Устройство для сжатия данных в телеметрических системах

О П И С А Н ИИЗОБРЕТЕНИЯ 674075 Союз Советских Социалистических Республик(51)м. Кл.2 С 08 С 19/28 с присоединением заявки МГосуларственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявитель Рязанский радиотехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ДАННЫХ В ТЕЛЕИЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕИАХ Изобретение относится к областителеметрии и может быть использованов устройствах для сокрашения объемапередаваемого векторного сообщения,Известно устройство для передачиинФормации, содержащее запоминающееустройство адреса и информационнойчасти, синхронизатор, анализатор информации и сумматор (1,Недостатком устройства являетсято, что передаче подлежит большойобъем рабочей и адресной информации,что обеспечивает низкий коэффициентсжатия.Наиболее близким по техническойсущности является устройство длясжатия данных в телеметрических системах, содержащее блок анализа приращений, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно ко входу формирователя адреснойчасти сообщения, первому входу выходного блока и входу формирователяинформационной части сообщения, выход которого через первый блок памяти соединен со вторым входом выходного блока, управляющий выход форми"рователя информационной части сообщения подключен к первому входу бло"ка управления, первый , второй и тре-Э 0 тий выхотгт которого соединены соответственно с убавляющими входами блока анализа приращений, первого и второго блоков памяти, выход формирователя адресной части сообщения через второй блок памяти подключен к треть ему входу выходного блока, выход которого соединен с выходом устройства (2Однако в устройстве не учитываются корреляционные (групповые) связи между составляющими векторного сообщения, вследствие чего оно обладает низким коэффициентом сжатия.Цель изобретения - повышение информативности устройства путем увеличения коэффициента сжатия.Поставленная цель достигается тем, что в устройсТво введен блок линейного преобраэойания, входы которого подключены ко входам устройствах а выходы. соединены со входами блока анализа приращений, четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом блока линейного преобразования.Блок-схема устройства представлена на чартеже.оустройство содержит блок 1 линейного преобразования, блок 2 анализа прнрйцений, Формирователь(О 15 20 25 30 35 40 45 50Для устранения эффекта накопленияошибок осуществляется йериодическая"коррекция,эйключающаяся в записи пол ных значейий отсчетов составлЯющих Мт1=6,п 1 в выходной блок 8 с последующей их выдачей н канал связи 9. Здесь1 + ка - период коррекции, информация о котором заложена в блоке управления 7, к - некоторая постояннаявеличина, а О, 1, 2,Если 3 обозначает число подрядидущих нулевых символов, то принципформирования кодовой последователь ности с неповторяющимися единицамиможно проиллюстрировать таблицей 3 информационной части сообщения, формирователь 4 адресной части сообщения,первый и второй блоки памяти 5,6 блокуправления 7, ныходной блок 8, каналсвязи 9.Устройство работает следующим образом.Первоначально в блоке линейногопреобразования 1 векторВэоД,"А фсостоящий иэ отсчетов составляющихе,Ем,=О,п:Ч через интервал дискретизации Ф, задаваемой блоком управления7, подвергается линейному преобразованию АЭ=,М .В результате реобраэования А, зада. -ваемого матрицей Адамара порядкакп = 2 ,получаем вектор М с ослабленными нлн устраненными взаимно корреляционными связями между составляющими ж 1 = б и":1 . Однако декоррелируюшее преобразование не решает полностью задачи сжатия и может предшествовать любому методу сокращенияизбыточности.В основу используемого метода сокращения избыточности положено устранение амплитудной корреляции в отсчетахдекоррелированных составляющих эе;,1=0,й:1 .Последние существуют во всехслучаях, когда выборка производитсяс частотой, превышающей частоту,необходимую для описания сообщенияпри некоторой заданной допустимойпогрешности, Эта задача решается путем одновременного анализа текущихзначений приглашений составляющихМ, 1 = б,пчерез интервал первичной дискретизации Т , При этом в начальный момент времени значения (отсчеты) преобразованных составляющихМ , 1 = 5;и- записываются в выходфной блок 8 и поступают в канал свяэ9, Затем за время Г, 3 = 1,2,3кратное интервалу, первичной дискретизации С , в блоке анализа приращений 2 фиксируются координатная инфор.-мация и знаки приращений декоррелированных составляющих М;,1 = 0,п удовлетворяющих условиюэ, й (й 0, п, (1)где 8 - заданйое число, ограничивающеедопустимую погрешность, информацияо котором заложена в блоке 2. В результате в моменты отсчетовТ,3=1,2,3.в формирователи адресной части сообщения 4 и информационной части сообщения 3 поступаЮт координатная последовательность и информация о знакахприращений составляющих м ,1=0,пудовлетворяющих условию (1),Координатная информация представляет собой. упорядоченную последовательность Н (, д отображающуюпозиции компонент М;, 1 = Г;п=1 Ь э 1Ее элементы,90,1) и определяются поправилу1, если ь М,ДЕ1 0 - в противном случае,Реализация дополнительной избыточности, обусловленной координатной (адресной) информацией, является мерой дальнейшего сокрашения объема векторного сообщения. В последовательности Н=1 1 1 = О,пнулевой сим 15 нол более вероятен. С учетом этого " сжимающее кодирование организуемойдвоичной последовательности Н=31 = О,посуществляется Формиронателем адресной части сообщения 4 при использовании кода с неповторяюшимися единицами. В таком коде единицы не могут стоять н соседних позициях кодоной комбинации.Поскольку пороговое значение Г неизменно, то достаточно передавать лишь знак приращения. С этой целью формирователем информационной части сообщения 3 приращения компонент сьэе; Сотображаются н двоичные символы 0 или 1 при отрицательном и положит:ельном приращении соответственно и записываются в блок памяти 5.Одновременно выдается команда в блок управления 7 и н блок памяти б вслед за кодовой группой с неповторяюшимися единицами записывается комбинация (1110). В результате объеди" нения в выходном блоке 8 формируется сжатая последовательность вида, , (1110) (Д,а.,9,Я)1" Ю (е фа"(х-)Здесь удвоенное число подряд идущихединиц в кодовой группе (1110) показывает на позиции пщяд следующихсоставляющих м; ,1 =О,пС 1 аМ,)2сб знаками, передаваемыми н следующейгруппе ( Й;+," Я ); Я (0,1-61 фпйМ;) У - кодовая комбинация с неповторяющимися единицами, указывающая число 3составляющих подряд с приращениями, меньшими порогового значения. С выхода выходного блока сформированная сжатая последовательность поступает в .канал снязи 92 1 2 3 4 5 б 7 8 У 0 1 00 01 10 000 001 010 Поскольку позиции трансформантм;,ГйсьжЕ в эе случайны и всвязи с этим будет изменяться объемвыходногосообщения при использованиикода с неповторяющимися единицами егоминимальный объем будет в том случае,когда составляющие сельм,ъЕ расположены в эе подряд и занимают началь"ные или конечные позиции, максимальный объем - если позиции составляющихсЬЩ)й распределены в Эе равномерно.ЭФФективность использования пред"ложенной процедуры обработки вектор"ного сообщения в телеметрическойсистеме можно оценить коэффициентомсжатия как отношение числа двоичныхсимволов, которые используются эаодин цикл (интервал дискретизации) Юв системе без сжатия к числу двоичных символов, используемых за тот жецикл при сжатии информации,Если отсчеты исходных составляю"щихмбее , 1 = О,пквантованы по 25амплитуде таким образом, что всеэлементы сообщения равновероятны, тонеобходимоие число двоичных элементовравно оЩ ф ,м, - максимальное значение составляющей. Тогда с учетомизложенного максимальное и минималь-ное значение коэффициентов сжатияможно соответственно определить извыражений Здесь п - среднее число составляющих М;, 1 = 6;и:1,еьГ, величина которого определяется степенью декорреляции составляющих Ф;, векто-. реи 1 5 6 9 10 11 12 13 14 100 1010000 0001 0010 0100раГ и устранения взаимосвязи в сооб"щениях преобразованных компоненти;Ым, 1 = У;,й.Формула изобретенияУстройство для сжатия данных втелеметрических системах, содержащееблок анализа приращений, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно ко входу Формирователя адресной части сообщения, первому входу выходного блока и входуформирователя информационной части сообщения, выход которого через первый блок памяти соединен совторым входом выходного блока, управляющий выход формирователя информационной части сообщения подключен кпервому входу блока управления, первый,второй и третий выхОдю которого соединены соответственно с управляющимивходами блока анализа приращений,первого и второго блоков памяти, вы"ход Формирователя адресной части сообщения через второй блОк памяти подключен к третьему входу выходногоблока, выход которого соединен с вы"ходом устройства о т л и ча ю щ ее с я тем, что, с целью повыщенияинформативности устройства, путемувеличения коэффициента сжатия, внего введен блок линейного преобразования, .входы которого подключеныко входам устройства, а выходы соединены со входами блока анализа приращений, четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом. блока линейного преобразования.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Л орское свидете ьство СССРВ 226948, кл. 6 08 С 19/28 20,09,67.2. Заявка Р 2319195/18-24,кл. 6 08 С 19/29, 20.10.76 по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства. ИИИПИ Заказ 4084/ираа 709 Подписное илиал ППП Патентф, ужгород, ул, Проектная,4