Устройство для кодирования сигналов при цифровой передаче

М 3/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОВАНИЯ СИГанала983,1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский электротехническийинститут связи(56) Величкин А.И. Передача аналоговых сообщений по цифровым к мсвязи. М.: Радио и связь, 1с. 42, рис, 3.2.Сейдж Э.П., Мелс Д.Л. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. М.: Мир, 1976, с. 252-270.Заявка Великобритании У 2150377,кл, Н 03 М 3/00, опублик. 1985,Патент СНА Р 4319360,кл. Н 03 К 13/22, опублик, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРНАЛОВ ПРИ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧЕ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Егоиспользование в системах низкоскоростной передачи речевых сообщений свосстановлением формы сигнала позволяет повысить достоверность информации за счет обеспечения эффективногокодирования зашумленных входных сигналов. Устройство для кодированиясигналов при цифровой передаче содержит блок 1 вычитания, квантователь 2,блок 3 поэлементного перемножения иблок 4 поэлементного сложения. Введение блока 5 задержки, блока 6 матричного перемножения и блока,7 памятиобеспечивает кодирование зашумленныхсигналов с минимальной скоростью передачи для заданной среднеквадратичной ошибки. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано, например, всистемах низкоскоростной передачи речевых сообщений с восстановлениемформы сигнала.Цель изобретения - повышение достоверности устройства за счет обеспечения эффективного кодирования зашумленных входных сигналов (под эффектвннм понимается кодирование сминимальной скоростью передачи длязаданной среднеквадратичной ошибки).На Фиг.1 представлена блок-схема 1 густройства для кодирования сигналовпри цифровой передаче; на Фиг.2 - характеристика квантователя.Устройство для кодирования сигналов при цифровой передаче содержит 20блок 1 вычитания, квантователь 2,блок 3 поэлементного перемножения,блок 4 поэлементного сложения, блок5 задержки, блок 6 матричного перемножения и блок 7 памяти. На Фиг,1показаны информационные и задающиевходы 8 и 9 и выходы 10,Квантователь 2 имеет характеристику, показанную на Фиг.2, и может быть 30 выполнен на программируемых логических матрицах или программируемом ПЗУ.Блок 3 поэлементного перемножения состоит из в элементарных перемножиотелей, а блок 4 поэлементного сложения - из в элементарных сумматоров, каждый из которых имеет разрядность Ь, равную разрядности входного кода (в - размерность корректирующего век тора К на входах 9).Блок 6 матричного перемножения состоит из М элементарных перемножителей и М элементарных сумматоров, 45 где Б = в в, М= (в) в, и работает по алгоритму умножения матриц,На фиг1 сигналы Е (с)(С)1 к (С) р Б,(с) передаются по шинам разряднос- тью Й, сигнал Ф - по шинам разряднос-. 50 тью С (в в), остальные - по шинам разрядностью 1, в, Вторые входы блока 4 имеют разрядность 2, третьи входы блока 4 - 6 (в), т.е. вторые и третьи входы этого блока являются входа ми одного из слагаемых Б (г.).Блок 7 памяти представляет собой программируемое ПЗУ, в которое записана матрицаа , а 11 1 О11 ( -11-1 определяемая принятой моделью входного (например, речевого) сигнала,где а , а - известные параметры этой модели.Устройство для кодирования сигналов при цифровой передаче работает следующим образом.На входы 8 устройства подается последовательность отсчетов смеси сигнала и помехи Е(1) = Б(Т) + п(С), С = 1,2,3, - дискретное время. Из смеси в блоке 1 вычитается предсказанное значение речевого сигнала Б(С) в момент С, которое является первым элементом вектора предсказанных значенй сигнала в разные моменты Й(с) .= Б(с), Б(-1) Б (т-в+1)1 (здесь в - порядок моделиПа синала). Обновляющая последовательность 1(;) = 7.(с)-Б,(с) = е(Е) + + и(с), где.е(с) = Б - Б,(с) - погрешность предсказания сигнала, подвергается квантованию по уровню в квантователе 2. Квантованное значение 1 (С) можно представить в виде (С.) = е(С) + и(С) + и(С), где и(с) - шум квантования. Предполага - ется, что дисперсия шума наблюдения и(с) много больше дисперсии шума квантования и,(1), поэтому 4 (Т)е + п(с) + п (с): е(с) + п(с) =. 1 (.). Следовательно, для шума на- - блюдения высокой интенсивности введение квантования обновляющей последовательности не изменяет алгоритмов фильтрации(в частности, не изменяет алгоритма вычисления вектора К). Значение отсчета 1 умножается в блоке 3 на элементы корректирующего вектора К, поступающие с входов 9. Этот вектор вычисляется в соответствующем устройстве, которое функционирует по алгоритму, приведенному в 121. Однако если средняя дисперсия сигнала Б(Т) известна и не учитываетсяср нестационарность речевого сигнала, то вектор К может быть вычислен заранее вручную и записан в отдельный блок памяти для постоянного хранения и считывания (в этом случае устройства вычисления вектора К не требуется). В результате умножения на вектор К Формируется вектор оценок по - грешностей предсказания е (С)5474 квантователя. Составитель О.РевинскииТехред Л.Сердюкова Корре Иекмар едактор А,Ога 80 54 Тираж 90 ПИ Государств о делам изобр Москва, ЖЗака ПодписиССР ого комитета ний и открыт ушская наб., д афическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Производственно з136е",(с), е"(с) . е "(е-ш+1) где е- оценка погрешности предсказания е(х) в момент д. Этот вектор суммируется с вектором предска-, занных значений сигнала Б в бло - ке 4 поэлементного сложения. Полученный в результате этого вектор оценок истинных значений сигнала Б (С) - Б,(с), Б (г.-1). , Б (г.-гп+1)1 используется дпя получения нового вектора предсказанных значений сигнала в момент +1: Б(г.+1). Для этого вектор Б (С) в момент г+1 (после задержки Б (с) в блоке 5) перемножается на матрицу Ф, поступающую из блока 7 памяти. Первый, элемент вектора Б (+1), равный Б,(г+1), кроме блока 4, поступает на второй вход блока 1 вычитания для вычисления нового значения обновляющей последовательности 1 (г+1) в момент 111.- На приемной стороне сигнал Бвосстанавливается по значениям 4(С),Таким образом, в устройстве для кодирования сигналов при цифровой передаче имеется возможность компенсации входной помехи высокой интенсивности за счет кодирования обновляющей последовательности 1(Г) вместо сигнала Б (г.) или Е(с), что и обеспечивает повышение достоверности этого устройства, так как указанное кодирование эффективное.Предлагаемое устройство может быть использовано в системах передачи речи из шумовой среды, когда недопустимо или ограничено применение других способов борьбы с акустчес -кой помехой. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для кодирования спгп- лов при цифровой передаче, содержателе блок вычитания, первые входы которого являются информационными входами уст 10 ройства, выходы соединены с входамиквантователя, выходы которого. являются выходами устройства, блок поэлементного перемножения, первые,:ходы которого являются задающими входами б устройства, выходы блока поэлементного перемножения соединены с соответствующими первыми входами блока по- элементного сложения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше ния достоверности устройства за счетобеспечения эффективного кодирования зашумленных входньж сигналов, в него введены блок задержки, блок памяти и блок матричного перемножения, первые выходы которого подключены к вторым входам блока вычитания и вторым входам блока поэлементного сложения, выходы которого через блок задержки соединены с соответствующими первыми З 0 входами блока матричного псремножения, выходы блока памяти подключены к вторым входам блока.матричного перемножения, вторые выходы которого соединены с третьими входами блока 35 поэлементного сложения, вторые входыблока поэлементного перемножения подключены к соответствующим выходам