формирования сигналов кодовых комбинаций формируется

модулированный по д.нительности сигнал, у которог о изменение полярности при переходе символа 1 производится в середине тактового интервала, при переходе символа О, за .которым также следует О, полярность меняется в конце тактового интервала, а при переходе с О, за которым следует 1, полярность сигнала не изменяется.

Один из возможных вариантов технической реализации формирования кодо-: вых комбинаций по сформулированному |прави.пу представлен на фиг,1 и по|ясняется временными диаграммами, при- Сформированными импульсами устанавведенными на фиг.2, Преобразователь 5 НИМ в АИМ преобразует кодовые комбинации, представленные на выходе блока 7 формирования сигналов кодовых комбинаций в виде дискретных интервалов длительностью 2Тд, 3/2То и J, S, и So трех20

Т

в сигналы S

ливается триггер 9 в состояние с высоким потенциалом на выходе, а импульсами, представляющими собой результат дифференцирования в элеме те 20 и ограничения снизу пороговым элементом 22 сигналов синхронизации (фиг.2б), триггер возвращается в ис ходное состояние. Последовательност импульсов (фиг.2г), формируе1чых триггером 9, дифференцируется элеме том 20 и ограничивается снизу пороговым элементом 21 (фиг.2д)..Сформированные импульсы расширяются три гером 12 (фиг.2е),

позиционной АИМ.

В отличие от известного кода кодовые комбинации в предлагаемом уст- |ройстве отличаются большей равномерностью. Здесь нет сигналов, содержа- iJi.Hx информацию об одном символе. Однако сигналы SQ, S,, сформиро- :Ванные на выходе преобразователя 5 ЩИМ в АИМ (фиг.2), сохраняют ту же :нерегулярность следования, что и ;у известного кода, вследствие чего затруднен последующий процесс уплотнения каналов. С целью устранения нерегулярности следования сигналы кодовых комбинаций So , S, , S запо-- Иинаются в буферном накопителе 6. |Цля установления периодичности по- ступления сигналов сформированных, кодовых комбинаций в блок 1 уплотнения каналов их считывание из буферного накопителя 6 производится синхронизирующей последовательностью (фиг.2), вырабатываемой блоком 3 синхронизации. При этом для уменьшения ошибок, вносимых блоком 1 уплотнения каналов в передаваемые сообщения вследствие переходных искажений, импульсы кодовых комбинаций S, S,, S расширяются на период следования считывающей последовательности сиг- налов синхронизации (фиг.2). Сформированные сигналы кодовых комбинаций различных каналов подвергаются временному или частотному уплотнению в блоке 1 уплотнения каналов. Передающий блок 2 осуществляет пере

дачу уплотненного rpynnoBOj o сигнала по радиоканалу или линии связи.

Блок 7 формирования сигналов кодовых комбинаций (фиг.1) работает следующим образом. Сигналы от датчика 8 цифровой информации, засин- хронизированные синхронизирующей последовательностью (фиг.2б) и представляющие собой последовательность импульсов, совпадающих с моментами передачи двоичного символа 1 (фиг.2в), подвергаются дифференцированию и ограничению снизу в формирователе 16.

0

5

0

5

0

5

0

5

ливается триггер 9 в состояние с высоким потенциалом на выходе, а импульсами, представляющими собой результат дифференцирования в элементе 20 и ограничения снизу пороговым элементом 22 сигналов синхронизации (фиг.2б), триггер возвращается в исходное состояние. Последовательность импульсов (фиг.2г), формируе1чых триггером 9, дифференцируется элементом 20 и ограничивается снизу пороговым элементом 21 (фиг.2д)..Сформированные импульсы расширяются триггером 12 (фиг.2е),

Одновременно путем дифференцирования ш {пульсов синхронизации . (фиг.2б). элементом 20 и ограничения сверху в пороговом элементе 21 формируются импульсы, устанавливающие триггер 27 в соответствующие состояния (фиг.2ж). Сформированная тригге- - ром 27 последовательность импульсов (фиг.2ж) поступает на третий вход второго элемента И 24,Элемент И 24 открывается для прохождения импульсной последовательности (фиг,2ж) толь- ко на время совпадающих низких потенциалов на выходах триггеров 11 и 9 (фиг.2к). Эотемент ИЛИ 25 объединяет импульсные последовательности на фиг.2к и е в последовательность на фиг.2л. При этом объединенная импульсная последовательность находится в полном соответствии с принятым правилом кодирования (1) цифровой информация. Результаты дифференцирования элементом 26 (фиг.2м,) объединенной импульсной последовательности (фиг.2л) представляют собой интервалы 2Т,, 3/2Т„

соответствующих

кодовых комбинаций Sj (101),S, (10, 001), So (00, 11) и являются выходным

сигналом блока.

71390626

Предлагаемое устройство отличается от известных возможностью обнаружения одиночных ошибок без введения структурной избыточности в передаваемый сигнал. Устройство обеспечи- ,вает при той же пропускной способности канала связи в 1,66 раза большую избыточность декодируемого кода (F

1,66 Fg) ПО сравнению с передачей |Q тех же сообщений последовательностью двоичных сигналов, формируемых без учета правил логического кодирования.

Формула изобретения

8

Q

5

0

о 5

5

0

ния каналов, синхронизирующий вход которого подключен к выходу блока синхронизации.

2. Устройство rfo п.1, отличающееся тем, что блок формирования сигналов кодовых комбинаций содержит формирователи импульсов, триггеры, элементы задержки, элементы И, элемент ИЛИ и дифференцирующий элемент, выход которого является выходом блока, выход первого элемента И соединен через первый формирователь импульсов с S-входом первого триггера, первый выход второго формирователя импульсов соединен непосредственно с R-входом первого триггера, S-входом второго триггера и через первый элемент задержки с R-входом второго триггера, выход которого соединен с первь1м входом первого элемента И, второй выход второго формирователя импульсов соединен непосредственно с R-входом и через второй элемент задержки с S-входом третьего триггера, выход которого соединен непосредстйенно с первым входом второго элемента И-и через третий формирователь импульсов с R-входом четвертого триггера, выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И с входом четвертого формирователя импульсов, выход которого соединен непосредственно с 8-входами третьего и четвертого триггеров и через Элемент задержки с R-входом четвертого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход третьего триггера соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого соединей с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом дифференцирующего элемента.