Устройство для передачи данных с сокращением избыточности

 

ОП ИСАНИЕ 921114

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцнапнстнческнк

Респубпнк

{6I ) Дополнительное к авт. свил-ву

{22) Заявлено 15. 05. 80 (21) 2924424/18-09 с прнсоеднненнем заявйн At (23) Приоритет (5l)Ì. Кл.

Н 04 L 25/16

1ееударстееекые кемвтет

СССР

00 делам нзоеретений н Открытке

ОпУбликовано 15 04.82. Бюллетень ¹ 14 (5 ) удК 621.39 (088.8) Дата опублнковання опнсання 17. 04 82 (72) Авторы . нзобретення

И. И. Миронов и В. И. Миронов

Высшая школа профсоюзного движения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С СОКРАЩЕНИЕМ

ИЗБЫТОЧНОСТИ

Изобретение относится к передаче данных и телеметрии и может быть использовано в цифровых системах передачи измерительной информации и системах управления.

Известно устройство для передачи данных с сокращением избыточности, содержащее накопитель, формирователь служебных комбинаций, и рвый выход которого через блок выбора апертуры подключен к первому входу блока срав нения, а также блок синхронизации и управления, выход которого подключен к тактовым входам комм татора, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и IS . формирователя синхронного потока сигналов, выход которого подключен ко входу передатчика, при этом выход коммутатора подключен ко входу АЦП 11) .

Недостатком данного устройства является чувствительность к сбоям и шумам во входном сигнале.

Цель изобретения — повышение пропускной способности и помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи данных с сокращением .избыточности, содержащее накопитель, формирователь служебных комбинаций, первый выход которого через блок выбора апертуры подключен к первому входу блока сравнения, а также блок синхронизации и управления, выход которого подключен к тактовым входам коммутатора, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и формирователя синхронного потока сигналов, выход которого подключен ко входу передатчика, при этом выход коммутатора подключен ко входу АЦП, введены формирователь сигнала инверсий и последовательно соединенные формирователь импульсов интервалов стационарности, элемент И, формирователь ранжированного сигнала и усредняюций блок, выход которого подключен к первому ин3 921 11 формационному входу формирователя синхронного потока сигналов, к второму информационному входу которого подключен второй выход формирователя служебных комбинаций, при этом выход АЦП не-S посредственно и через накопитель под- ключен. к первому и второму входам формирователя сигнала инверсий, выход которого подключен к второму входу бло ка сравнения,, а выход блока срав" lo нения подключен ко входу фор" мирователл импульсов интервалов стаци"онарности, к тактовому входу которого, а также к тактовому входу формирователя сигнала инверсий подключен выход блока синхронизации и управления, при этом второй выход накопителя подключен к второму входу элемента И, выход ко- торого подключен к информационному входу формирователя служебных комби20 наций.

На чертеже представлена структур:ная схема устройства.

Устройство содержит коммутатор 1, аналого-цифровой преобразователь (Anil >s

2, Формирователь 3 сигнала инверсий, блок 4 сравнения,.формирователь 5, импульсов интервалов стационарности,элемент И 6,формиС.»ватель 7 ранжированного сигнала,усредняющий блок 8,формирователь 9 синхронного потока сигналов, 30 передатчик 10» накопитель 11, блок

12 синхронизации и управления, формирователь 13 служебных комбинаций; блок 14 выбора апертуры.

Устройство работает следующим образом.

На входы входного коммутатора 1 поступают аналоговые измерительные сигналы. Через заданные интервалы времени, определяемые сигналами с выхода блока 12 синхронизации и уп". равления, отсчеты входных сигналов поступают .в АЦП 2, в котором отсчеты х,, x2 ° ...,х„ квантуются по уровню и преобразовываются в двоичный код.

Коды отсчетов накапливаются в накопителе 11 и, по ним в формирователе 3 сигнала инверсий формируется сигнал инверсий Ti следующим образом.

Если х; > х>, то .текущий сигнал инверсий Т =1» если х; «< ХЭ, то Т,-.О, где i=1,2,..., и-1; j=i +1, 1+2,.....

Сигнал. инверсий Т; формируется путем суммирования текущих сигналов инверсий. Затем сигнал Т; сравнивает- SS ся в блоке 4 сравнения с пороговыми сагваяами Т»»» и Т»»»,„ » которые поступают с выхода блока 14 выбора апео1 туры. Значения пороговых сигналов задаются для выбранного и постоянного уровня значимости 2 в виде таблиц или вычисляются по соответствующим Формулам. Если в результате сравнения в момент времени (i+1) условие

I . Ti»nin < TTi ima (1) не выполняется, то все отсчеты х,, х,...., х; х„ст» образуют первый, интервал стационарности входного сигнала, который отмечается импульсами, вырабатываемыми по сигналам с выхода блока 4 сравнения формирователем 5 импульсов интервала стационарности..

Для с пределения границ второго интервала стационарности второго сигнала процедура формированйя сигнала инверсий повторяется для следующих

xrlcTi отсчетов.:Сигнал инверсий сравни-. вается с внов6 генерируемыми пороговыми сигналами и в момент нарушения условия (1) формируется граничный импульс второго интервала стационарности входного сигнала и так далее.

Накопленная последовательность отсчетов, соответствующая первому интервалу стационарности, с выхода накопителя 11 поступает через элемент И 6, на другой вход которого подан.разрешающий импульс соответствующего интервала стационарности, на вход формирователя 7 ранжированного сигнала. Из последовательности отсчетов на выходе формирователя 7 ранжированного сигнала формируется ранжированная (упорядоченная) последовательность,. в которой отсчеты следуют в порядке возрастания их значений. Далее, в ус- . редняющем блоке 8 в качестве существенного отсчета на каждом из интервалов стационарности выделяется средний отсчет (медиана ранжированной последовательности отсчетов), если число отсчетов на интервале нечетное. Если же число отсчетов четное, то величина, существенного отсчета равна полусумме величины двух средних отсчетов.

Существенный отсчет Хтр является защищенным от помех во входном сигнале (шумов источника), так как отсчеты с большими и малыми значениями располагаются на концах ранжированной последовательности отсчетов. Хт> характеризует оценку полезного сигна ° ла на интервале стационарности п » .

Аналогично .определяется существенный отсчет x

Формула изобретения

5 ционарности п т и т iдi Вплоть до хт на интервале п,т, где 3=1,2,3,.;. число интервалов стационарности.

Для.получения защищений от помех (сбоев) в канале связи оценки хт> полезного сигнала после выравнивания потока отсчетов в формирователе

9 синхронного потока сигналов осуществляется "размножение" х на интервале стационарности путем и -крат 1о ного повторения его при передаче, где и =2m 1, m=1,2,3... При m=1 . на интервале пст формируется троированная оценка сигнала xr . Для восстановления сигнала возможно использование на приемной стороне мажоритарных логических процедур в которых значение х» определяется методом "голосования". При этом лишь при воздействии помехи одновременно 2о на два отсчета х одного интервала стационарности восстановление станет не точным.. При m=O имеет место максимальный коэффициент сокращения избыточности (сжатия) данных

1 еж = Г 2) где n - объем исходных данных;

Г - число интервалов стационарности, Восстановление полезного сигнала Зо на приемной стороне по существенным отсчетам хт> может производиться полиномом нулевой степени или с помощью других методов восстановления.

Таким, образом, данное устройство обеспечивает большую степень сокраще ния избыточности, точность и досто- верность восстановления полезного сигнала по сравнению с апертурными устройствами сжатия. Погрешности восстановления оценки тренда (полез" ного сигнала) при отустствии в данных сбоев и при выборе соответствующей величины уровня значимости составляет маКсииально 54, а при на.:личии до 5Я сбойных отсчетов эта погрешность увеличивается в 3 раза (при том же значении уровня значимости) . Устройство является адаптивным и непараметрическим, что делает

50 ,.его эффективным для обработки любых реализаций измеряемых процессов при отсутствии априорной информации о свой ствах процесса и его составляющих.

Устройство для передачи данных с сокращением избыточности, содержащее накопитель, формирователь служебных комбинаций, первый выход которого через блок выбора апертуры подключен к первому входу блока сравнения, а также блок синхронизации и управления, выход которого подключен к тактовым входам коммутатора, аналого-цифрового преобразователя(РЦП) и формирователя синхронного потока сигналов, выход которого подключен ко входу АЦП, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности и помехозащищенности, введены формирователь сигнала инверсий и последовательно соединенные формирователь импульсов интервалов стационарности, элемент И, формирователь ранжированного сигнала и усредняющий блок, выход которого подключен к первому информационному входу формирователя синхронного потока сигналов к второму информационному входу которого подключен второй выход формирователя служебных комбинаций, при этом выход АЦП.непосредственно и че" рез накопитель подключен к первому и второму входам формирователя сигнала инверсий, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, а выход блока сравнения подключен.ко входу формирователя импульсов интервалов стационарности, к тактовому входу которого, а также к тактовому входу формирователя сигнала инверсий подключен выход блока синхронизации и управления, при этом второй выход накопителя подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к информационному входу формирователя служебных комбинаций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ольховский Ю.Б., Новоселов О.Н

Иановцев А. П. Сжатие данных при те леизмерениях. И., "Советское радио", 1971, с. 134-135 (прототип)..

921114

Составитель Г. Лерантович

Редактор А. Долинич Техред А. Ач Корректор Л. Бокн ан

Заказ 2384/76 Тираж 685 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Т филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4