Способ передачи и приема цифровой информации и система для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G08C15/06 

Ф-ve.l

Данное изобретение относится к автоматике и телемеханике, конкретно к средствам уплотнения цифровой информацией каналов передачи данных и может быть ис- пользонано при проектировании-и эксплуатации цифровых систем передачи и;-формации.

Цель изобретения - увеличение информативности передачи и приема информаВ качестве примера рассмотрим формирование сигнала дополнительной информации по двум символам 4-х разрядного кода (п-----4).

В предлагаемом способе для передачи 1 бмта дополнительной информации дважды должен повториться 1 символ основной информации, т.е. требуется 2 бита основной информации. - .

Рассмотрим кодовые значения 4-х разрядного кода.

00000

10001 20010

30011

40100 Повторение пар одноименных символов возможно на позициях О(дважды), 1.2,3 дважды)4, 7, 8; 11, 12 (дважды): 13, 14, 15 (дважды). Позиции б и 9 использовать нельзя, т.е. повторение символов происходит на.соседних условных циклах.

50101 60110 70111

81000 Таким образом, из 16 значений основной кодовой информации можно выбрать 16 значений для передачи дополнительной информации, т.е. при обычной двоичной передаче можно увеличить информативность в 2 раза.

91001

101010

11 1011

121100 Что же касается сравнения с прототипом, то информативность увеличи- р.ается более чем. в 4 раза (с учетом, что используется не часть кодового слова, а весь)

131100 141110

15 1111 Кроме того, область применения заявленного способа много шире, т.к. отсутствуют ограничения, имеющие место в прототипе.

На фиг.1 изображена схема-предполагаемого изобретения, реализующая предложенный способ; на фиг.2 раскрыта схема рлрк.антз 2-го формирователя.

Способ уплотнения сигналов основной информации сигналами дополнительной

цифровой информацией состоит в следующем.

При передаче

-в каждом временном цикле фиксиро- ванной длительности формируют сигнал передаваемой основной информации,

-задерживают сформированный сигнал основной информации на длительность одного тактового интервала,

. - сравнивают сигналы основной цифровой информации предыдущего и текущего временных тактовых интервалов, .

-и при их совпадении осуществляют передачу нулевого или единичного значе5 ний импульсного сигнала дополнительной цифровой информации,

-так, что для передачи нулевого значе- .ния импульсного сигнала дополнительной цифровой информации оставляют неизмен0 ной; форму (спектр) соседних одинаковых сигналов основной информации текущего временного цикла,

.- для передачи единичного значения импульсного сигнала дополнительной циф5 ровой информации изменяют фор-му (спектр) соседних одинаковых сигналов основной информации текущего временного цикла, и передают сформированный сигнал на приемную сторону.

0 На приеме

-задерживают принятый сигнал на время одного тактового интервала,

-анализируют форму (спектр) принятых соседних сигналов.

5 - по результатам анализа формы (спектра) сигнала фиксируют появление нулевого или единичного значений импульсного сигнала дополнительной цифровой информации,

0- .восстанавливают исходные сигналы

переданной основной информации.

Система для передачи и приема дополнительной цифровой информации содержит передающую сторону 1, канал связи 2, при5 емную сторону 3. 1-й блок-синхронизации (блок синхронизации передающей стороны) - 4. регистр 5 сдвига, 1-й блок сравнения 6, элемент И.7, 2-й формирователь 8. генератор 9 высших гармоник (блок изменения

0 формы сигнала), аналоговый сумматор 10, анализатор 11 формы (спектра) сигнала, 2-й формирователь 12, 2-й блок синхронизации (блок синхронизации приемной стороны)13, 2-й регистр 14 сдвига. 2-й блок сравнения 15

5 двоичных символов. D-триггер 16. фильтр 17. триггер Шмитта 18. D-триггер 19. ячейки памяти 20 1-го регистра 5 сдвига, грулла элементов И 21 1-го регистра 5 сдвига.

Анализатор формы сигнала может быть построен различными-путями. Например.

это может быть аналого-цифровой преобразователь, кодирующий дискретные отсчеты кривой сигнала относительно ее максимума. Полученные кодовые комбинации срав- нивают с эталонными и определяют форму переданного сигнала.

. Система передачи и приема цифровой информации работает следующим образом.

Основную информацию в виде кода подают на вход передающей стороны 1 и с помощью импульсов управления,, снимаемых с соответствующих выходов 1-го блока синхронизации 4 переписывают в регистр сдвига 5.

Тактовыми импульсами двоичные сим- волы кодовых комбинаций основной информации продвигают по регистру 5, так что на последних ячейках его происходит запоминание текущего и предыдущего значений двоичных символов. Эти значения сравни- ва ют в моменты, определяемые импульсами 1-го блока синхронизации 4.

При равных значениях символов (00 или 11) на выходе блока сравнения 6 появляется 1 при различных значениях (01 или 10) на выходе блока сравнения остается О.

Сигнал с выхода блокасравнения 6 подают на первый вход элемента И 7 и на источник дополнительной информации, Появление на выходе блока сравнения 6 разрешает ввод дополнительной информации.

Если передают О дополнительной информации, то на выходе элемента И 7 сохра- няется нулевое значение. Генератор 9 не возбуждается, и сигнал основной информации проходит через сумматор 19 без изменений.

Если передают 1 дополнительной ин- формации, то на выходе элемента И 7 появляется 1. которая возбуждает генератор 9. Генератор-9 выдает на сумматор 10 сигнал,

изменяющий форму сигнала основной инv

формации..

Чтобы дополнительную информацию можно было вводить при кодовых значениях 11 и 00, логические сигналы О и 1, подаваемые на первый вход 1-го формирователя, должны быть биполярными т.е. представле- ны потенциалами V. (В качестве примера можно рассмотреть сложение биполярных импульсного и пилообразного сигналов, отличающихся 2-й гармоникой и не имеющих потерь основной информации). .

Пройдя через канал связи 2, сигнал поступает на вход приемной части З.тде его подают на входы анализатора-11 и формирователя 12.

В формирователе 12 формируют сигнал основной информации.-который подают на

вход 2-го регистра 14, управляемого такто- выми импульсами, подаваемыми на вход приемной стороны 3. В регистре 14 запоминают текущее и предыдущее значения основной информации и сравнивают их во 2-м блоке сравнения 15-в интервалы времени, определяемые импульсами 2-го блока синхронизации, подаваемыми на управляющий вход 2-го блока сравнения 15. При равенстве значений сигналов основной информации в заданные моменты времени на выходе блока сравнения 15 появляются сигналы разрешения вывода дополнительной информации.

В анализаторе 11 формы (спектра) сигнала производят анализ (или сравнение с эталонами) формы пришедшего сигнала в моменты времени, определяемые импульсами, снимаемыми с выхода 2-го блока синхронизации 13. По результатам анализа анализатор 11 выдает сигнал О или 1 дополнительной информации, который поступает на вход D-триггера 16. где с помощью импульсов у правления, снимаемых с выхода 2-го блока синхронизации 13, формируют временные границы символов дополнительной информации.

Импульсы сигналов дополнительной информации снимают с выхода D-триггера 16. Импульсы сигналов основной информации снимают с выхода 2-го регистра 14. Управляется 2-й блок синхронизации 13 тактовыми импульсами, подаваемыми на вход приемной стороны 3.

В формирователе 12.из аналогового сигнала с помощью триггера Шмитта 18 (или амплитудного компаратора) формируют импульсы основной информации из входного сигнала. Эти импульсы подают на вход D- триггера 19, который с помощью импульсов управления, снимаемых с выхода 2-го блока синхронизации 13. формирует временные границы импульсов основной информации.

Цикловую синхронизацию производят любым известным способом по признакам; введенным в сигнал при передаче. Код, несущий синхроинформацию, снимают с выхода основной информации и подают на установочный вход 2-го блока синхронизации.

Предложенный способ позволяет полнее использовать пропускную способность канала связи при ограниченной полосе частот ,

Формула изобретения

1. Способ передачи и приема цифровой информации, заключающийся в том. что на передающей стороне в каждом фиксированном временном цикле формируют сигнал передачи основной информации, задерживзют его на длительность одного тактового интервала, сравнивают сигналы основной

информации в ti и ti-1 интервалы (i 1n, гУ

число тактов работы), и в случае совпадения осуществляют передачу дополнительной информации так, что для передачи нулевого значения дополнительной информации ославляют неизменной форму сосед- них одинаковых сигналов основной информации tj временного цикла и передают сформированный сигнал на приемную сторону, на которой задерживают принятый сигнал на установленное количество тактовых интервалов и восстанавливают исходные сигналы основной информации, о т л и- ч л ю щ У й с. я тем. что, с целью повышения информативности передачи, на передающей .стороне для передачи единичного значения сигнала дополнительной информации изменяют форму соседних одинаковых сигналов основной информации ti временного цикла, а на приемной стороне анализируют форму принятых соседних сигналов, по результатам анализа формы сигнала фиксиру ют появление единичного или нулевого. значения сигнала дополнительной информации.

2. Система для передачи и приема цифровой информации, содержащая передающую сторону, канал связи и приемную сторону, причем аи передающей стороне информационные входы первого регистра сдвига являются входами основной информации, тактовый вход первого регистра соединен с тактовым выходом первого .блока. синхронизации, управляющие входы первого регистра соединены с соответствующими выходами первого блока синхронизации, а первые выходы первого регистра соединены с соответствующими информационными входами первого блока сравнения, управляющий вход которого соединен с вторым выходом первого блока синхронизации, а выход первого блока сравнения объединен с первым входом элемента И и является выходом сигнала признака ввода дополнительной информации, а второй.вход элемента И является входом за да н и я дополнительной информации , а на приемной стороне тактовый вход второго блока синхронизации объединен с тактовым -входом второго регистра сдвига и является входом тактовых импульсов, а первый выход

второго регистра сдвига является выходом сигналов основной информации и соединен с входом перезапуска второго блока синхронизации , а второй выход второго регистра сдвига соединен с соответствующими информационными входами блока сравнения, синхровход второго блока сравнения.соеди- нен с первым выходом второго блока синхронизации, отличающаяся тем. что, с целью повышения информативности, на передающей стороне введен первый формирователь аналогового сигнала, содержащий генератор, высших гармоник, аналоговый сумматор, первый вход которого соединен с вторым выходом первого регистра, а второй

вход сумматора соединен с выходом генератора высших гармоник, информационный вход которого соединен с выходом элемента И, а управляющий вход генератора высших гармоник соединен с третьим выходом пер вого блока синхронизации, выход сумматора является выходом передающей стороны и соединен с входом канала связи, а на приемной стороне введены анализатор формы сигнала, второй формирователь сигнала и О-триггер; причем, информационные входы анализатора формы первого и второго формирователя сигнала объединены и являются информационным входом приемной стороны и соединены с выходом канала связи, а управляющие входы анализатора формы сигнала и второго формирователя сигнала соединены соответственно с вторым и третьим выходами второго блока синхронизации, четвертый выход которого

соединен с тактовым входом D-триггера, выход которого является выходом сигналов дополнительнойинформации,а информационный вход D-триггера соединен с выходом анализатора формы сигнала, а выход второго формирователя сигнала соединен с информационным входом второго регистра сдвига, а выход второго блока сравнения является выходом сигнала признака дополнительной информации.

.

five. 2

.

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано в системах телемеханики для передачи и приема данных при проектировании и эксплуатации цифровых систем передачи информации. Целью является повышение информативности передачи и приема. Цель обеспечивается тем, что для передачи одного бита дополнительной информации используют двукратное повторение одиночных символов, причем нет ограничений на разрешенные и запрещенные символы, т.е. может быть использован весь словарь кодовых комбинаций. Устройство для приема и передачи цифровой информации содержит на передающей стороне 1 блок 4 синхронизации, регистр 5 сдвига, блоксравнения 6, элемент И 7, формирователь 8 импульсов, генератор 9 высших гармоник, аналоговый сумматор 10, на приемной стороне 3 анализатор 11 формы (спектра) сигнала, формирователь 12 импульсов, блок синхронизации 13, регистр 14 сдвига, блок сравнения 15 двоичных символов, D-триггеры 16, 19, фильтр 17, триггер Шмитта 18, ячейки памяти 20, группа элементов И 21. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. л (Л С 00 Сл со :S VJ