Устройство для сжатия телеметрических информаций Советский патент 1974 года по МПК G08C19/28 

1

Изобретение относится к телеметрии и может быть использовано, в частности, в системах центр1ализованного сбора информации с необслуживаемых объектов при научных исследованиях.

Предлагаемое устройство предназначено для повышения эффективности сжатия телеметрических данных, передаваемых получателю.

Пзвестны устройства для сжатия объема телеметрической информации, содержащие соединенные соответствующим образом запоминающее устройство, аналого-цифровой преобразователь, узлы коммутации каналов, буферную память и блоки отбора параметров для передачи по каналу связи.

Недостатком известных устройств является невысокая эффективность по коэффициенту сжатия, обусловленная тем, что по сравнению с обычной системой телеметрии без сжатия, когда осуществляется равномерное квантование измеряемых параметров по времени, известное устройство сжатия становится неэффективным, если измеряемые параметры начинают изменяться с частотой, близкой к верхней частоте спектра. Этот недостаток вызван тем, что все параметры, отобранные для передачи по каналу связи с помощью устройства, предложенного в качестве прототипа,, необходимо снабжать их адресами, т. е.

дополнительным объемом с.г ужебной информации, в результате чего при изменении параметров на частотах, близких к верхней частоте спектра, в канал из каждого кадра отбирается то же число параметров, что и при обычной телеметрии без сжатия. Однако в этом случае объем служебной (адресной) информации остается, и это приводит не только к снижению эффективности в общем случае,

но и даже к ухудшению показателей системы по объему передаваемых данных относительно передачи без сжатия.

Принцип работы предлагаемого изобретения состоит в том, что по окончании адаптивной дискретизации каждого кадра передачи подсчитывается число неизбыточных параметров, отобранных из кадра для передачи в канал связи, и сравнивается с допустимым числом параметров после сжатия, рассчитанным

из условия равенства объемов сигнала (бит) при сжатии (число бит, необходимых для передачи всех отобранных параметров из кадра с их адресами) и при обычной передаче без сжатия (число бит, необходимых для передачи полного кадра параметров по заранее известной последовательности без их адресов). В том случае, когда в текущем кадре подсчитанное число отобранных параметров оказывается больше допустимого (сжатие ухудшает систему), вырабатывается команда на перевод устройства телеметрии в режим иередачи без сжатия (полный кадр параметров без их адресов), и в канал связи начинают передаваться полные кадры, содержащие как избыточные, так и неизбыточные параметры. Однако блоки сжатия продолжают выявлять из каждого кадра неизбыточные параметры, число их в каждом текущем кадре подсчитывается и сравнивается с допустимым, и в том случае, когда это число окажется меньще допустимого, вырабатывается вторая команда на перевод устройства обратно в режим передачи со сжатием.

Благодаря этому обеспечивается повышение эффективности сжатия телеметрической информации, передаваемой по каналу связи получателю. Это, в свою очередь, достигается за счет того, что в устройство на передающей стороне введены счетчик допустимого числа параметров и блок номера программ, причем первый вход последнего соединен со входом регистра памяти кода параметра, а второй и третий входы подключены к третьему входу блока адреса параглетра и блоку передачи соответственно. Один из входов счетчика допустимого числа параметров подключен ко второму выходу цифровой схемы сравнения, другой - к первому выходу коммутатора, а выход счетчика соединен со входом блока управления.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство на передающей стороне содержит коммутатор измеряемых параметров (КИП) 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, цифровую схему сравнения (ЦСС) 3, запоминающее устройство (ЗУ) 4, счетчик допустимого числа параметров, элемент «ИЛИ 6, блок 7 управления с временным хронизатором, счетчик 8 номера кадра, блок 9 текущего времени, блок 10 номера программы, блок И адреса параметра, регистр памяти 12 кода параметра, блок передачи 13 и блок питания 14. На приемной стороне устройство содержит блок приема 15, блок дешифраций 16, блок 17 обработки, блок 18 восстановления исходных параметров и долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) 19.

Предположим, что КИП установился на первый канал, и первый датчик Uх подключился ко входу АЦП. Одновременно с этим из ЗУ в ЦСС переписывается цифровое значение последнего отсчета этого же канала, отосланного на приемную сторону. По окончании преобразования текущего значения первого канала t/ и АПП кодовая комбинация переписывается также в ЦСС после чего в ЦСС вычисляется модуль разности этих двух значений, который сравнивается с зоной допустимых отклонений. Если разность значений больще зоны допустимых отклонений, в ЦСС принимается решение о передаче данного параметра в-канал связи и дается команда в АЦШ на перезапись текущего значения

параметра в ЗУ и регистр памяти 12. Кроме этого из ЦСС подается единичный импульс в счетчик 5 допустимого числа параметров и через элемент «ИЛИ 6 на КИП 1, в результате чего коммутатор устанавливается на второй параметр Ох, . С помощью блока 7 управления с временным хронизатором через блок передачи 13 в канал связи производится последовательное считывание информации со

счетчика номера кадра 8, текущее время - с блока 9, номер программы (со сжатием избыточного объема или без сжатия) - с блока 10 и далее адрес параметра - с блока 11 и кодовая комбинация - с регистра памяти 12.

В том случае, если текущая разность кодовых комбинаций в ЦСС меньше зоны допустимых отклонений, на втором выходе последнего появляется сигнал, с помощью которого через элемент «ИЛИ 6 коммутатор устанавливается па второй канал, и в ЗУ 4 из АЦП 2 переписывается текущее значение L/X, . Однако в счетчик 5 запись «I не производится. Далее работа схемы по параметру fJx, аналогична описанному выше.

Быстродействие схемы отбора неизбыточных отсчетов выбрано таковым, что за время передачи в канал связи адреса и кода одного параметра анализу на избыточность могут быть подвергнуты все каналы (параметры)

кадра.

По окончании опроса последнего канала в текущем кадре сигналом с КИТ осуществляется опрос счетчика 5 допустимого числа параметров, и если число, записанное в счетчике 5, оказалось больше допустимого (т. е. сжатие неэффективно), то сигналом с выхода счетчика 5 в блок номера программы записывается число, соответствующее второй программе (без сжатия), и в блок 7 подается

команда на изменение режима управления и временной хронизации. При переходе на программу без сжатия следующий кадр передачи содержит все: номер кадра, текущее время, номер программы (без сжатия) и последовательно кодовые комбинации текущих значений всех параметров в кадре без их адресов. Следует отметить, что при работе по второй программе (без сжатия) работа блоков отбора неизбыточных отсчетов ЦСС ЗУ

и счетчика 5 продолжается-, как и в режиме программы со сжатием, однако результат анализа параметра на избыточность не влияет на посылку его в канал связи. По окончании каждого кадра передачи при работе по второй программе (без сжатия) осуществляется опрос счетчика 5, и как только число, записаппос в нем, становится меньше допустимого (сжатие эффективно), следующий кадр передачи осуществляется по первой программе

(со сл атием).

На приемной стороне из канала связи информация через блок приема 15 поступает в блок дешифраций 16, где производится дешифрация всей структуры сообщения. С выхода блока дещифраций 16 преобразованное

сообщение подвергается обработке в блоке 17, в результате чего формируется кадр передачи с учетом непринятого избыточного объема, после чего в блоке 18 осуществляется восстановление исходных непрерывных сигналов по принятым дискретным отсчетам. Одновременно с этим вся поступающая из канала связи информация записывается в ДЗУ для последующего использования.

Таким образом, из рассмотрения работы предлагаемого изобретения видно, что благодаря наличию соединенных соответствующим образом счетчика допустимого числа параметров и блока номера программы, в отличие от известных устройств, обеспечивается повыщение эффективности сжатия телеметрических данных, передаваемых получателю. При этом работа устройства гарантирована от неэффективной работы, а конструкция усложняется несущественно.

В качестве примера: допустимое число параметров в счетчике 5 при 64 каналах ипередаче текущих отсчетов семиразрядны -кодом будет 34. Иными словами, при уменьщении коэффициента сжатия избыточного объема

(по числу отсчетов) ниже - 1,8 устрой34

ство становится неэффективными перевод его в режим без сжатия является рациональным.

Предмет изобретения

Устройство для сжатия телеметрической информации, содержащее не передающей стороне коммутатор измеряемых параметров, один вход которого соединен с выходом элемента «ИЛИ и вторым входом запоминающего устройства, другой - с первым выходом блока управления с временным хронизатором и первым входом запоминающего устройства, первый выход коммутатора подключен к первому входу счетчика номера кадра, второй вход его соединен со входом блока текущего времени, с первыми входами блока адреса параметра и регистра памяти кода параметра и вторым выходом блока управления с временным хронизатором, третий выход которого подключен

к первому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход последнего соединен со вторым выходом коммутатора, а третий и четвертый входы аналого-цифрового преобразователя соединены с первым выходом цифровой схемы сравнения и первым входом элемента «ИЛИ и, соответственно, со вторым выходом цифровой схемы сравнения и вторым входом элемента «ИЛИ, третий вход которого соединен с третьим входом блока адреса программ, второй вход блока адреса программ подключен к третьему выходу коммутатора, один из выходов аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым входом регистра памяти кода параметра и третьим входом запоминающего устройства, .выход запоминающего устройства подключен к первому .входу .цифровой схемы сравнения, втррой в-ход Которой соединен с другим выхоДОМ а-налого-цифрового преобразователя, выходы тчетника ;номера кадра, блока текущего «ремени, блока адреса параметра, регистра памяти кода параметра Подключены ко входу блока передачи, на приемной стороне - блок

i прием а,-выходы которого соединены со входами яблока дещифраций и долговременного запоминающего устройства, первыми входами блоков обработки и восстановления исходных параметров, выход блока дещифраций

Подключен ко второму,входу блока обработки и восстановления исходных данных, а выход последнего - со вторым зходом долговременного запоминающего устройства, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности сжатия телеметрической информации, в устройство на передающей стороне введены счетчик допустимого числа параметров и блок номера программ, причем первый вход последнего соединен со входом регистра

памяти кода параметра, а второй и третий входы подключены к третьему входу блока адреса параметра и блоку передачи соответственно, один из входов счетчика допустимого числа параметров подключен ко второму выходу цифровой схемы сравнения, другой - к первому выходу коммутатора, а выход счетчика соединен со входом блока управления.