Дельта-декодер

(51)5 Н 03 М 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ(56) Величкин А, Н. Передача аналоговьсообщений по цифровым каналам связи,М.; Радио и связь, 1983, с, 154-156,Авторское свидетельство СССРМ 1365364, кл, Н 03 М 3/00, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 1425839, кл. Н 03 М 3/02, 1987,Авторское свидетельство СССРМ 1571767, кл, Н 03 М 3/04, 08.04,88,Ве Яузтегп Тес)иса,оогпа, 1971,50, М 2, рр,461,462, 19, 2, 3,(54) ДЕЛЬТА-ДЕКОДЕР(57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование в системах передачи информации позволяет повысить точность восстановления сигналов. Дельта-декодер содержит сумматор 1, буферный регистр 2, блок 3 умножения на постоянный коэффициент и триггер 4, Благодаря введению блока 5 вычисления оценок, буферных регистров 6, 8 и цифроаналогового преобразователя 7 обеспечивается более полный учет связей соседних отсчетов сигнала. 1 ил,(2) 25 Р(5( = Р(5).51),где Р(Я/Я) 40 50 Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и можеть быть использовано в системах передачи информации.Цель изобретения - повышение точности восстановления сигналов.На чертеже представлена блок-схема дельта-декодера.Дельта-декодер содержит сумматор 1, первый буферный регистр 2, блок 3 умножения на постоянный коэффициент, триггер 4, блок 5 вычисления оценок, второй буферный регистр 6, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7 и третий буферный регистр 8. На чертеже обозначены информационный и тактовый входы 9 и 10.Блок 3 умножения на постоянный коэффициент и блок 5 вычисления оценок могут быть выполнены на ПЗУ,Для объяснения принципа работы дельта-декодера рассмотрим решение задачи синтеза дельта-кодека для гаусс-марковского процесса. Считаем входной сигнал, представленный отсчетами Ь, Я)-1, Я)-г, Я)-з 52 51, которые квантуются кодером в порядке возрастания индекса. Таким образом, имеем вектор отсчетов ф) = (Ь, Я)-1,51), размерностью (, имеющий совместную плотность вероятностей Для гаусс-марковского процессаР(Ю( = Р(Я)/-1) Р(Я)-1/Я)-2)Р(52/51) Р( )1),2 х бхр ( - "2 О(1 - Ф)где О - дисперсия сигнала 5;Я - коэффициент корреляции соседних отсчетов сигнала Я.В результате последовательного сравнения значения 51. 52, Яз с порогами квантования Ь 1, Ьг, Ьз передаются цифровые сигналы Х 1, Хг, Хз, характеризующие диапазон принадлежности величины Я). Так, например, если Хк = 1, то 5),Ь и, следовательно, диапазон Бк -=6) оо(, в противном случае О), =- ) - )х), Ь с (. Таким образом, образуются векторы переданных сигналов Х = (Х)Х,) и областей квантования О = (О,02 ).Точное решение, полученное для синтеза наилучшей, с точки зрения минимума мощности ошибки восстановления струк 1 уры, имеет вид системыуравнений снеизвестными 5 К 5 х, 2 Р(1-й) Р(5)1 д-Яь)5;б; 5, - ,)5, 5,.,) 2Р)5 ЯЕЯвг 1) 5.Ь,Система (2), хотя и имеет решение. од нако не может в таком виде быть основойдля синтеза оптимального декодера, Чтобы обеспечить возможость практической реализации алгоритма, будем считать, что оценки сигнала, полученные при задержке 15 более чем 2 такта, практически равными, т,е.Я = Я при (- 2, Здесь верхний индекс указывает на номер такта, в котором производится оценивание отсчета Як, Так,например, обозначение Я)-2 означает оценку 20 отсчета 5)-2, получаемую в (-м такте, С учетомэтого перепишем (2) в виде 5, = й 5 )., ф х ) 2Р (1- РР (5 (1 д 5 в)05;.,- (5,+5; )+х),Я ) Р(5(с)5()-2 Первое уравнение описывает оптимальную оценку текущего отсчета, второе - пред шествующего, Для кодера Ь = ВЯ)-1 + Х) А где А= сопзт - шаг квантования в кодере. Приравняв два выражения и произведя интегрирование для Яполучим систему 5. =Я 5)., Е 151,).х; , 52 О( )3 и 5,5")-б )-Е где 3, 2 в- Р(5(4)5(5;и;егх- (е"дг - интеграл вероятностей,Гн Полученную систему удобно переписать в виде рекуррентных уравнений 45(4-г) 5).1 - Я) 1Первое из этих уравнений формирует 55 оценку текущего отсчета, второе формируетоценку предыдущего отсчета с учетом ему предшествовавшего и последующего отсчетов, что повышает точность оценивания Величина д является вспомогательной.1658385 Следует отметить, что дополнительным достоинством дельта-декодера является отсутствие аналоговых элементов, что делает устройство стабильным и высокотехнологичным. Составитель О,РевинскийРедактор В,Бугренкова Твхред М,Моргентал Корректор М,Шароши Заказ 1722 Тираж 466 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент, г, Ужгород. ул Гагарина 101 Дельта-декодер работает следующимобразом.Входной цифровой сигнал Х поступаетна первый вход сумматора 1, где.складываясь с порогом квантования Ь 1 на 5вторых входах сумматора 1, образует оценку 5 = 61+ Х Ь согласно уравнению (4 а),1которая поступает на входы регистра 2и в следующем такте работы, пройдя черезблок 3, умножается на постоянный коэффициент й, В результате сформируется предсказанное значение Ь+1 = Я В наследующий такт, Входной сигнал Х поступает на вход триггера 4, обеспечивающегозадержку входного сигнала на один такт, в 15результате чего на первом и втором входахблока 5 в 1-м такте будет присутствоватьсоответственно значение Х м Хь 1. На третьих входах блока 5 находится значение текущей оценки, на четвертых - предыдущее 20значение вспомогательной величины д ь 1,находящейся в регистре 6, на пятых - значения оценки ЯР 2, находящейся в регистре8, По имеющимся значениям Хь Хь 1, Я, дь 1,Яь 1 в соответствии с формулами (4-б) и 251(4-в) блок 5 выдает соответственно на первые и вторые выходы оценки д и Яь.Оценка Яи, представляющая собой задержанную на такт оценку отсчета входногосигнала, пройдя ЦАП 7, образует выходной 30сигнал Я(1) декодера, а пройдя регистр 8, вследующем такте образует оценку отсчетаЯь 1, задержанную на два такта, котораябудет использоваться в следующих тактахработы декодера. 35Таким образом, можно констатироватьточное соблюдение полученных ранее рекуррентных соотношений (4 - а) - (4-г),которые позволяют достичь более точноговосстановления сигнала за счет более полного учета связей соседних отсчетов сигнала и нелинейной связи этих отсчетов спринимаемым цифровым сигналом,Формула изобретения Дельта-декодер, содержащий триггер, информационный вход которого является информационным входом дельта-декодера, тактовый вход триггера объединен с тактовым входом первого буферного регистра и является тактовым входом дельта-декодера, выходы первого буферного регистра соединены через блок умножения на постоянный коэффициент с первыми входами сумматора, выходы которого подключены к информационным входам первого буферного регистра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности восстановления сигналов, в дельта-декодер введены второй и третий буферные регистры, цифроаналоговый преобразователь и блок вычисления оценок, первый вход которого объединен с вторым входом сумматора и подключен к информационному входу дельта-декодера, выход триггера соединен с вторым входом блока вычисления оценок, третьи входы которого подключены к выходам сумматора, первые выходы блока вычисления оценок соединены с информационными входами второго буферного регистра, тактовый вход, которого объединен с тактовым входом третьего буферного регистра и подключен к тактовому входу дельта-декодера, выходы второго и третьего буферных регистров соединены соответственно с четвертыми и пятыми входами блока вычисления оценок, вторые выходы которого подключены к информационным входам третьего буферного регистра. и входам цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом дельта-декодера