Устройство для формирования многоканальных телеметрических сообщений Советский патент 1980 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к области передачи информации и может быть использовано, в частности в адаптивных многоканальных цифровых телеметрических системах для увеличения технической скорости передачи сообщений. Известно устройство для минимизации размеров многоканальных телеметрических кадров передачи информации ,, содержащее коммутаторы каналов, блок сокращения избыточности, формирователи кадров и блоки анализа. В этих устройствах минимизация размеров кадров достигается за счет исключеьия из кадров избыточных информационных кодов, за счет минимизации служебных (адресных) сообщений за счет, минимизации длины информационного слова (передачи приращений существенных выборок). Кроме того, минимизация длины информационного слова может производиться за счет рационального кодирования, в основу которого положены статистические |методы. Однако в последнем случае длина Минимизированных информационных слов непостоянна и требуются дополнительные меры для их разделения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для формирования многоканальных телеметрических сообщений, содержащее коммутатор каналов, информационные входы которого подключены ко входам устройства, выходы синхронизатора.соединены соответственно с синхронизирующими входами коммутатора каналов, блока сокращения избыточности, элемента запрета, блока кодирования интервалов времени, блока кодирования измеренного отсчета, блока кодирования числа избыточнь)х отсчетов и формирователя полного телеметрического кадра. Выход коммутатора каналов соединен со входом блока сокращения избыточности, выход которого подключен ко входам блока кодарования интервалов времени, блока кодирования измеренного отсчета, элемента запрета, элемента задержзш и первому входу счетчика, ко второму и третьему входам которого подключены соответственно выходы элемента запрета элемента задержки. Выход счетчика соединен со входом блока кодирования Числа избыточных отсчетов, выход блока кодирования интервалов времени подключен к первому входу формирователя полного телеметрическотч) кадра 2.

Поскольку сигналы отсчетов по J каиалам представляют совокуттость случайных величин, то максимальная длина кода чис )о ла избыточных отсчетов в известном устройстве должна выбираться равной to Kog (щ 1), чтобы соз ранит| достоверность передаваемой информации на стационарных временных интервалах контролируемых па- 5 раметров. Однако, при активизации, параметров в старших разрядах кодов числа избыточньтх отсчетов расположены нули, т.е. . длина кода неоптймальна. Такое же поло-, жение наблюдается и с информационными 20 кодами, если значение иэбь1Точного отсчета расположено в 1гажник уровнях кванто- .вания. Кроме того, при расположении измеренного отсчета 6 верхних уровнях квантования соотве1х;твугощий ему двоичный 25 код в старших разрядах содержит подояд тущие едшйды. Такая структурная одно-; родность также не является оптимальной с точки зрения длины кода. Таким обра- г зом, наличие в старших разрядах инфор- : JQ мационных кодов и кодов числа избыточных отсчетов подряд идущих или единиц; при определенных условиях является предпосылкой для минимизации длин кодов, а, следовательно и телеметрических кадров в целом.;

Минимизация информационных кодов и кодов числа избыточных отсчетов при их ; структурной однородности технически легко реализуется, если исходный код с од- i нородной структурой преобразовать в ДВО-: ичный код, состоящий из символа приме- ннмости алгоритма {двоичная единица); символа подряд идущих ;авоичных символов . в начале исходного кода; кода числа подряд идущих двоичных символов в Начале исходного кода и оставшейся части кода, расположенной за однородной структурой.

При этом длина преобразованного кода должна быть меньше длины исходного. В противном случае в линию связи выдается полное исходное слово, в начале которого следует символ неприменимскзти алгоритма (двоичный нуль). Наличие указанных част й в преобразованном слове даже при не- регулярности его длины позволяет одно,значно восстановить исходное слово на приемной стороне без дополнительшлх раз,делительных символов между словами.

1 Целью изобретения является повышение информативности устройства путем уменьшения размеров телеметрических кадров за счет рационального кодирования исходных двоичных слов.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенное устройство введены элементы И, ИЛИ и НЕ, дополнительный счетчик, первый и второй блоки анализа и регистр исходного слова. Выходы блока кодирования числа избыточных отсчетов и блока кодирования измеренных отсчетов подключены ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами регистра исходного слова и эле 1ента И, выход которого и первый выход регистра исходного слова подключены ко входам второго элемента ИЛИ, соединенного, со вторым входом формирователя поного телеметрического кадра. Выход блок сокращения избыточности через элемент НЕ и непосредственно подключен к первому и второму входам первого блока анализа, один выход которого соединен со вторым входом элемента И, другой - с первыми входами дополнительного счетчика, второго блока анализа к со вторым входом регистра исходного слова, второй выход которого подключен ко вторым входам дополнительного счетчика и второго блока анализа, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьими входами формирователя полного телеметрического кадра и дополните льного счетчика. Выходы последнего соединены соответственно с четвертым входом формирователя телеметрического кадра и с третьим входом первого блока анализа, третий .выход которого подключен к пято.му входу формирователя полного кафа. Выход синхронизатора соединен с синхронизирующим входом регистра исходного слова.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для формирования многоканальных телеметрических сообщений.

Устройство содержит синхронизатор I, коммутатор каналов 2, блок сокращения избыточности 3, блок кодирования измеренного отсчета 4, блок кодирования интервалов времени 5, элемент запрета 6, счетчик 7, элемент задержки 8, блок кодирования числа избыточных отсчетов 9, Элемент ИЛИ 10, регистр исходного слова 11, второй блок анализа 12, счетчик 13, первый блок анализа 14, элемент НЕ 15, формирователь полного телеметрического кадра 16, элемент ИЛИ 17 и эле-,мент И 18. Устройство работает следующим образом. Сигналы синхронизатора 1 управляют работой коммутатора 2 каналов, с помощью которого на вход блока 3 поочередно поступают аналоговые сигналы ; всех N каналов. Блок 3 выдает существенные отсчеты. С помощью этих отсчетов и син хройигналов блок 4 формирует двоичный код, отображающий значетше измеренной величины существе нного отсчета соответствующего канала. Блок 5 измеряет инте валы между отсчетами и формирует соответствующие измеренным интервалов кодовью комбинапии. Благодаря подаче на запрещающий вход элемента запрета б i сигналов измеренных отсчетов, а на сигнальный вход импульсов канальной частоты, на выходе этого элемента возникае число импульсов, соответствукхцее числу избыточных отсчетов между двумя соседними неизбыточными. Счетчик 7 импульсов подсчитывает количество избыточных .отсчетов между jOByMH соседними измерен ными отсчетами. Считывание показания счетчика 7 производится последующим измеренным отсчетом, а сброс в исходное состояние производится также этими импульсами, но прошедшими через элемент ,8 задержки. В блоке 9 кодируется число избыточных отсчетов, снимаемых с выхода счетчика 7. Двоичная кодовая комбина ция измеренного отсчета соответствующего канала или. код числа избыточных отсчетов с блока 4 и 9 соответственно через элемент 10 ИЛИ переписываются в регистр 11 исходного слова. В блоке 12 производится анализ начального символа слова, находящегося в регистре II. В за висимости от начального символа (О или I) в счетчике 13 производится подсчет подряд идущих одинаковых двоичных символов (нулей или единиц), выдаваемых последовательно с регистра 11 по разрешению соответствующего сигнала, вырабатываемого блоком 12. Если очередной символ исходного слова не соответствует первоначальному, сигнал с выхода блока 12 останавливает счетчик 13. Код числа одинаковых начальных символов поступает в блок 14 анализа, где осуществляется анализ применимости алгоритма рациональ ного кодирования исходного слова, в котором производится проверка выполнения условия .-t.e-v2. илип-vnЛ2 1 с,тt (где - длина кодовой комбинации измеренного отсчета; к - длина кода числа одинаковых начальных символов в кодовой комбинации измерешюго отсчета „ число символов в кодовой комбинации измеренного отсчета, расположенных за начальной группой одинаковых символов; п - длина кода максимального ч-исла избыточных отсчетов; п - длина кода числа одинаковых начальных символов в коде максимального числа избыточных отсчетов, П2 - число символов в коде максимального числа избыточных отсчетов, расположенных за начальной группой,; одинаковых символов; 2 - число две- вчных символов, предназначенных для |содирования применимости алгоритма н двоичного символа в начальное . грунпе.). Выбор первого условия в блока ,14 производится сигналом, снимаемым непосредственно с выхода i блока 3, а Бы-t бор второго - сигнадов с выхода элемента 15 НЕ. Если соответствующее условие выполняется, то в формирователе 16 попного телеметрического капра - сигнал применимости алгоритма рационального кодирования исходного слова (двоичная единица). В этом случае выдается также унравляюншй сзагнал в регистр Ц, блок 12 и счетчик 13, под воздействием которого с их выходов в блсж 16 выдаются оставшаяся часть исходного слова через второй элемент 17 ИЛИ, один двоичный символ О или 1), соответствуютций символ начальной группы одинаковых символов в начальной группе соответственно. При невыполнении условия с выхода €лока 14 в блок 16 выдается сигнал непртмеримости (двоичный О), а также сигнал, открывающий элемент 18 И для поступления с выхода элемента 10 ИЛИ в блок 16 через элемент 17 ИЛИ полного исходного слова. С выхода блока 5 код времени оступает также на вход блока 16, с выода которого полный телеметрический кадр выдается в канал связа / Введение новых элементов - элементов. ИЛИ, регистра исходного слова, блока анализа начального символа, счетчика начальной группы одинаковых символов, блока анализа применимости алгоритма, а также элементов И и НЕ в предлагаемое устройство позволяет уменьшить размер телеметрического кадра за счет рационального кодирования исходного слова, соответствующего максимальным и.ли минимальным числам (величины существенного отсчета или количества избыточных

отсчетов между существенными в каждом кадре передачи).

Формупаизобретения

Устройство для формирования многока напьных тепеметрических сообщений, содержащее коммутатор каналов, информации онные входы которого подключены ко входам устройства, выходы синхронизатора соединены соответственно с синхронизирующими входами коммутатора каналов, блока сок|)ащеш1я избыточности, элемента запрета, блока кодирования интервалов времени блока кодирования измеренного отсчёта, блока кодирования числа избыточнь1Х отсчетов и формирователя полного телеметрического кадра, выход коммутатора каналов соединен с входом блока сокращения избыточности, выход которого подклклен ко входам блока кодирования интервалов времени, блока кодирования измеренного отсчета, элемента запрета, элемента задержки и к первому входу счетчика, ко второму и третьему .входам которого подключены соответственно выходы элемента запрета и элемента ;задержки, выход счетчика соединен со входом блока кодирования числа избыточных отсчетов, выход блока кодирования интервалов времени подключен к первому входу формирователя полного телеметрического кадра, отличающее ся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены элементы И, ИЛИ и НЕ, дополнительный счетчик, первый и второй блоки анализа и регистр исходного слова, выходы блока кодирования числа избыточных отсчетов и блока, кодирования измеренных отсчетов подключены ко входам первого элемента ИЛ1-1, выход которого соединен с первыми входами регистра исходного слова и элемента И, выход которого и первый выход регистра исходного слова подключены ко входам второго элемента ИЛИ, соединенного со вторым входом формирователя полного телеметрического кадра, выходы блока сокращения избыточности через элемент НЕ и непосредственно подключены к первому и второму входам первого блока анализа, один выход которого соединен со вторым входом элемента И, другой выход - с первыми входами дополнительного счетчика, второго бпока и анализа со вторым входо ;регистра исходного слова, второй выход которого подключен ко вторым входам дополнительного счетчика и второго блока анализа, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьими входйми формирователя полного телеметрического кадра и дополнительного счетчика, выходы которого соединены соответ,ственно с четвертым входом формирователя телеметрического кадра и с третьим .входом первого блока анализа, третий выход которого подключен к пятому входу формирователя полного телеметрического кадра, выход синхронизатора соединен с синхронизирующим входом регистра исходного слова.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3743765, к л. 178-6, опублик, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 428439, кл, Q 08 .С 19/28, 10.04.73 (прототип).

Входы i Ф