Устройство для формирования сигнала дифференциальной импульсно-кодовой модуляции Советский патент 1990 года по МПК H03M3/04 

ся

с

315

Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи информации, работающих с сигналами в формате дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (ДИКМ).

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости формируемого сигнала.

На чертеже изображена функциональ ная схема устройства.

Устройство содержит вычитатель 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, сумматор 3, первый и второй буферные регистры 4 и 5, прямой пре- образователь 6 кодов, обратный преобразователь 7 кодов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, генератор ,9 импульсов, первый - третий элемен- |ты 10-12 задержки, вход 13 и выход 14 устройства. Преобразователи 6 и

7кодов могут быть выполнены на ПЗУ.

Устройство работает следующим образом.

На вход 13 поступает аналоговый сигнал. X в реальном масштабе времени

8вычитателе 1 происходит вычитание из сигнала X его предсказанной оценки X, поступающей также в реальном масштабе времени. Ошибка пред- сказания дискретизируется с частотой

1/Т поступления импульсов с генератора 9, квантуется и кодируется в каждой точке отсчета с помощью АЦП 2 в параллельные кодовые комбинации

v

э

vbi

V

1

где

1 - .

индексы 1,2,3,...,i-1,i,... - дис кретный масштаб времени, в котором единицей измерения является величина Т.

Преобразователь 6 совместно с регистром 5 работают в режиме простейшего конечного автомата Мура, вырабатывая на выходах 14 устройства своего рода модель простой цепи Мар

w.

w,

w.

W

1

Ч w э 1-1 рекуррентному алгоритму

Обеспечение равномерности одном ного распределения вероятностей ве

w.

а

W;

W;

. основано на

w.L ,(v -,w , , ), где двухаргументная

.функция LjС О выбирается заранее слу-50 личин в последовательности w „ w,, чайным образом из множества возможных. Границы определения множества функций Lj(O ограничиваются единственным условием - условием однозначной декодируемости, а именно справед- 55 ливостью равенств

w LjlL j1 ., ), Wj.Jw,.,}

i-1 i

том, что согласно теории марковски цепей двумерный закон распределени вероятностей в пределе повторяет в экспоненты, характерной для вида одномерного распределения вероятно тей величин в исходной последовател

ности V.

V,

Ч va v з v} Следовательно, для того, чтобы при

ТИ V

или

Q

5

v, Lj4 L /tL j1 (w,,w ;., ), w,..Jw,.,J.

В цепи обратной связи устройства преобразователь 7 совместно с регистром 5 реализуют обратное восстановление из последовательности w1f w, w3, .., последовательнос- v , . v .

w

{- wi v.. v,

1 vi V3 v i- 1 v i

согласно рекуррентному выражению v, Lj1(w,-, w,-.,), элементы которого представляются в параллельных кодах. Далее в сумматоре 3-происходит арифметическое сложение ошибок предсказания с прогнозируемыми величинами отсчетов, поступающих из регистра 4, т.е. по рекуррентной формуле Y 0 Y ,, + v;. С помощью ЦАП 8 последо

вательность прогнозируемых i i У.- i;

отсчетов

I г, м J;-i l i преобразуется в непрерывный эквивалент X, являющийся предсказанной оценкой исходного аналогового X.

Таким образом, в цепи обратной связи формируется аппроксимация входного сигнала, задержанного на один период Т дискретизации. Именно согласно цепи обратной связи данного устройства должно быть организовано декодирование сигнала ДИКМ на приемной стороне системы связи. Если в канале связи не происходят ошибки, то сигнал X на выходе такого декодера системы оказывается идентичным сигналу X на выходе цепи обратной связи данного устройства. Отсюда,

rs

чем точнее сигнал X в цепи обратной связи повторяет входной сигнал X устройства, тем точнее сигнал на выходе декодера повторяет входной сигнал X. В случае одиночной ошибки в канале связи ожидается искажение сигнала X, обусловленное неправильным восстановлением двух соседних отсчетов, например и Y; .

Обеспечение равномерности одномерного распределения вероятностей веw.

а

W;

W;

. основано на

личин в последовательности w „ w,,

i-1 i

том, что согласно теории марковских цепей двумерный закон распределения вероятностей в пределе повторяет вид экспоненты, характерной для вида одномерного распределения вероятностей величин в исходной последовательности V.

V,

Ч va v з v} Следовательно, для того, чтобы приб515

лизить к равномерному вид двумерного распределения вероятностей величин в преобразованной последовательности достаточно последовательность w,,

wi ws w i-1 s w; вторично подвергнуть рандомизации, но употребив при этом другую функцию Lc(-) из заданного их множества, и т.д.

Приме р.При начальном состоянии регистра 5 последовательность двухразрядных ошибок предсказания имеет вид:

76

при реализации функции Lj(O - соответственно значения vt,- и ы(, , а при реализации функции j.; ( О - соответственно значения w. и w.,, , следующее: в строке 00 по столбцам 00, 01,

10,11 соответственно значения 10, 00, 11, 01, в строке 01 - значения

11,01, 10, 00, в строке 10 - значе- ния 00, 10, 01, 11 и в строке 11 значения 01, 11, 00, 10 (в данном частном случае одинаково для обоих преобразователей 6 и 7).

Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике, используется в системах передачи информации и позволяет повысить помехоустойчивость формируемого сигнала. Устройство содержит вычитатель 1, аналого-цифровой преобразователь 2, сумматор 3, буферный регистр 4 и цифроаналоговый преобразователь 8. Благодаря введению буферного регистра 5, прямого и обратного преобразователя 6, 7 кодов, генератора 9 импульсов и элемент 10 - 12 задержки в устройстве осуществляется рандомизация выходного сигнала. 1 ил.

00, , , , .00,

а содержание матриц, в роли адресов строк и столбцов которых выступают

w)Li(vf,w()Lj(00,00) 10} v (va,w,)Lj(00,10)11, v (v3,(00,11)01, v wt-Lj(v4,wJ)Lj(00,01)00, v4

(,и4)1(00,00) 10, v

Это наглядно демонстрирует эффект рандомизации последовательности цифровых сигналов на глубину одномерной плотности вероятностей величин в этой последовательности, представляющей выходной сигнал ДИКМ данного устройства .

Таким образом, в устройстве для формирования сигнала ДИКМ повышена помехоустойчивость выходного сигнала за счет обеспечения его рандомизации.

Форм у.л а изобретения

Устройство для формирования сигнала дифференциальной импульсно-кодовой модуляции, содержащее вычитатель, первый вход которого является входом устройства, а выходы соединены с информационными входами аналого-цифрового преобразователя, сумматор, выходы которого подключены к информационным входам первого буферного регистра, выходы которого соединены с первыми входами сумматора и входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен ко второму входу вычитателя, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости формируемого сигнала, в устройство введены второй

)5 Тогда потактное функционирование части устройства преобразователь 6 - регистр 5 - преобразователь 7 будет соответствовать следующему

(Wl, (00,00) 00 L- ( (11,10)00 LM (w3,Wj)L (01,11)00 /. (w4,w3)L-.1 (00,01)00

JJ

I/j (wjtw ,,)-/ (10,00) 00

буферный регистр, прямой и обратный преобразователи кодов, элементы задержки и генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого элемента задержки и тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого подключены к первым

0

информационным входам прямого преобразователя кодов, выход первого элемента задержки соединен с входом второго элемента задержки и тактовым входом прямого преобразователя кодов, выходы которого подключены к первым информационным входам обратного преобразователя кодов, информационным входам второго буферного регистра и являются выходами устройства, выход второго элемента задержки соединен с входом третьего элемента задержки и тактовыми входами обратного преобразователя кодов и второго буферного регистра, выходы которого подключены к вторым информационным входам прямого и обратного преобразователей кодов, выход третьего элемента задержки соединен с тактовыми входами пер- 5 вого буферного регистра и сумматора, выходы обратного преобразователя кодов подключены к вторым входам сумматора.

S

0