Устройство для передачи информации

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (д) 4 G 08 С 19/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

r„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И,", :

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 Ф А,е", Д (2 1,) 4123941/24-24 (22) 23.06.86 (46) 23.04.88. Вюл. М 15 (72) С.С.Кукушкин (53) 621.398(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)Р 777843, кл. Н 04 L 5/22, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к телеметрии и связи и позволяет повысить достоверность. передаваемой информации за счет схемы кодирования, используя переход от двоичного вещественного модуляционного алфавита

1 О, 1) к троичному комплексному модуляционному альфавиту $S, S,,S и (Т T T ) где 8 и Т сим волы амплитудно-импульсной (АИМ) и широтно-импульсной (НИМ) модуляций.

Схема кодирования получена из двух предпосылок: технической реализации блока формирования сигналов кодовых комбинаций, позволяющей. перейти от двоичного кодирования к кодированию символами Т Т,, Т... и выводов теоремы Маркова, говорящих о том, какими логическими связями должны быть связаны символы (0, 1) двоичного

1390626 кода с вновь вводимыми символами

jT, Т,, Т ) . Устройство содержит блок 1 уплотнения каналов, передающий блок 2, блок 3 синхронизации, в

Н информационных каналах 4» - 4„ преобразователи 5» — 5„ НИМ вЂ” AHM буферные накопители 6» — 6»», блоки

7 » — 7 » формирования импульсов кодовых комбинаций и датчики 8 » — 8м.

Блоки 7» — 7» содержат триггеры 9, 10, 11, 12, 27, элементы 13, 14, 15 задержки, формирователи 16, 17, 18, 19 импульсов, элементы ИЛИ 25, дифференцирующий элемент 26. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к телеметрии и технике связи и предназначено для уменьшения вероятности ошибочно го приема данных без введения струк5 туркой избыточности в передаваемый сигнал.

Цель изобретения — повышение достоверности информации.

На фиг.1 приведена структурная блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит (фиг.1) блок

1 уплотнения каналов, передающий блок 2, блок 3 синхронизации и в И информационных каналах 4» — 4 » преобразователи 5, — 5,» НИМ-АИМ, буферные накопители 6» — 6, блоки 7, — 7я формирования импульсов кодовых комби- 20 наций и датчики 8, — 8»» цифровой информации. Блоки 7, — 7и формирования импульсов кодовых комбинаций содержат триггеры 9-12, элементы 13-15 задержки, формирователи 16-19 импульсов, 25 выполненные на дифференцирующих элементах 20 и пороговых элементах 21 и 22; элементы И 23 и 24, элемент

ИЛИ 25, дифференцирующий элемент 26, триггер 27, 30

Задача кодирования в предлагаемом устройстве сводится к замене последовательности символов а ... а»,..., ;»», некоторое конечное множество котор" 35 образует слова А, =:- а,, а;,...,а;,», последовательностью. символов нового алфавита S, S», Б учитывающего, например, логическую взаимосвязь предшествующего и последующего символов а; ° а;;„и а;,, а;;„,, а;1,., которую в терминах дискретной математики можно выразить следующим об1 азом: а;,Uа,,=а;,Uа;,=S(00,11); а„U а; = а; U а» а;,=S, (10,001);

S< (101) . (1)

Это значит, что в новом алфавитном кодировании символ S сооветству-. ет кодовым комбинациям 00 и 11 в дво1 ичном представлении, символ S, — кодовым комбинациям 10 и 001, а символ

Я вЂ” кодовой комбинации 101.

Приведенное логическое описаниЕ является следствием теоремы Маркова, на основе которой можно сделать вы-. вод: обладает ли введенное алфавитное кодирование свойством взаимной, однозначности или нет? Схема кодирования (1) получена, исходя из двух предпосылок: технической реализации (фиг.2), позволяющей перейти от двоичного кодирования к кодированию сим— волами S, S, S, и выводов теоремы Маркова, говорящих о том. какими логическими связями должны быть связаны символы двоичного кода с вновь

Вводимыми симВолами БОq S»> Sg Для

1390626 того, чтобы обеспечивалось взаимно однозначное кодирование (возможность декодирования) и чтобы последний двоичный символ в предыдуцей кодовой комбинации повторялся, т.е. был бы первым символом следуюцей кодовой комбинации.

Из схемы кодирования (1) следует, что символы S и S< являются неприводимыми, поскольку цопускают более ,одной расшифровки. С возможными расшифровками связаны разбиения слов

А на элементарные Коды, представленные символами (Б, Б,, S ), на верхние Т, и нижние Т так, напри-. мер, как это показано на фиг.1. Исходной предпосылкой для разбиений является представление кодовых комбинаций в двоичном представлении 00 и 11 символом S, кодовых комбинаций 10 и 001 символом S и кодовой комбинации 101 символом Б . Пусть необходимо перевести в новое алфавитное кодирование следующую после- 25 довательность двоичных символов:

10101000111100101 (N = 17) . Поскольку число символов в одной кодовой комбинации равно двум и трем, то при разбиении анализу .также должны 30 в первую очередь подвергаться три первых символа. Например, три первых символа в последовательности

101. Такая комбинация в выбранной нами схеме кодирования (1) есть и

35 соответствует она сигналу Sq

Принятая последовательность

Восстанов! О !

Устройство работает следующим об55

Датчик 8 цифровой информации вырабатывает последовательность двоичных чисел.В блоке 7 формирования сигналов кодовых комбинаций формируется ленное сообщение

Повторяющиеся символы кодовых (фиг.2) комбинаций обведены с целью .более наглядного отображения принципов восстановления цифровой комбинации при декодировании. Совпадение повторяющихся символов при приеме свидетельствует об исключении однократных ошибок в восстановленных сообщениях. Таким образом, передаваемая последовательность оказывается связанной посредством повторения последних символов каждой кодовой комбинации в единую последовательность сигналов, разрыв которой при ошибочТ< S S, Sî S< $2 »

1 О 1 О 1 О О 0 1 1 1 О 0 1 1 1 (2) l Л

Т Х, Б Б<Б< БрБ< Бс< >оБо Б.< Б< Бд (3) В соответствии с выдвинутым требованием к новому алфавитному кодированию, заключающемуся в том, что очередная кодовая комбинация начинается с последнего двоичного символа предыдущей комбинации, следующее разбиение Т должно производиться с перекрытием на один двоичный символ (фиг.1). При этом снова должны анализироваться следующие три символа

10 1, которые соответствуют сигналу

Б . Следующей комбинацией из трех символов является 100, но в принятой схеме (1) кодирования такой комбинации нет, а есть комбинация иэ двух символов 10, которой соответствует сигнал S . Последующие разбиения выполняются аналогичным образом. В результате проведенных преобразований вместо последовательности двоичных символов (2) формируется последовательность (3) ортогональных символов

Б Б Б< БеБ< БоБ оБоБ< Б < Б 2 декодирование которых связано с обратньг< рассмотренному процессом объединения повторяющихся символов:

1 ном приеме одного из сигналов ("

Б, S,, S ) может быть легко уста:новлен. Вследствие этого становится ,возможным при том же числе информационных сигналов, что и у известного кода, обнаружение ошибочно принятых одиночных сигналов.

1390626 модулированный по длительности сигнал, у которого изменение полярности при переходе символа 1 производится в середине тактового интервала, при переходе символа О, за .которым также э следует О, полярность меняется в конце тактового интервала, а при переходе с О, за которым следует полярность сигнала не изменяется. 10

Один из возможных вариантов технической реализации формирования кодо- вых комбинаций по сформулированному правилу представлен на фиг.1 и поясняется временными диаграммами при- 1 веденными на фиг.2. Преобразователь

5 П!ИИ в AHM преобразует кодовые комбинации, представленные на выходе блока 7 формирования сигналов кодовых комбинаций в виде дискретных ин- 20 тервалов длительностью 2Т,, 3/2Т, и

Т,, в сигналы S, Б, и S, трех— позиционной AHM.

В отличие от изве..тного кода ко- 25 довые комбинации в предлагаемом устройстве отличаются большей равномерностью. Здесь нет сигналов, содержапц х информацию об одном символе. Однако сигналы S, S S. сформиро- 30 ванные на выходе преобразователя 5

lllHM в АИМ (фиг.2), сохраняют ту же нерегулярность следования, что и у известного кода, вследствие чего затруднен последующий процесс уплот35 нения каналов. С целью устранения нерегулярности следования сигналы кодовых комбинаций S, S S запо:минаются в буферном наконителе 6 .

Для установления периодичности по- 40 ступления сигналов сформированных кодовых комбинаций в блок 1 уплотнения каналов их считывание из буферного накопителя 6 производится синхронизирующей последовательностью (фиг.2), вырабатываемой блоком 3 синхронизации. При этом для уменьшения ошибок, вносимых блоком 1 уплотнения каналов в передаваемые сообщения вследствие переходных искажений, имSG пульсы кодовых комбинаций Б, Б<, Б расширяются на период следования считывающей последовательности сигналов синхронизации (фиг.2) . Сформированные сигналы кодовых комбинаций различных каналов подвергаются временному или частотному уплотнению в блоке i уплотнения каналов.

Передающий блок 2 осуществляет передачу уплотненного группового сигнала по радиоканалу или линии связи.

Блок 7 формирования сигналов кодовых комбинаций (фиг.1) работает следующим образом. Сигналы от датчика 8 цифровой информации, засинхронизированные синхронизирующей последовательностью (фиг.2б) и представляюшие собой последовательность импульсов, совпадающих с моментами передачи двоичного символа 1 (фиг.2в), подвергаются дифференцированию и ограничению снизу в формирователе 16.

Сформированными импульсами устанавливается триггер 9 в состояние с высоким потенциалом на выходе, а импульсами, представляющими собой результат дифференцирования в элементе 20 и ограничения снизу пороговым элементом 22 сигналов синхронизации (фиг.2б), триггер возвращается в исходчое состояние. Последовательность импульсов (фиг.2г), формируемых триггером 9, дифференцируется элементом 20 и ограничивается снизу пороговым элементом 21 (фиг.2д). Сформированные импульсы расширяются триггером 12 (фиг.?е), Одновременно путем дифференцирования импульсов синхронизации (фиг.2б) элементом 20 и ограничения сверху в пороговом элементе 21 формируются импульсы, устанавливающие триггер 27 в соответствующие состояния (фиг.2ж). Сформированная тригге-.ром 27 последовательность импульсов (фиг.2ж) поступает на третий вход второго элемента И 24,Элемент И 24 открывается для прохождения импульсной последовательности (фиг.2ж) толь ко на время совпадающих низких потенциалов на выходах триггеров 11 и

9 (фиг.2к). Элемент ИЛИ 25 объединяет импульсные последовательности на фиг.2к и е в последовательность на фиг.2л. При этом объединенная импульсная последовательность находится в полном соответствии с принятым правилом кодирования (1) цифровой информация. Результаты дифференцирования элементом 26 (фиг.2м<) объединенной импульсной последовательности (фиг.2л) представляют собой интервалы 2Т, 3/2Т,, Т соответствующих кодовых комбинаций S (101),S, (10, 001), S „ (00, 11) и являются выходным сигналом блока.

7 13906

Предлагаемое устройство отличает" ся от известных возможностью обнаружения одиночных ошибок без введения структурной избыточности в передаваемыи сигнал. Устройство обеспечи5 .вает при той же пропускной способности канала связи в 1,66 .раза большую избыточность декодируемого кода (Г

i,66 F ) по сравнению с передачей 10 тех же сообщений последовательностью двоичных сигналов, формируемых беэ учета правил логического кодирования.

Формула изобретения

1 ° Устройство для передачи информации, содержащее блок уплотнения каналов, выход которого соединен с входом блока передачи, выход которого является выходом устройства, и в каждом информационном канале последовательно соединенные датчик и формирователь сигналов кодовых комбинаций, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения достоверности: информации, в устройство введены блок синхронизации и в каждый информационный канал введены преобразователь

ПИИ - АИИ и буферный накопитель; выЗО ход блока формирования кодовых комбинаций соединен с входом преобразователя ШИН вЂ” АИИ, выход которого соединен с информационным входом буферного .накопителя, синхронизирующие входы датчика, блока формирования сигналов кодовых комбинаций и буферного накопителя каждого информационного канала подключены к выходу блока синхронизации, выход буферного 4О накопителя каждого информационного канала соединен с соответствующим информационным входом блока уплотне26 ния каналов, синхронизирующий вход которого подключен к выходу блока синхронизации.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования сигналов кодовых комбинаций содержит формирователи импульсов, триггеры, элементы задержки, элементы И, элемент ИЛИ и дифференцирующий элемент, выход которого является выходом блока, выход первого элемента И соединен через первый формирователь импульсов с S-входом первого триггера, первый выход второго формирователя импульсов соединен непосредственно с R-входом первого триггера, S-входом второго триггера и через первый элемент задержки с

R-входом второго триггера, выход которого соединен с первьпч входом первого элемента И, второй выход второго формирователя импульсов соединен непосредственно с R-входом и через второй элемент задержки с S-входом третьего триггера, выход которого соединен непосредственно с первым входом второго элемента И . и через третий формирователь импульсов с R-входом четвертого триггера, выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И с входом четвертого формирователя импульсов, выход которого соединен непосредственно с

S-входами третьего и четвертого триггеров и через элемент задержки с

R-входом четвертого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход третьего триггера соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом дифференцирующего элемента.

1390626

9 0 О 1 / 1 О 1

If 1Г 1Г

1I 1 7 1Г.М 1ГЧ Ч 1Г ПГ ГТ, ) 1Л Е1 3

Г Т7

Ы

Составитель Н.Бочарова

Редактор Л.Гратилло Техред N.Õñäàíè÷ Корректор Г.Решетник

Заказ 1768/47 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва„ Ж-35, Раушскан наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4