Телемеханическая система Советский патент 1988 года по МПК G08C19/28 

i (Л

Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано при передаче и приеме сигналов тeлevпpaв- ления и телесигнализации. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости телемеханической системы путем повышения вероятности и точности обнаружения синхрослова в канале связи. Телемеханическая система содержит на пункте управления 1 генератор 2 кода, кодер 3 синхрослова, инвертор 4, кодер 5 адреса, кодер 6 информации, мультиплексор 7, канал 8 связи, включающий передатчик 9, линию 10 связи, приемник II , контролируемые пункты 12. 3 ил.

фиг.1

Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано при передаче и приеме сигналов телеуправления и телесигнализации.

Цель изобретения - повышение поме хоустойчивости телемеханической системы путем повышения вероятности и точности обнаружения синхрослова при наличии искажений сигнала в канале связи.

На фиг, изображена структурная электрическая схема телемеханической системы; на фиг.-2 - функциональная электрическая схема контролируемого пункта; на фиг. 3 - временные диаг раммы работы системы.

Телемеханическая система содержит на пункте 1 управления (ПУ) генера- ,тор 2 кода, кодер 3 сиихрослова, инвертор 4, кодер 5 адреса, кодер 6 информации, мультиплексор 7, канал 8 связи, состоятий из передатчика 9 линии 10 СВЯ9И и приемника II, на контролируемых пунктах (КП) 12 - ге- нератор 13, делитель 14 частоты, первый 15 и второй 16 счетчики,, депиф ратор 17, первый 18, второй 19 и третий 20 триггеры, первый 25 и второй

22элементы И-ИЛИ 2t и 22, регистр

23сдвига, пороговый элемент 24, декодер 25 адреса, группу декодеров

26 -26 информации и элемент 27 задержки.

Телемеханическая система работает следующим образом.

При начале передачи команд телеуправления по сигналу Пуск с генератора 2 кода начинают последователь но поступать на адресные А-входы мультиплексора 7 параллельные двоич- ные коды, в соответствии с которыми мультиплексор 7 поочередно подключает к своему выходу сигналы, находяшие- ся на его D-входах данных. По сигналу с управляющего выхода генератора 2 кода включается передатчик 9 каиала 8 связи в момент начала передачи ко- мачд телеуправления. Генератор 2 кода представляет собой пбследовательно соединенные генератор серии из прямо- угольных импульсов и счетчик.

Параллельный 1-разрядный код синхрослова с кодера 3 синхрослова под- клочен к первой группе D-входов данных мультиплексора 7 начиная с второго входа этой группы D-входов. К первому входу этой группы D-входов через инвертор А подключен первый выО

е

ход кодера синхрослова 3. В результате этого вместо, например, 7-разрядного синхрословз 1110010, с кодера 3 синхрослова через мультиплексор 7 в канал 8 связи передается код 01110010. К второй группе D-нходов мкльтиплексора 7 подключен параллельный код с кодера 5 адреса. К третьей группе D-входов мультиплексора 7 подключен параллельный код с выхода кодера информации 6. Параллельный код на выходах кодеров 5 и 6 адреса и информа11ии должен быть сформирован до начала передачи сообщения, например, при помощи имеющихся в них тумблеров и кнопок управления, или при помогай поступивших на них сигналов управления.

Мультиплексор 7 в соответствии с кодом управляющей кодовой комбинации генератора 2 преобразует параллельный код на своих D-входах в последовательный код на своем выходе. Информация и адрес собраны в блоки сообщения (по h символов в каждом). Код адреса может занимать как часть какого- либо блока, так и весь блок. В коды адреса и информации внутри блока сообщения могут быть дополннтельно введены проверочные сшаолы для помехоустойчивого кодирования информации. Они могут быть сформированы как внутри кодеров 5 адреса и 6 информации, так и в мультиплексоре 7 (например, при кодировании повторением) . С вы хода мультиплексора 7 сообщение в виде последовательного двоичного кода поступает на передатчик 9 канала 8 связи. Длительность одного символа кода равна Т. Передатчик 9 преобразует двоичные символы последовательного кода в вид, удобный для передачи по линии 10 связи. На другом конце линии 10 связи приемник II преобразует этот сигнал опять в символы двоичного последовательного кода, поступающие на КП 12. За счет помех и шумов в канале 8 связи символы двоичного кода име ют искажения различного вида (краевые искажения, искажения типа дробления и преобладания). После передачи всего сообщения передатчнк 9 выключается.

Из канала 8 связи сигнал U| в виде последовательного кода поступает на элемент И-ИЛИ 21. На временной диаграмме фиг. 3 показаны поступившие. из канала 8 связи два последних символа синхрослова Ю и два кода сооб U

. Искажения, коточастоты

г-1.

п

тения 101 и 01 1

рым может быть подвержен этот сигнал

на временной диаграмме не показаны.

Перед началом цикла приема сооб- шения триггер 20 находится в единичном состоянии, установленном или в конце предьщушего цикла приема, или по включен«и питания КП, Счетчик 15, триггеры 18 и 19 и счетчик 16 находятся в нулевом состоянии.

Единичное состояние триггера 20 Через элемент 27 задержки разрешает прохождение сообтения U, через элемент И-ИЛИ 21 на D-вход данных регистра 23. Делитель 14 частоты (счетчик) делит частоту f генератора 13 непрерывной последовательности импульсов до получения сигнала U частоты выборок f4, в целое число п раз превышающей частоту слодования символов синхрослова. Чем больше п, тем большую точность синхронизации можно получить в КП 12, но тем сложнее схема регистра 23 сдвига и порогового логического элемента 24. Практически п 3-5. Период следования импульсов и на выходе делителя 14

Эти импульсы Uj через верхний элемент И-ИЛИ 22 поступают на С-синхровход последовательной записи регистра 23. По отрицательному фронту этих импульсов и, в регистр 23 сдвига последовательно записываются двоичные числа, соответствующие сигналу и на D-входе данных регистра 23 сдвига. Пороговый элемент 24 одновременно анализирует состояние первых п1 разрядов регистра 23 сдвига с целью обнаружения .синхрослова. Обшее число разрядов в регистре 23 сдвига должно быть не менее п1 и не менее количества символов h в блоке сообщения. Например, при п1 « 35 и h 32 обтее число символов в регистре 23 сдвига должно быть равно 35. Каждая из 1 символов синхрослова занимает п разрядов регистра 23 сдвига. Если при отсутствии искажений в канале 8 связи сигнал выборки символа синхрослова в соответствующих разрядах регистра 23 сдвига должен быть единичным, то сигнал на пороговом элементе 24 подается с соответствующих прямых выходов регистра 23 сдвига, а если нулевым - то с соответствующих инверсных выходов регистра 23 сдвига

При точной записи в регистр 23 сдвига символов синхропопа на входе порогового элемента 24 должно присутствовать п1 единиц. Из-за наличия помех в канале 8 связи число единиц на входах порогового элемента 24 превышает его пороговое значение m nl, на его выходе 24 появляется единичный сигнал U, устанавливающий триггер 20 в нулевое состояние Ug. Фактически при этом производятся операции определения 51искретной вза- имиокорреляционной функции двух кодов - эталонного и принятого.

Выбор порогового значения m производится на основе анализа дискретной автокорреляционной функции выборок синхрослова таким образом, чтобы

Q дискретная автокорреляционная функция превышала пороговое значение m в верхней, самой узкой части пика этой функции. Это позволяет достичь высокой точности синхронизации при

5 малой вероятности пропуска синхрослова. Например, при числе выборок на один символ синхрослова п 5 и числа символов синхрослова 1 7 и при использовании в качестве синхрослова 7 символьного кода Баркера пороговое значение следует выбирать равным m 32, так как вершина пика дискретной автокорреляционной функции соответствует числу единиц на выходах регистра 23 сдвига и на входах порогового элемента 24, равному 35, а предыдущая площадка на пике дискретной автокорреляционной функции, соответствукнпая сдвигу синхрослова относительно его самого на период t между двумя выборками, соответствует числу единиц на входе порогового элемента 24, равному 31. Выбор порогового значения приведен к понижению точности определения временных границ синхрос;|ова на время с . Нулевой сигнал U с вы- хода триггера 20 через элемент 27 задержки (напряжение U) снимает обнуление со счетчика I5 по его R-входу. Счетчик 15 начинает считать импульсы с генератора 13 непрерывной последовательности импульсов, поступающие на его С-вход.

Элемент 27 задержки необходим для t

0

5

0

Ъ

0

5

смещения на время времени начала

приема информационных блоков сообщения, начинающегося с момента ококчання обнуления счетчика 15, относительно наиболее вероятного времени срабатьшания порогового элемента 24. При отсутствии элемента 27 задержки ошибка в определении времени начала информационных импульсов была бы односторонней, изменяющейся от О до

f

Г, со средним значением г. При введении этого элемента задержки ошибка во времени является двухсторонней,

t L

от - - до -, со средним нулевым значением. I

Единичные импульсы Ug, появлякндиеся на первом выходе дешифратора 17, подключенного к выходам счетчика 15, соответствуюпше началу каждого символа принимаемой информации (нулевому состоянию счетчика 15), устанавливают в нулевое состояние счетчик 16 и триггер 18. После окончания этих импульсов Ug счетчик I6 начинает подсчет импульсов, поступающих на его счетный С-вход от генератора 13 непрерывной последовательности импульсов, во время присутствия на его DE-входе разрешения счета единичного напряжения U за время дительиости Т одного символа информации. Счетчик 16 измеряет длительност единичных сигналов U, за время приема Т - одного символа информационной части сообщения. Когда длительность единичных импульсов U превысит половину временн приема Т одного символа информационной части сообщения, сигнал с выхода сч тчика 16 перебрасывает триггер 17 в единичиое состояние Uq, которое через элемент И-ИЛИ 21 поступает на D-вход данных регистра 23 сдвига. Запись значения .сигнала U на D-входе регистра 23 сдвига производится по фронту сигнала и на втором выходе дешифратора 17, поступивашего через элемент И-ИЛИ 22 на С-вход регистра 23 сдв.и- га (напряжение Uj), Запись производится несколько раньше, чем наступает, обнуление счетчика 16 и триггера 18, сигналом Uj с первого выхода дешифратора 17 в самом конце интервала приема символа сообщения. Например, при длительности одного снмвола Т - 20 мс запись может производиться на 19,9 мс интервала Т приема одного символа.

Записанная в регистр 23 адресная часть информационного блока сообщения декодируется декодером 25 адреса в момент окончания первого блока сообщения по сигналу и( с третьего выхода дешифратора 17. Импульсы Ug совпадают по временному положению с импульсами и,,. В случае совпадения кода принятого адреса с кодом, на который рассчитан декодер 25 адреса КП, на выходе декодера 25 адреса появляется единичный импульс , перебрасывающий триггер 19 в единичное состояние U,j. Единичное состояние Ц триггера 19 разрешает дешифрацию декодером 26 информатщи, по сигналам ,и,д.г с последующих четвертых выходов дешифратора 17. Импульсы Ug также совпадают по временному поло

жению с импульсами U. и соответству

ют окончанию приема последукзших блоков сообщения. Декодеры 25 адреса КП и 26 информации могут также осушест- влять обнаружение ошибок в принятом сообщении, если в ПУ 1 информация была закодирована помехоустойчивым кодом.

После окончания приема всех информационных блоков сообщения сигнал

и с пятого выхода дешифратора 17 устанавливает триггер 19 в нулевое состояние и,, а триггер 20 - в единичное состояние Ug. Через элемент 27 задержки напряжением I), устанавливается в исходное, нулевое, состояние счетчик 15, запрещается через нижние и разрешается через верхние элe.eнты И элементов И-ИЛИ 21 и 22 прохождение сигналов. Контролируемый пункт 12 подготавливается к приему следующего синхрослова.

Формула изобретения

Телемеханическая система, содержащая на пункте управления кодеры синхрослова и информации, выход пункта управления подключен к первому входу канала связи, выход которого соединен с входами контролируемых пунктов, каждый из которых включает генератор, первый и второй счетчики и регистр сдвига, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в нее на пункте управления введены генератор хода, кодер адреса., инвертор н мультиплексор, первый выход генератора кода пункта управления

1Щ. щ. яв, f 1 t 111 j т г л щ f щ f щ л 5 §°:: § ::S5:. .|}