Способ контроля принимаемых дискретных сигналов

Союз Соеетския Социалистическик РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕПЛЬСТВУ вв 858057(61) Дополнительное и авт. сеид-ву(22) Заявлено 100779 (21) 2794510/18-24с присоединением заявки йо(51)М. Кл. С 08 С 19/28 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(5 ОСОБ КОНТРОЛЯ ПРИНИМАЕМЫ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ ретав 0 30 Изобретение относится к вычислительной технике и системам связи, вчастное и к способам обнаружения икоррекции искажений в системах педачи и хранения информации, предсленной в виде последовательности цифровых электрических сигналов,Известен способ передачи дискретной информации избыточными кодами,при котором на передающей сторонеинформацию от источника вводят группами по К информационных элементовс проверочными элементами контрольной свертки, образующих кодовое слово, осуществляют текущий следящийприем передаваемого кодового словас демодуляцией информационных злементов, а на приемной стороне осуществляют обнаружение ошибок 1).Известный способ обладает недостатками - необходимостью проведенияна передающей стороне преобразованийнад основными электрическими сигналами для получения дополнительныхконтрольных сигналов, которыезатем передаются или запоминаютсявместе с основными, и проведениеманалогичных преобразований на приемной стороне для определения наличияи местоположения ошибки. 2Кроме того, выполнение преобразований по определенному закону приводит к тому, что известный способ оказывается сложным в реализации,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ контроля принимаемых дискретных сигналов, заключающийся в том, что последовательность дискретных сигналов квантуют по уровню и по времени, формируют дублирующую ее последовательность, изменяют фазу каждого квантованного сигнала в дублирующей последовательности на противоположную и по результатам Формируют контрольную последовательность 2)Недостатком иэвестното способа является необходимость многократного использования основных электрических сигналов, что снижает эффективную скорость передачи информации.Цель изобретения - повышение скорости приема сигналов.Поставленная цель достигается тем что в способе, заключающемся в том, что последовательность принимаемых дискретных сигналов квантуют по уров ню и по времени, формируют дублирующую ее последовательность, изменяют858057фиг,7Составитель Е. Бакеев Редактор А.Шишкина Техред А, Бабинец Корректор С. Щомак Заказ 7252/83 Тираж 691 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпэ делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 415 На фиг.1 приведеныа) исходные и соответствующие имквантованные по уровню и по временис периодом Г электрические сигналы;б) последовательности, дублирующие исходные электрические сигналы,разбитые на три интервала времени- 1 и отделенные друг от другаийтервала.и Св) электрические сигналы трехинтервалов времени и соответствующие им задержанные электрическиесигналы с учетом изменения фазы;г) контрольные электрические сигналы, соответствующие сумме по модулю задержанных электрических сигналов;д) основные и контрольные электрические сигналы, используемые припередаче или хранении информации.На фиг,2 в деталях показан процесс задержки и изменения Фазы электрических сигналов трех интерваловвремениа) исходная последовательностьэлектрических сигналов;б,д,з) значения амплитуды электрических сигналов в пределах последнего периода квантования и соответ"ствующих временных интервалов;в,е,и) электрические сигналы оставшихся периодов, соответствующихвременных интервалов с учетом изменения фазы;г,ж,к) результирующие и соответствующие им задержанные электрические сигналы временных интервалов. На фиг,3 показан,коррекции искажения тричес сого сигнала а) искаженные на щие им квантованныесигналы; процесс поиска ицифрового элеки соответствуюэлектрические45 фазу каждого квантованного сигнала вдублирующей последовательности напротивоположную, дублирующую последовательность сигналов разбивают наряд пропорциональных периоду квантования интервалов, длительность наименьшего из которых не менее трех периодов квантования, а длительностьинтервалов между исходными последовательностями дискретных сигналов не менее длительности наибольшего интервала квантования, сигналы каждого интервала дублирующейпоследовательности задерживают навремя, пропорциональное периодуквантования внутри каждого отрезкадублирующей последовательности определяют значение амплитуды сигналав пределах последних периодов квантования и в соответствии с ним и счислом периодов квантования изменяют на противоположную фазу сигналов оставшихся периодов квантованиякаждого отрезка дублирующей последовательности. б) последовательности, дублирующие исходные электрические сигналы,разбитые на интервалы;в) содержащие искажение электрические сигналы трех интервалов времени и соответствующие им задержанные электрические сигналы с учетомизменения фазы;г) электрические сигналы, полученные в результате сравнения контрольных электрических сигналов спервоначальными:д) скорректированная на 38 последовательность электрических сигналов;На фиг.4 приведенча) примеры электрических сигналов, искаженные на с,С,Сз и с,б) контрольные сигналы, соответствующие искажениям Г -г ,в) контрольные сигналй, соответствующие основным электрическим сигналам без искажений.На фиг,5 приведен пример формирования контрольных электрическихсигналов с задержкой первого интервала на Т= 13 Г, и второго - наТ = 9 Г.На фиг,б в деталях показан другой пример задержки и изменения фазыэлектрических сигналов трех интервалов времени:а) исходная последовательностьэлектрических сигналов;б,д,з) значения амплитуды электрических сигналов в пределах последнего периода квантованияГ, соответствующих временных интерваловв,е,и) электрические сигналы оставшихся периодов соответствующихвременных интервалов с учетом изменения фазы;г,ж,к) результирующие и соответствующие им задержанные электрические сигналы временных интервалов.На фиг.7 приведены примеры 4 ормирования контрольных сигналов;а) последовательность электрических сигналов нельзя отличить отслучая их полного пропадания;б) последовательность электрических сигналов отличается от случаяих полного прпадания, так как контрольные сигналы имеют два значенияамплитуды. Электрические сигналы квантуют по уровню и по времени (фиг,1 а), период квантования по времени равенс. После этого формируют последовательности электрических сигналов (фиг.1 б), дублируя исходные сигналы и разбивая их на ряд интервалов времени;4% д= 3 Г, э= 5:.Длительность интервалов между последовательностями электрических сигналов устанавливают С= 5 Г.Затем (фиг,1 в и 2) определяют значение амплитуды электрических сигналов в пределах последних периодов квантованияТ, каждого временного интервала и в соответствии с ним и числом периодов квантования, в течение которых амплитуда электрического сигнала имеет максимальное значени, изменяют на противоположную фазу сигналов оставшихся периодов каждого временного интервала. Амплитуда электрического сигнала в пределах последнего Гипериода квантования первого 1 и второго 1временных интервалов имеет максимальное значение (фиг.2 б,д) . Поэтому кратность изменения Фазы сигналов оставшихся периодов этих интервалов равна числу периодов квантования, в течение которых амплитуда электрического сигнала имеет максимальное значение.Фазу сигналов оставшихся периодов первого интервала 1 изменяют на противоположную два раза и в ре зультате она совпадает с первоначальной (фиг.2 в), аФазу сигналов второго интервала 1 - один раз. Поэтому сигналы оставшихся периодов этого интервала находятся в проти вофазе с первоначальными (Фиг.2 е). Амплитуда электрического сигнала в пределах последцегоЧ:я периода квантования третьего временного интервала 1 имеет минимальное значение 3 О (фиг,2 з). Поэтому кратность изменения Фазы электрически;. сигналов оставшихся периодов интервала на единицу больше числа периодов квантования, в течение которых ампли туда электрического сигнала имеет максимальное значение. Фазу сигналов оставшихся периодов интервала С изменяют на противоположную три раза и в результате эти сигналы находятся в противофазе с первоначальными. Фаза электрических сигналов в пределах периодов квантования Ти остается без изменений. Сигналы первого интервала(Фиг.1 в и 2) задерживают на Т = 12 (, (Фиг,2 г), сигналы 4 второго интервала 2 задерживают на Т = 8 Т (Фиг.2 ж), а сигналы третьего ийтервала с . - на Тз= 5 Ч (фиг.2 к) .ЭКонтрольные электрические сигналы (фиг.1 г) формируют, суммируя по Я модулю два сигнала задержанных интервалов, Затем их используют совмест" но с основными электрическими сигналами (Фиг. 1 д) при передаче или хранении информации, принимая за единицу электрический сигнал с экстремальныи, например положительным значением амплитуды и длительностью .При поиске искажений электрического сигнала (фиг.За) указанную последовательность операций повто ряют (фиг.За,б,в) и по результатам сравнения вновь сформированных контрольных сигналов с первоначальныаи (фиг.Зг) судят о наличии местоположения искажения (фиг.4 а,б), 65 В данном случае электрический сигнал искажен ца Гв . Искажение корректируют (фиг,Зд) изменением на Т фазы электрического сигнала.Параметры способа следующие. Разбиение последовательности электрических сигналов на ряд интервалов времени можно осуществлять несколькими способами. Длительность наименьшего интервала должна быть не менее 3 Х . Все возможные примеры разбиения последовательностей электрических сигналов длительностью 8 б; 127, 16 Х, 24 С; С; приведены в табл.1 Здесь же для соответствующих случаев приведены значения избыточности, которая оценена следующим образом где 1 - длительность интервала межиду последовательностями в/длительность 1-го интервала времени вг:;М - число интервалов, на которые разбита последовательность электрических сигналов,Как видно из табл,1, для последовательности длиной 16 Г существует 9, а для последовательности 24 т33 варианта разбиения, С точки зрения избыточности, однако, эти варианты неоднозначны. Для последовательности длиной 16 Х наименее избыточными (30,4) являются два варианта разбиения:0) Ю; ЬЙ; 7 Го)4 Т; 6 С; 7 С.Для последовательности длиной 246наименее избыточным (25) являетсявариант разбиения на интервалы длительностью 4:, 5 Г, 7 Ю, 82,. В общемслучае наименее избыточным будет тотвариант разбиения последовательности электрических сигналов, при котором длительность наибольшего интервала 1 минимальна и равна длительности йнтервалов 1 между последовательностями.Наиболее оптимальные с точки зрения избыточности длительности последовательностей в Г электрических сигналов, длительности интервалов между ними и соответствующие значения избыточности приведены в табл.2. Как видно из табл.2, избыточность уменьшается с ростом длительности последовательности.Время задержки Т; электрических сигналов, лежащих внутри временных интервалов, можно изменять пропорционально периоду квантования Х в диапазоне, ограниченном с одной стороны суммарной длительностью данного и последующих интервалов, а с дру858057 Длительность интервалов при разбиении последовательностии Избыточцость Кя,Дна интервала Три интервала 2 1 1Четыре интервала 1 1 Зф Фф 38,5 812 3,5 3,9 42,9 4,8 40,0 5,7 3,4,5 29 гой - суммарной длительностью последующих интервалов, включая интервалмежду последовательностями. Так,для рассмотренного примера, диапазонизмен .н я времени задержки Т электрических сигналов первого интервала 1равен (12-13)Г, а диапазонТ (8-10)б . Время задержки наибольшего интервалав данном случаепостоянно и равно 5 Г . Его можноизменять только тогда, когда длительность интервала между последовательностями электрических сигналовбольше длительности наибольшего интервала последовательности,На фиг.5 подробно показана операция формирования контрольных электрических сигналов для случая, когдаТ = 13 Г, Т 2 -- 97. Кратность изменеция фазы электрических сигналовоставшихся периодов внутри интервалов 1 для любого значения амплитуды ца о может быть либо ца единицу больше, либо равняться числупериодов квантования, в течение которых амплитуда электрического сигнала имеет экстремальное, в данном случае положительное значение.Примеры изменения фазы электрических сигналов приведены в табл.З. Первый, н соответствии с табл.З, вариант изменения фазы электрического сигнала описан ранее (фиг.1 н и 2). Второй вариант показан на фиг.б. Здесь амплитуда электрического сигнала н пределах последнего периода квантования первого и второго временных интервалов имеет максимальное значение (фиг.бд,б). Поэтому кратность изменения фазы сигналов оставшихся периодов этих интервалов на единицу больше числа периодов кнантования, в течение которых амплитуда электрического сигнала имеет максимальное значение. Фазу сигна" лов первого интервалаизменяют на противоположную три раза и в ре" зультате сигналы оставшихся периодов этого интервала находятся в противоФазе с первоначальными (фицбн), Фазу сигналов нторого интервала изменяют дна раза, поэтому она совпадает с первоначальной (фиг.ба) . Амплитуда электрического сигналав пределах последнего Ги периодаквантования третьего временного интервала имеет минимальное значение(фиг.бз)Поэтому кратность изменения фазы электрических сигналов остан 5 шихся периодов интерваларанначислу периодов квантования в течение которых амплитуда электрического сигнала имеет максимальное значение,10 фазу электрических сигналон оставшихся периодов интервалаизменяютна противоположную два раза, поэтому результирующие сигналы оставшихся периодов этого интервала совпада 5 ют с первоначальными, Фаза электрических сигналов н пределах периодонквантонания остается без изменений.На практике, однако, при данном способе изменения фазы электрическихсигналов может оказаться, что последовательность электрических сигналон (Фиг.7 а) нельзя будет отличить от случая их полного пропада-ния, Поэтому более предпочтительным следует считать предыдущий случай, где данной последовательностиэлектрических сигналов соотнетству"ют контрольные сигналы с двумя значениями амплитуды (Фиг.7 б).Значение избыточности К для 4730 нариантон реализации данного способа (по табл.1) в среднем состанляет 35,9, В то же время, избыточность для известного способа ранна50, что ца 14,1 больше избнточнос 35 ти для предлагаемого. В табл,2 приведены оптимальные, с точки зренияизбыточности, длительности последонательностей электрических сигналовдлительности интервалов между после 40 донательцостями 1 и соответствующиезначения избыточности К. В среднем по этим ;лучаям избыточностьсоставляет 15,6, что на 34,4 меньше избыточности для известного. Этовлечет за собой воэможность соответ 45 ствующего уменьшения объема памятидля хранения и увеличения скоростипередачи сигналов, несущих информационные сообщения. Кроме того,за счет однс ипности операций пред 50 лагаемый способ проще реализуется.Т а б л и и а 1858057 Т а блица 2 Длительностьинтервала Избыточность% Длительностьинтервалов Избыточность% 36,4 102 14 12,1 12 29,4 117 15 11,4 10 7 25,0 133 16 25 21,9 150 17 10,2 33 19,5 168 18 9,6 17,6 42 187 19 9,2 207 10 20 8,8 63 228 21 8,4 12 75 250 22 8,1 88 13 Таблица 3 Вариант, Значение Кратность изменения фазы электрических 9 амплитуды сигналов оставшихся периодов внутри на T интерваловРавна числу периодов квантования, в течение которых амплитуда электрическогосигнала имеет положительное значение,пах На единицу больше числа периодов квантования, в течение которых амплитудаэлектрического сигнала имеет положительное значение На единицу больше числа периодов квантования, в течение которых амплитудаэлектрического сигнала имеет положительное значение Равна числу периодов квантования,в течение которых амплитуда электрического сигнала имеет положительноезначение формула изобретения Способ контроля принимаемых дискретных сигналов, заключающийся в том, что последовательность дискретНых сигналов квантуют по уровню и до времени, формируют дублирующую ее Последовательность, изменяют фазу каждого квантованного сигнала в дубДлительностьпоследова- тельности вс 16,1 14,9 13,8 12,9 Длительностьпоследовательности лирующей последовательности на противоположную, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения ско рости приема сигналов, дублирующуюпоследовательность сигналов разбивают на ряд пропорциональных периоду квантования интервалов, длительность наименьшего из которых не ме нее трех периодов квантования, а13 658057 иг. 1 длительность интервалов между исходными последовательностями дискретных сигналов не менее длительностинаибольшего интервала квантования,сигналы каждого интервала дублирующей последовательности задерживаютна время, пропорциональное периодуквантованиявнутри каждого отрезка дублирующей последовательностиопределяют значение амплитуды сигнала в пределах последних периодовквантования и в соответствии с ним и с числом периодов квантования изменяют на противоположную Фазу сигналов оставшихся периодов квантования каждого отрезка дублирующей последовательности.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 54 086, кл. Н 04 Ь 1/00, 1974.2. 11 ляпоберский В,И. Основы техники передачи дискретных сообщений.10 М., 1973, с.318-320 (прототип).