Устройство для передачи сообщений со сжатием данных Советский патент 1980 года по МПК G08C19/28 

. V 1 Изобретение относится к технике передачи непрерывных сообщений и может быть использовано в системах связи и передачи данных. Известны устройства для передачи сообщений содержащие регистр текущей выборки, элементы И, ИЛИ, регистры максимальной и минимальной выборок, сумматор, блок сравнения, элемент задержки 1. Эффективность работы таких устройств резко снижается при наложении на передаваемое сообщение щумов, и они имеют неравномерный поток выходных данных Известны также передатчики устройств для телеизмерения, содержащие блок отбора информащ и, адаптивный дискретизатор, блок уставокадаптивного дискретизатора, блок времени, анализатор частоты отсчетов и выходной блок 2. В таких устройствах достигается равномерный поток выходных данных путем изменения точности передаваемых сообщений и они также не дают эффективного сжатия сообщений в присутствии г1омех. Наиболее близким по технической сущности является устройство для передачи информации со сжатием данных, содержпп1ее коммутатор, первый и второй выходы которого подключены соответствешю к первым входам блока оценки интервала корреляции и первой ячейки памяти и через блок вычисления характеристик помех к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом блока ключей, к информационным входам которого подключены выходы ячеек блока памяти, выход блока ключей и второй выход блока управления подключены ко входам сумматора, выход.блока сравнения соединен с первым входом ячейки существенных отсчетов блока памяти, выход каждой предыдущей ячейки блока памяти подключен ко входу каждой последующей ячейки блока памяти, выходы синхронизатора соединены с синхронизирующими входами блока сравнения и блока управления, регистр вьщачи, регистр сдвига оценок и регистр контрольных величин 3. Недостатком этого устройстваявляется неравномер1п 1Й поток выходных отсчетов. Неравномерность обусловлена случайным характером формирования существенных отсчетов. .Вторым недостатком устройства является отсутствие связи между блоком оденки интерва ла корреляции и блоком памяти, что приводит к усложнению блокаоценки и ёрМЯа корреляции. Третьим недостатком устройства является длительное время выполнения операций сравнения оценки входного параметра и контрольной величины, которая осуществля ется поразрядно с помощью сдвигающих регистров.,. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Цель достигается введением блока ассоциа. тивной выборки, выход сумматора соединен со вторым входом ячейки существенных отсче тов блока памяти и с первым входом блока срав нения, выход которого подключен ю; второму входу первой ячейки блока памяти, выход ячейки суцдественных отсчетов блока памяти соединен с соответствующим входом блока ключей, выходы ячеек блока памяти подключены к соответствующим входам блока оценки интервала корреляции и блока ассоциативной выборки, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока сравнения и со входом регистра выдачи. Существенные отсчеты считываются для передачи в регистр выдачи равномерно во времени с помощью блока ассоциативной выборки; на блок оденки интервала корреляции подаются одновременно несколько отсчетов входного сигнала из блока памяти, образующ интервал, на котором анализируется количество пересе ний нулевого уровня; На сумматор из блока памяти, через блок ключей подается последний существенныйотсчет со знаком минус, в результате Чего на сумматоре вычисляется разность оценки текущего входного Обсчёта и оценки последнего существенного отсчета, подаваемая затем на блок сравнения с целью рещения вопроса о значимости текущего отсчета. / На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства передачи сооб щений, состоящего из коммутатора 1, ячеек памяти , входящих в состав блока памяти 3, блока оценки интервала корреляции 4, блока вычисления характеристик помех 5, блока управления 6 и сумматора 7, входящих в блок 8 вычисления оценок входных сигналов, блока ключей 9, блока ассоциативной выборки 10, входов устройства 11, блока сравнения 12, регистра вьщачи 13, ячейки существенных отсчетов 14, синхронизатора 15, выходов устройства 16 и 17. Рассмотрим работу устройства передачи информа1аш. Для простоты предположим, что устройство является одноканальным. В момент первого опроса t. -го канала коммутатор 1 пропускает первый отсчет S на вход ячейки 2у блока памяти3, где он запоминается, и на вход блока оценки интервала корреляции 4. Цри зтом на вход блока вычисления характеристик помех 5 подается аналоговый сигнал с аналогового выхода коммутатора. Блок оценки интервала корреляции анализирует поступающие из ячеек блока памяти 3 N прощедщих отсчетов входного процесса и подсчитывает среднее число нулей среди поступивщих значений. Так как ячейки при приеме первого отсчета остаются пустыми, блок оценки интервала корреляции выдает в вь1числительный блок сигнал об отсутствии корреляции процесса. Следует отметить, что в прототипе получение нового значения числа нулевых отсчетов в блоке оценки интервала корреляции требует отрезка врем.ени, равного N периодам дискретизации входного процесса, в то время как в данном - только одного периода дискретизации. Блок вычисления характеристик помех 5 на основании анализа процесса, поступающего с аналогового выхода коммутатора 1, вычисляет характеристики помехи и также передает информацию о ней в блок управления 6 блока вычислешй оценок входных сигналов 8. Блок управления 6 предназначен для управления сумматором 7 и блоком ключей 9. По сигналу от блока 6 блок ключей 9 подключает ко входу сумматора 7 такое количество ячеек блока памяти 3, чтобы получить наилучщую оценку входного отсчета путем взвещенного суммирования содержимого ячеек памяти на сумматоре. Так как рассматриваемая выборка является первой, то блок управления 6 по сигналу отсутствия корреляции из блока 4 подключит ко входу сумматора с помощью блока ключей 9 только одну ячейку 2 из блока памяти. При обработке первого отсчета синхронизатор 15 выдает управляющий сигнал в блок сравнения 12, который формирует сигнал неизбыточности ячеек 14 и 2- .По этому сигналу в ячейку 14 переписывается оценка отсчета с выхода сумматора, а в ячейку 2 заносится ассоциативный признак неизбьпочности отсчета, содержащегося в этой ячейке (таким признаком может являться, например, единица, в специально отведенном разряде ячейки). Аналогичным образом обрабатываются первые отсчеты. по всем каналам (t -1,23...П), где п - число каналов. Обработка вторых -821, и последующих 8ц| отсчетов происходит следующим образом. Пусть в момент t коммутатор 1 коммутирует t -и канал. Тогда на цифровом выходе коммутатора появится отсчет , который подается в ячейку 2 блока памяти 3, где он запоминается. Одновременно происходит последовательная перезапись содержимого ячее памяти в ячейки с- большим индексом: 2-N-2 N-ir- 9 . N-Ji-- l 2 , , где (-) означает пересылку. В момент перезаписи отсчеты с выходов ячеек памяти 2.,-2 , а также с 1:ифрового Выхода коммутатора поступают на входы блока оценки интервала корреляции 4. Блок 4 вычисляет количество нулевых отсчетов среди этих N+ 1 отсчетов и передает в блок 6 величршу, обратную этому количеству. На дру гой вход блока 6 из блока вычисления ха; рактеристик помех, который определяет уровень помех путем фильтрации аналогового сигнала, подается информация об уровне поме Блок 6 на основании информации о помехах и о степени корреляции отсчетов по заданному алгоритму вычисляет количество прошлых отсчетов, необходимых для получе ния наилучшей оценки отсчета путем взвешенного суммирования. Затем по сигналу от синхронизатора 15 блок 6 выдает управляющий сигнал в блок ключей 9, где открывается нужное количество ключей, предварительно вычисленное в блоке При этом соответствующее количество отсчето через блок 9 проходит на вход сумматора 7 для взвешенного суммирования. Затем в блоке 9 открывается ключ, пропускающий на вход сумматора оценку последаего существенного отсчета , , содержащегося в ячейке 14 блока памяти, со знаком минус. Полученная на выходе сумматора разность оце нок текущего и последнего существенного отсчета подается на блок сравнения 12, где она сравнивается с допуском, поступающим из блока ассоциативной выборки. Если эта разность превышает допуск, то блок сравнения выдает сигналы в ячейку 14 блока памяти 3, по которому ее содержимое сбрасывается и в ячейку 2, по которому к содер жимому этой ячейки добавляется ассоциативныи признак существенности отсчета в этой ячейке. Так как содержимое ячейки 14 сброшено, то оценка последнего существенного отсчета со знаком минус на сумматор 7 больше не поступает и на его выходе возникает оценка текущего отсчета . Эта оценка по сигналу от блока сравнения записывается в ячейку 14. После этого устройство готово к приему следующего отсчета. Считывание сущес венных отсчетов в регистр вьщачи и из него на выход устройства производится равномерно 5-6 во времени по инициативе блока ассоциативной выборки и с его помощью. Когда наступает момент подачи в регистр вьщачи 13 очередного существенного отсчета, блок ассоциативной выборки анализирует содержимое ячеек памяти 3 на наличие в них ассоциативного признака существенности отсчета. После выявления всех ячеек с признаками существенности блок 10 считывает содержимое той из выявленных ячеек, индекс которой больще. При этом признак существенности сбрасывается. В случае, когда считывание происходит из ячеек с индексами,близкими к N , что означает угрозу потери существенного отсчета, блок 10 выдает сигнал в блок сравнения 12 для увеличения допуска. После увеличения допуска средний интервм между существенными отсчетами возрастает, а вероятность того. , существеннь.й отсчет останется несчитанным, снизится. При считывании существенных отсчетов из ячеек-с, MalibiMH индексами блок 10 выдает сигнал в блок 12 для снижения допуска, что уменьшает средний интервал между существенными отсчетами и снижает вероятность отсутствия существенного отсчета в ячейках 2 - 7.N при очередном считывании в регистр вь1Дачи. В случае многоканального устройства, кажда„ ячейка 2. представляет собоЙ блок памяти я ячейка 2 представляет обой блок i На число слов, равное числу каналов - П Ассоциативный признак существенности может быть указан в виде п -разрядного.слова, каждый разряд которого соответствует одному из каналов. При этом при наличии существенного отсчета в канале, в разряд признака, соответствующий этому каналу, должна быть записана единица. Такой признак является групповой служебной информацией. Блок ассоциативной Выборки в этом случае работает следующим образом. Когда Наступает время передачи очередного существенного отсчета, блок ассоциативной выборки просматривает все ассоциативные признаки. Затем из ячеек, содержацц1х ненулевые признаки, выбирает ту, индекс котор ж наибольший. После этого блок анализирует в каком разряде этого признака содержится первая единица и считывает отчет, соответствующий этому разряду. После считывания разряд, соответствующий считанному каналу, автоматически сбрасывается. Служебная информация, сопровождающая каждый существенный отсчет, считьшается с выхода 17 блока 10. Предлагаемое устройство осуществляет буферизацию случайного потока сжатых данных. При этом в качестве буферного запоминающего ycTpofictBa используется память самого устройства сжатия данных. Это позволяет более эффективно использовать память. Совокупность блока памяти 3 и блока ассоциативной выборки не является блоком ассоциативной памяти, так как запись в эту память осуществляется аппаратно, и ячейки 24,2 , ..., 2j Недоступны для прямой записи. Такой блок памяти легко реализуется на современной мик роэЯектронной базе логических элементов и элементов .

Формула изобретения

Устройство для передачи сообщений со сжатием данных, содержащее коммутатор, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первым входам блока оценки интервала корреляции и первой ячейки блока памяти и через блок вычисления характеристик помех к первому входу блока управле- . ния, первый выход которого соединен с управляющим входом блока ключей, к информационным входам которого подключены выходы ячеек блока памяти, выход блока ключей и второй выход блока управления подключены ко входам сумматора, выход блока сравнения соединен с первым входом ячейки существенных отсчетов блока памяти, выход каждой

484858

предьщущей ячейки блока памяти поДключей ко входу каждой последующей ячейки блока памяти, выходы синхронизатора соединены с синхронизирующими входами блока сравнения 5 и блока управления, и регистр выдачи, о тличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия устройства, в него введен блок ассоциативной выборки, выход сумматора соединен со вторым входом ячейки 10 существенных отсчетов блока памяти и с первым входом блока сравнения,выход которого подключен ко второму входу первой ячейки блока памяти, выход ячейки существенных отсчетов блока памяти соединен, с со15 ответствующим входом блока ключей, выходы ячеек блока памяти подключены к соответствующим входам блока оценки интервала корреляции и блока ассоциативной выборки, первый и второй выходы которого соединены 20 соответственно со вторым входом блока сравнения и со входом регистра выдачи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 531158, 5 кл. G 08 С 19/16, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 319954, кл. G 08 С 19/16, 1970.

3.Авторское свидетельство СССР № 365847, кл. Н 04 В 1/66, 1971 (прототип).