Устройство для сжатия данных в телеметрических системах Советский патент 1979 года по МПК G08C19/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ДАННЫХ В ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Изобретение относится к области телеметрии и может быть использовано в устройствах для сокращения объёма передаваемого векторного сообщения. Известно устройство для передачи информации, содержащее запоминающее устройство адреса и информационной части, синхронизаторJ анализатор информации и сумматор 1. Недостатком устройства является то, что передаче подлежит большой объем рабочей и адресной информации, что обеспечивает низкий коэффициент сжатия. Наиболее близким по технической сущности является устройство для сжатия данных в телеметрических системах, содержащее блок анализа приращений, первый, второй и третий выходгл которого подключены соответствейно ко входу формирователя адресной части сообщения, первому входу выходного блока и входу формирователя информационной части сообщения, выход которого через первый блок памяти соединен со вторым входом выходного блока, управляющий выход формирователя информационной части сообщения подключен к первому входу блока управления, первый , второй и тре тий выходы kOTQpoixD соединена соответственно с уйравляютими входами блока анализа приращений, первого и второго блоков памяти,выход формирователя адресной части сообщения через второй блок пги«яти подключен к треть ему входу выходного блока, выход которого соединён с выходом устройства 21.. Однако в устройстве не учитываются коррел1эдионнью (групповые) связи между составляющими векто /нозх сообщения, вследствие чего оно обладает низким коэффициентом сжатия. Цель изобретения - повыиенйе информативности устройства путем увеличения коэффициента сжатия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен блок : линейного преобразования, входы которого подключены ко входам устройства, а выходы соединены со входами блока анализа приращений, четвертый выход блока управления соединен с управляЮ1аим входом блока линейного преобразования. Блок-схема устройства представлена на чертеже.fУстройство содержит блок 1 линейного преобразования, блок 2 анализа прирг щений, формирователь 3 информационной части сообщения, фор мирователь 4 адресной части сообщени первый и второй блоки памяти 5,6 бло управления 7, выходной блок 8, канал связи 9 . Устройство работает следующим образом. Первоначально в блоке линейного преобразования 1 вектор о,,,,... , состоящий из отсчетов составляющих ,0, п-1 через интервал дискретизации t, задаваемой блоком управления 7, подвергается линейному преобразованиюА ,, В результате преобразования А, задаваемого матрицей Адамара порядка п 2,получаем вектор Э€ с ослабленными или устраненными взаимно корреляционными связями между составляющими эе,1 (ГТгГ . Однако дёкоррели рующее преобразование не решает полностью задачи сжатия и может предшествовать любому методу сокращения избыточности. В основу используемого метода сокращения избыточности положено устране ние амплитудной корреля.ции в отсчетах декоррелированных составляющих э€, ,п-1 .Последние существуют во все случаях, когда выборка производится с частотой, превьвиающей частоту, необходимую для описания сообщения при некоторой заданной, допустимой погрешности. Ята задача решается путём одновременного анализа текущих значений приращений составлвтащих ц , i О,п-1 через интервал первич ной дискретизации Т . При этом в начальный момент времени значения (отсчеты) преобразованных составляющих Э«, , i b,n- записываются в выходной блок 8 и поступают в канал связ 9. Затем за время j.r , j 1,2,3 ... , кратное интервалу, первичной дискретизации t , в блоке анализа приращений 2 фиксируются координатная инфор . мация и знаки приращений декоррелированных составляющих к ,1 ОгП-1 удовлетворяющих условию fe{Q,n-i, (1) где - заданное число, ограничивающе допустимую погрешность, информация о котором заложена в блоке 2, В резу льтате в моменты отсчетов -Т ,,2,3 в формирователи адресной части сообщения 4 и информационной части сообщ ни я ;3 поступают координатная после до вательность и информация о знаках прирлщений составляющих эе ,, п-1 , удовлетворяющих условию (1)с Координатная информация представляет собой- упорядоченную последовательность отображающую позиции компонент те , 1 о,ri-i ЬИ Ее элементыt.g(0,1) и определяются по правилу у 7- (л если1дэй N о в противном случае. Реализация дополнительной избыточности, обусловленной координатной (адресной) информацией, является мерой дальнейшего сокращения объема векторного сообщения. В последовательности H |i2j} i 0,n-l нулевой символ более вероятен. С учетом этого сжимающее Фондирование организуемой двоичной последовательности H {f|-} , 1 0,п-1 осуществляется формирователем адресной части сообщения 4 при использовании кода с неповторяющимися единицами. В таком коде единицы не могут стоять в соседних позициях кодовой комбинации. Поскольку пороговое значение Г неизменно, то достаточно передавать лишь знак приращения. С этой целью формирователем информационной части сообщения 3 приращения компонент с отображаются в двоичные символы О или 1 при отрицательном и положительном приращении соответственно и записываются в блок памяти 5. Одновременно выдается команда в блок управления 7 и в блок памяти б вслед за подовой группой с неповторяющимися единицами записывается комбинация (11... 10) В результате объединения в выходном блоке 8 формируется сжатая последовательность вида .(1Ь..10)((}.,д.„...,.(ур(л...ю) QeQn -)S -0Здесь удвоенное число подряд идущих единиц в кодовой группе (11... 10) показывает на позиции подряд следующих составляющих Э€,- ,1 ff,n-l c)AKil Cb знаками, передаваемыми в следующей группе fQi,(i,,...,9..,)-, Qjlo.ll-sig-n c;-, Yj, - кодовая комбинация с неповторяющимися единицами, указывающая число составляющих подряд с приращениями, меньши1 ш порогового значения. С выхода выходного блока сформированная сжатая последовательность поступает в .канал связи 9 . Для устранения эффекта накопления ошибок осуществляется периодическая 1Щ2|рёШй й7эГ1к511бчающаяся в записи полных значений отсчетов составляющих щ ,п-1 в выходной блок 8 с последующей их выдачей в канал связи 9. Здесь f 1 + ка - период коррекции, информация о котором Заложена в блоке управления 7, к - некоторая постоянная величина, , 1, 2, ... Если Z обозначает число подряд идущих нулевых символов, то принцип формирования кодовой последовательности с неповторяющимися единицами можно проиллюстрировать таблицей Y 0„ 1 00 01 10 000 001 Поскольку позиции трансформант3 j-, i 0,n-l в э случайны и в связи с этим будет изменяться объем выходного сообщения при использовани кода с неповторяющимися единицами ег минимальный объем будет в том случае когда составляющие располо жены в э подряд и занимают начальные или конечные позиции, максимальный объем - если позиции составляющи распределены в эё равноме но.. . Эффективность использования предложенной процедуры обработки векторного сообщения в телеметрической системе можно оценить коэффициентом сжатия как отношение числа двоичных символов, которые используются за один цикл (интервал дискретизации) в системе без сжатия к числу двоичных символов, используемых за тот же цикл при сжатии информации. Если отсчеты исходных составляюi 0,n-l квантованы по щихэ« -еэе амплитуде таким образом, что все элементы сообщения равновероятны, то необходимюе число двоичных элементов равно «vftj jj , - максимальное зна чение составляющей. Тогда с учетом изложенного максимальное и минимальное значение коэффициентов сжатия можно соответственно определить из выражений . + i 4(n-R) (- 1 ) л Здесь п - среднее число составляющих f i 0,п-1,с/д, , величи на которого определяется степенью декорреляции составляющих %4 вектот Ло /, /,., 1 1 i i 100 lOlOOOO 0001 0010 0100 ра и устранения взаимосвязи в сообII eниJ« преобразованных компонент , i 0,n-i. Формула изобретения Устройство для сжатия данных в телеметрических системах, содержащее блок анализа приращений, первый, второй и третий выходил которого подключены соответственно ко входу формирователя адресной части сообщения, первому входу выходного блока и входу (формирователя информационной части сообщения, выход которого через первый блок памяти соединен со вторым входом выходного блока, управляющий выход формирователя информационной части сообщения подключен к первому входу блока управления, первый, второй и третий выхода которого соединены соответственно с управляющигли входами блока анализа приращений, первого и второго блокОв памяти, выход формирователя адресной части сообщения через второй блок памяти подключен к третьему входу выходного блока, выход которого соединен с выходом устройства отличающее с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, путем увеличения коэффициента сжатия, в него введен блок линейного преобразования, входа которого подклочены ко входам устройства, а шдходы соединены со входами блока анализа п жрашений, четвертый блока управления соединен с управляющим входом блока линейного преобразования. Источники инфо{я 1ации г принГятагё во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 226948, кл. G 08 С 19/28, 20.09.67. 2.Заявка I 2319195/18-24, кл. G 08 С 19/28, 20.10,76 по которой п М1мято ранение о выдаче авторского -свидетельства.