Устройство для сокращения избыточности дискретной информации Советский патент 1990 года по МПК G08C15/06 

ел

СО СО

эо

Изобретение относится к телеметрии и может найти применение в различных системах и устройствах, где осуществляется фильтрация импульсных помех и сжатие данных.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности за счет сопровождения информации признаками степени достоверности.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 и 3 соответственно алгоритм работы блока сравнения и формирователя поля допуска.

Устройство содержит регистр 1 п-го отсчета, регистр 2 (п-1)-го отсчета, второй ключ 3, блок А сравнения, счетчик 5, задатчик 6 апертуры, сумматор 7, задатчик 8 точности аппрок симации, триггер 9, формирователь 10 поля допуска, регистр 11 исправленного значения поля допуска, регистр 12 существенных отсчетов, первый ключ 13.

В устройстве реализуется при фильтрации импульсных помех метод от- браковки по первым разностям. В соответствии с этим методом для каждого значения у0 параметра, принятого за достоверное, вычисляются значения со- седних разностей по формулам:

- У05 - У,;

Л,У, - У,.

Измерение у считается достоверным, если все i соседних разностей имеют величину, меньшую порога исключения сбоев, т.е.

(А,, Д4,..., 4,) Ј.

Это утверждение основано на том, что при нормальном законе распределения погрешностей и малой динамичности параметра соседние достоверные его значения с малой вероятностью отличаются друг от друга на величину, большую Ј.

Зависимость вероятности ложного измерения типа достовернэго при обра- ботке сплошного шума в зависимости от числа конечных разностей п уменьшается таким образом, что уже при вероятность формирования ложного измерения типа достоверного оказывается равной 0,5%.

Устройство объединяет реализацию алгоритма отбраковки по первым разностям и ступенчатого экстраполирования. Данное объединение позволяет, не усложняя устройства, сделать его более применимым, чем устройство, реализующее только алгоритм отбраковки по первым разностям. Кроме того, информация с выхода устройства может выдаваться с признаком степени достоверности (их пять) - это вероятность Принятия ложного решения типа достоверного. Экстраполирование позволяет (избежать потерь информации, которые имеют место при реализации алгоритма отбраковки по первым разностям. С помощью экстраполирования получают значения, которые используются вместо ложных измерений.

В блоке Ц сравнения за период между двумя очередными измерениями, поступающими на вход устройства, осуществляется сравнение содержимого регистров 1 и 2 на предмет выполнения неравенства

хЈ. (1),

а затем сравнение регистров 1 и Т2 на предмет выполнения неравенства

x.,Ј+S (2), где х - величина, характеризующая

отклонение значения (п-1)-го измерения от значения п-го измерения; г - допустимая апертура сравнения

двух измерений;

хп - величина, характеризующая от- клонение значения измерения, содержащегося в регистре 1, от значения измерения, содержащегося в регистре 12; Ј- величина, задающая точность

аппррксимации;

S -исправленное значение поля допуска коридора сравнения; В формирователе 10 поля допуска на основе анализа содержимого регистров 1, 11, 12 и задатчика 8, постоянно подаваемого на его вход, происходит вычисление следующих величин: (с+Ј, если d+S c+Ј, (3) d+S если d+S с+Е, с-Ј, если d-S f c-Јf CO d-S, если ,

- 2±

2

-,

(5) (6)

515

где а - верхняя граница поля допуска

(коридора сравнения); Ь - нижняя граница поля допуска; с - величина измерения, содержащаяся в регистре 1; d - величина измерения, содержащаяся в регистре 12;

d - вычисленное исправленное значение измерения; S - вычисленное исправленное значение поля допуска.

Устройство работает следующим образом.

На входы устройства поступает синх ронизирующий импульс и текущее измерение, которое записывается в регистр 1 Триггер 9 управления устанавливается этим синхроимпульсом в исходное состояние, при котором задатчик 6 допус- тимой апертуры открыт, а сумматор 7 закрыт.

В блоке k сравнения происходит сравнение содержимого регистров 1 и 2 на предмет выполнения неравенст- ва (1). При выполнении неравенства (1) вновь пришедшее значение принимается за достоверное и осуществляются следующие операции: содержимое регистра 1 переписывается в регистр 2 и восстанавливается вновь в первом; на первом выходе блока k сравнения появляется сигнал, который подается на второй вход триггера 9 управления и на счетчик 5.

Содержимое счетчика N увеличивается на единицу в случае, если , и остается без изменения, если .

Триггер 9 под воздействием поступившего сигнала закрывает задатчик 6 апертуры и подключает сумматор 7, на который постоянно поданы значения Ј и S, к блоку k сравнения, где происходит сравнение содержимого регистров 1 и 12 на предмет выполнения неравен- ства (2).

При невыполнении неравенства (2) измерение, находящееся в регистре 1, принимается за избыточное, на втором выходе блока Ц сравнения появляется сигнал, который подается на второй вход формирователя 10 и включает его в работу.

На пятый, четвертый, третий и первый входы формирователя ТО подано со- ответственно содержимое регистров 1, 12, задатчика 8 и регистра 11. Формирователь 10, анализируя эти величины, вычисляет исправленное значение изме

Q

5 0

5 0

0

0

5

рения и величину поля допуска для этого измерения и записывает их соответственно в регистр 12 существенных отсчетов и регистр 11 исправленного поля допуска сравнения. Ключ 13 закрыт, и на выходе устройства измерение не появляется.

При выполнении неравенства (2) измерение, находящееся в регистре 1, принимается а существенное, на третьем выходе блока k сравнения появляется сигнал, который подается на третий вход регистра 1, на вход задатчика 8 точности аппроксимации и первый вход ключа 13.

Под действием этого сигнала изме-. рение, находящееся в регистре 1, а также содержимое счетчика 5 подается на выход устройства, содержимое регистра 1 записывается в регистр 12 в качестве существенного для следующего цикла работы, величина Ј из задатчика 8 точности аппроксимации записывается в оегистр 11 исправленного значения поля допуска для установки исходного поля допуска,

С приходом следующего измерения, которое записывается в регистр 1, под действием синхроимпульса триггер 9 управления и блок Ц сравнения устанавливаются в исходное состояние,и весь цикл работы повторяется.

При невыполнении неравенства (1) вновь пришедшее измерение принимается за импульсную помеху (сигнал в этом случае появляется на четвертом выходе блока сравнения) и осуществляется следующая последовательность операций: из содержимого счетиика 5 вычитается единица в случае, если его состояние не равно 0, тем самым понижается признак степени достоверности; ключ 3 закрывается и перезапись содержимого регистра 1 в регистр 2 не осуществляется.

На вход блока k сравнения в следующем такте из регистра 2 поступает прежнее значение. Тем самым реализуется принцип ступенчатой экстраполяции. Ключ 13 закрыт, и на выходе устройства сигналов нет.

Если состояние счетчика 5 равно нулю, то устройство приходит в исходное состояние, когда в регистрах 1 и 2 содержатся нули.

С приходом следующего измерения, которое записывается в регистр 1, весь цикл работы повторяется.

В дальнейшем работа устройства аналогична изложенному выше. Положительный эффект изобретения состоит в том, что повышается помехоустойчи- вость устройства, вследствие чего становится возможным прием информации без потерь даже при наличии в составе измерений двух и более подряд следующих сбоев. Это обеспечивается за счет прогноза значения параметра, искаженного импульсной помехой, и сопровождения этого измерения признаком степени достоверности, который учитывается при дальнейшей обработке ин-

формации, i

Экономический эффект от внедрения устройства состоит в повышении пропускной способности системы приема информации в целом, что позволяет принимать большие объемы информации за единицу времени в условиях импульсных помех.

Формула изобретения

Устройство для сокращения избыточности дискретной информации, содержащее регистр п--го отсчета, первый вход которого является информационным входом устройства, второй вход объединен с первым входом триггера и является синхронизирующим входом устройства, а первый выход соединен с первым вхо- дом блока сравнения, второй, вход которого подключен к выходу регистра (п-1)го отсчета, первый выход бпока сравнения соединен с вторым входом триггера, первый выход которого через задатчик апертуры соединен с третьим входом блока сравнения, к четвертому входу которого подключен выход сумматора, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым выходом триггера, первым выходом регистра исправленного значения поля допуска и первым выходом задат- чика точности аппроксимации, второй I выход последнего соединен с первым входом регистра исправленного значения поля допуска, второй вход и второй выход которого соединены соответственно с первым входом и первым вы ходом формирователя поля допуска, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока сравнения, третьим выходом задатчика точности аппроксимации и с выходом регистра существенных отсчетов, первый вход последнего соединен с вторым выходом формирователя поля допуска, третий выход блока сравнения соединен с входом задатчика точности аппроксимации и первым входом первого ключа, выход которого является информационным выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и достоверности за счет сопровождения информации признаками степени достоверности, в него введены счетчик и второй ключ, первый выход регистра n-го отсчета соединен с первым входом второго ключа, выход которого соединен с входом регистра (п-1)-го отсчета, первый выход блока сравнения соединен с первым входом счетчика, третий выход - с третьим входом регистра n-го отсчета, четвертый выход - с вторыми входами счетчика и второго ключа, первый выход регистра n-го отсчета соединен с пятым входом формирователя поля допуска, выход регистра существенных отсчетов соединен с пятым входом блока сравнения, второй выход регистра n-го отсчета соединен с вторыми входами регистра существенных отсчетов и первого ключа, к третьему входу последнего подключен выход счетчика.

Сели то сигнал на выходе 2 ХИ

LJEZ1

ГТГ

гнал на выходе 2

LJEZ1

х(

X,

Изобретение относится к телеметрии и может найти применение в различных системах и устройствах, где осуществляется фильтрация импульсных помех и сжатие данных. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и достоверности за счет сопровождения информации признаками степени достоверности. Устройство содержит регистр 1 N-го отсчета, регистр 2 (N-1)-го отсчета, второй ключ 3, блок сравнения 4, счетчик 5, задатчик апертуры 6, сумматор 7, задатчик 8 точности аппроксимации 8, триггер 9, формирователь 10 поля допуска, регистр 11 направленного значения поля допуска, регистр 12 существенных отсчетов, первый ключ 13. Устройство позволяет объединить алгоритм отбраковки по первым разностям и ступенчатый экстраполятор и сопровождать принимаемую информацию признаками степени достоверности, что повышает помехоустойчивость устройства. 3 ил.

Јa«f /, , сигнал на выходе 1

X

/маг X, , /П9 CtfBve/ на ВыюЭг 3 fat

d t

tf

tf-l

i-t

ЕШШ ,.-л

Т7wOKZZZ/Z

% M

Ј. c-«