Устройство для обнаружения ошибок при передаче данных по телефонному каналу Советский патент 1992 года по МПК H03M13/00 

Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи сообщений.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2-7 - схемы входного блока, блока управления, датчика опорных сигналов, блока выбора значения кодового элемента, блока буферной памяти кодового элемента и блока опознания контрольных сигналов.

Устройство содержит входной блок 1, блок 2 управления, распределитель 3 импульсов, датчик 4 опорных сигналов, блоки 5 сравнения, блоки 6 выбора значения кодового элемента, блоки 7 буферной памяти кодового элемента, блок 8 контроля сигнала и блок 9 опознавания контрольных сигналов.

На фиг.1 обозначены информационные выходы 10 и управляющий выход 11 (выход

разрешения регистрации сообщения). Устройство предназначено для обнаружения ошибок в кодовых словах, содержащих п информационных и m контрольных символов.

Блок 5 сравнения содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и фильтр 13 нижних частот (ФНЧ).

Примеры выполнения блоков 1,2,4, 6,7 и 9 (фиг.2-7) даны для случая m 2.

Входной блок 1 содержит выпрямитель 14, первый 15 - третий 17 пороговые элементы, элемент 18 задержки. На фиг.2 обозначены тактовый 19, информационный 20, контрольный 21 и управляющий 22 выходы блока 1.

Блок 2 управления содержит первый 23 и второй 24 триггеры, первый 25 и второй 26 счетчики импульсов, дешифратор 27 и ключевой элемент 28. На фиг.З обозначены вход 29 запуска, вход 30 обнуления, счетный вход 31. управляющий 32 и счетный 33 выходы блока 2.

сл

с

XI

сл сл со

Ч VI

Датчик опорных сигналов содержит триггер 34 и первый 35 и второй 36 ключевые элементы. На фиг,4 обозначены тактовые входы 37, управляющий вход 38 и выходы 39 датчика 4.

Блок 6 выбора значения кодового элемента содержит первый 40 - третий 42 триггеры, первый 43 - девятый 51 ключевые элементы, элемент 52 равнозначности, формирователь 53 импульсов, разделительный элемент 54, элемент 55 объединения и селектор 56 переднего фронта импульса. На фиг.5 обозначены информационные входы 57, тактовые входы 58, информационные выходы 59, управляющий выход 60, управ- ляющий вход 61.

Блок 7 буферной памяти кодового элемента содержит первый 62 и второй 63 клю- чевые элементы, триггер 64 и формирователь 65 импульсов. На фиг.6 обозначены информационные входы 66, тактовый вход 67 и информационный выход 68 блока 7.

Блок 9 опознавания контрольных сигналов (фиг.7) содержит первый 69 - третий 71 триггеры, первый 72 и второй 73 ключевые элементы, формирователь 74 импульсов и разделительный элемент 75. На фиг.7 обозначены информационный 76, тактовые 77 и управляющие 78 входы, управляющий 79 и информационный 80 выходы.

Выпрямитель 14 на своем первом выходе выделяет положительные полупериоды, а на втором - и положительные и отрицательные полупериоды входного сигнала,

Пороговые элементы 15-17 - триггеры Шмитта.

Ключевые элементы 28,35,36,43- 51,63.72,73 могут быть реализованы на элементах И-НЕ.

Формирователи 53,65 и 74 импульсов срабатывают по срезу входного импульса.

Разделительные элементы 54 и 75 могут быть выполнены как конденсаторы.

Элемент 55 объединения может быть реализован на элементе ИЛИ.

Селектор 56 переднего фронта импульса срабатывает по фронту входного импульса.

Устройство работает следующим образом (примем m 2).

Сигнал кодовой комбинации с выхода телефонного канала поступает на вход блока 1. С информационного выхода 20 блока 1 преобразованный сигнал кодовой комбинации с двумя дискретными логическими зна- чениями напряжений поступает на блоки 5 сравнения. Одновременно с тактового выхода 19 блока 1 поступают тактовые импульсы на счетный вход 31 блока 2, со счетного выхода 33 которого k-e тактовые импульсы

(по их количеству в кодовом элементе) управляют работой распределителя 3, который, в свою очередь, управляет работой датчика 4 и блоков 6,7 и 9. Запуск блока 2 управления осуществляется с помощью стартового элемента, который выделяется в блоке 1 и с его выхода 22 поступает на вход 29 запуска блока 2. Стартовый элемент соответствует одному из значений элементов кодовой комбинации. При запуске блока 2 последний вырабатывает на своем управляющем выходе 32 сигнал, который поступает на блоки 6 и блок 9 и подготавливают их к работе в течение всего цикла опознавания кодовой комбинации. Анализ сигнала кодовой комбинации начинается с первого информационного элемента. При этом на первом выходе датчика 4 присутствует напряжение логической единицы во время прохождения информационных элементов и логические значения напряжений, соответствующие форме контрольного сигнала во время его прохождения, а на втором выходе датчика 4 присутствует напряжение логического нуля во время прохождения информационных элементов и логические значения напряжений, соответствующие негативной форме контрольного сигнала во время его прохождения. В процессе приема сигнала кодовой комбинации на выходе элементов 12 блоков 5 сравнения будут появляться импульсы различной длительности, часть из которых будет подаваться фильтрами 13 нижних частот. При отсутствии искажений в телефонном канале на выходе одного блока 5 в течение прохождения информационного элемента будет сигнал, соответствующий логическому нулю или логической единице в зависимости от истинного значения информационного элемента и значения опорного напряжения, поступающего на рассматриваемый блок 5 (при одинаковых значениях опорного напряжения и информационного элемента на выходе блока 5 будет присутствовать напряжение логического нуля), В это же время на выходе другого блока 5 будет присутствовать сигнал противоположного значения. Таким образом, в течение прохождения рассматриваемого информационного элемента на разные входы блока 6 поступают разные логические значения напряжений. В каждый момент времени в работе находится только один из двух блоков 6 и один блок 7 благодаря сигналам управления, поступающим с распределителя 3. Блок 6 выбирает значение кодового элемента и передает это значение кодового элемента в работающий блок 7, в котором значение кодового элемента запоминается. Выбор значения кодового элемента в блоке 6 происходит только в том случае, если в течение его прохождения на один информационный вход рассматриваемого блока 6 поступает напряжение логического нуля, а на другой - напряжение логической единицы с любой длительностью. Во всех других случаях блок 6 не осуществляет выбора значения информационного элемента и производит сброс блока 2 в исходное состояние в конце рас- сматриваемого элемента. Аналогично работает блок 9 опознавания контрольного сигнала, но с той разницей, что ему нет необхо, имости выбирать значение опознаваемого сигнала.

При выборе всех информационных элементов и опознавания контрольного сигнала кодовой комбинации на последнем выходе распределителя 3 появляется сигнал, который приводит блок 2 в исходное состояние. Для этой цели последний контрольный элемент контрольного сигнала, формируемый на передаче, имеет на один период сигнала несущей частоты больше, чем остальные элементы кодовой комбина- ции. В тех случаях, когда временная структура искомой опорной комбинации смещается вправо относительно принимаемой кодовой комбинации, рассматриваемое устройство приводится в исходное состоя- ние во время стопового элемента, который фиксируется блоком 8 контроля сигнала. Это осуществляется следующим образом Во время стопового элемента на передаче прерывается полезный сигнал на время длительности кодового элемента и блок 8 своим выходным сигналом в течение этого времени воздействует на блок 4, который изменяет все свои опорные напряжения на одно из установленных, которое отличается от сигнала на информационном входе блоков 5 сравнения в это время. В результате чего на выходе всех блоков 5 появляется сигнал рассогласования, который поступает на выполняющий в это время анализ блок 6. Последний вырабатывает на своем управляющем выходе 60 сигнал, который поступает на вход 30 сброса блока 2 и приводит последний в исходное состояние.

В блоке 2 управления сигнал с входа 29 запуска поступает на вход первого триггера 23 и вход первого счетчика 24. На выходе первбго триггера 23 устанавливается единичный сигнал, который подготавливает блоки 6 к работе. Первый счетчик 25 вместе с дешифратором 27 отсчитывает два среза входного сигнала и приводит второй триггер 24 в рабочее состояние, разрешая прохождение тактовых импульсов на вход второго счетчика 26. Сигнал с входа сброса

30 приводит триггеры 23,24 в нерабочее состояние и вызывает появление на управляющем выходе 32 блока 2 управляющего сигнала, который приводит все блоки 6 в неходкое состояние. Этот же сигнал приводит первый счетчик 25 в исходное состояние.

Датчик 4 опорных сигналов (фиг,4) для m - 2 имеет только два выхода 37, так как схема его составлена для двоичного сигнала и контрольный сигнал состоит из двух контрольных элементов: первый с единичным значением и второй с нулевым.

Сигнал, поступающий на управляющ t вход 61 блока 6 (фиг.5), при анализе сигнап кодовой комбинации на весь цикл знали ., имеет единичное значение и после его окон чания имеет нулевое значение, которое через ключевой элемент 51 приводиттриггеры 40-42 в исходное состояние. В течение информационного (четного, нечетного) элемента, для которого предназначен блок 6, на один из входов 58 поступает единичное напряжение. На входы 57,1 и 57.2 поступают сигналы с выходов блоков 5.1 и 5.2 сравнения. При нормальном выборе значения информационного элемента один из триггеров 40,41 опрокидывается, в результате чего выходные сигналы этих триггеров 40 и 41 будут иметь противоположное значение. Во всех остальных случаях эти сигналы будут иметь одинаковыми. Указанные сигналы считываются после окончания анализируемого информационного элемента с помощью известного формирователя 53 и известного селектора 56 переднего фронта импульса и сравниваются на элементе 52 равнозначности. С выхода элемента 52 равнозначности сигнал через седьмой ключевой элемент 49 считывается на вход третьего триггера 42. При отсутствии выбора информационного элемента третий триггер 42 опрокидывается и вырабатывает сигнал управления, который поступает на управляющий выход 60 блока 6. Считывание значения информационного элемента происходит при наличии его выбора. В этом случае информационные сигналы с выходов 59.1 и 59.2 поступают на входы 66.1 и 66.2 блоков, в одном из которых происходит запоминание выбранного значения информационного элемента. После считывания информационного элемента в блок буферной памяти триггеры 40 и 41 блока 6 восстанавливаются в исходное состояние за счет ключевых элементов 50 и 51 в период между задним фронтом импульса считывания и передним фронтом следующего анализируемого информационного элемента.

Блок 7 буферной памяти кодового элемента работает после поступления сигнала управления, поступающего с соответствующего выхода распределителя 3, Запись информации в блоке б осуществляется с помощью известного формирователя 65 импульсов, который на своем выходе вырабатывает импульс с длительностью меньше длительности импул;.са считывания, вырабатываемого на выходе элемента 56 блока

....-..; ,...- -. Блок 9 опознавания контрольного сигнала (фиг,7) работает аналогично рассмотренному блоку б, но с той разницей, что ему нет необходимости осуществлять выбор значения кодового элемента. Блок 9 имеет один информационный вход 76, на котором при опознавании контрольного сигнала должен присутствовать в период его анализа сигнал только с нулевым значением. Блок 9 имеет два выхода: первый - управляющий выход 79. предназначенный для выработки сигнала сброса блока 2 в исходное состояние при неудачном поиске искомой опорной комбинации, и второй - информационный выход 80, предназначенный для выработки сигнала, разрешающего передачу кодовой комбинации с выхода 10 (с блоков 7) потребителю.

Предлагаемое устройство для обнару- жения ошибок при передаче данных по телефонному каналу работает по алгоритму прототипа, обеспечивая такую же потенциальную защиту от ошибок, как и прототип, однако значительно проще его, так как со- держит только два блока выбора значения кодового элемента, в то время, как прототип содержит п указанных блоков, В прототипе количество элементов, используемых для выбора значения информационных элемен- тов и их запоминания, соответствует п 14. В предлагаемом устройстве для этих же целей используется (17-2 4-п) элемента. При п 16 в предлагаемом устройстве на 126 элементов меньше, чем в прототипе.

Формула изобретения

1. Устройство для обнаружения ошибок при передаче данных по телефонному каналу, содержащее входной блок, вход которого является входом устройства, информационный выход входного блока подключен к первым входам первого m-ro блоков сравнения (т - число контрольных, элементов в кодовом слове), управляющий и тактовый выходы входного блока соедине- ны соответственно с входом запуска и счетным входом блока управления, управляющий выход которого подключен к управляющим входам первого и второго блоков выбора значения кодового элемента

и блока опознавания контрольных сигналов, контрольный выход входного блока соединен с входом блока контроля сигналов, выход которого подключен к управляющему входу датчика опорных сигналов, первый и n-й выходы распределителя импульсов (п - число информационных элементов в кодовом слове) подключены к первым тактовым входам соответственно датчика опорных сигналов и блока опознавания контрольных сигналов, (п-И)-й-(п+т-1)-й выходы распределителя импульсов подключены соответственно к вторым т-м тактовым входам блока опознавания контрольных сигналов и датчика опорных сигналов, первый - m-й выходы которого соединены с вторыми входами соответственно первого m-ro блоков сравнения, выход первого блока сравнения подключен к первым информационным входам всех блоков выбора значения кодового элемента и информационному входу блока опознавания контрольного сигнала, выходы второго т-го блоков сравнения соединены соответственно с вторыми m-ми информационными входами всех блоков выбора значения кодового элемента, управляющие выходы которых объединены с управляющим выходом блока опознавания контрольного сигнала и (п+т)-м выходом распределителя импульсов и подключены к входу сброса блока управления, счетный выход которого подключен к входу распределителя импульсов, информационный выход блока опознавания контрольных -сигналов является управляющим выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены п блоков буферной памяти кодового элемента, тактовые входы которых подключены соответственно к одноименным выходам распределителя импульсов 21-1 и 2I выходы распределителя импульсов (где i 1, п/2) подключены к тактовым входам соответственно первого и второго блоков выбора значения кодового элемента, информационные выходы которых подключены к информационным входам соответственно 21-1 и 21 блоков буферной памяти кодовых элементов, выходы которых являются информационными выходами устройства.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок выбора значения кодового элемента содержит первый-девятый ключевые элементы, первый-третий триггеры, элемент равнозначности, разделительный элемент, элемент ИЛИ, формирователь импульсов и селектор переднего фронта импульса, выход элемента ИЛИ объединен с первыми входами первого и второго ключевых элементов и подключен к входу формирователя импульсов, входы элемента ИЛИ являются тактовыми входами блока, выходы первого и второго ключевых элементов соединены с установочными входами одноименных триггеров, входы обнуления которых объединены с входом обнуления третьего триггера и подключены к выходу девятого ключевого элемента, первый вход которого является управляющим входом блока, выходы первого и второго триггеров соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого ключевых элементов, выходы которых подключены соотв€1 .твенно к первому и второму входам элемента равнозначности и первым входам соответственно пятого и шестого ключевых элементов, выходы которых являются соответственно первым и вторым информацион- ными выходами блока, выход формирователя импульсов подключен к вхо- ду селектора переднего фронта импульса и первому входу восьмого ключевого элемента, выход которого подключен к второму входу девятого ключевого элемента, выход селектора переднего фронта импульса обь-

единен с вторым входом восьмого ключевого элемента и подключен к втбрым входам третьего и четвертого ключевых элементов и первому входу седьмого ключевого элемента, выход которого соединен с установочным входом третьего триггера, выход которого подключен к входу разделительного элемента, выход которого является управляющим выходом блока, выход элемента равнозначности соединен с вторыми входами пятого-сёдьмбг лючевых элементов.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок буферной памяти кодового элемента содержит два ключевых элемента, формирователь импульсов и триггер, выход которого является информационным выходом блока, первые входы ключевых элемен тов являются соответственно информационными входами блока, выходы первого и второго ключевых элементов подключены соответственно к установочному входу и входу обнуления триггера, тактовый вход блока подключен к входу формирователя импульсов, выход Тсоторого подключен к вторым входам ключевых элементов.

Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит входной блок, блок управления, распределитель импульсов, датчик опорных сигналов, блоки сравнения, блок контроля сигнала и блок опознавания контрольного, сигнала. Благодаря сокращению количества до двух блоков выбора значения кодового элемента и введению блоков буферной памяти кодового элемента устройство значительно упрощено при сохранении его действующей защиты от ошибок. 2 з.п.ф-лы, 7 ил.

Фаг. 1

Фиг. 4

60

S9.1 59.2

Фиг. 5

62k

64

68

63

Фиг. 6