Экстраполирующее устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ(22) Заявлено 25,02. 81 (21) 3281050/18-24 (51 М. КЛ,З 6 06 О 7/30 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный коиитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 30.1082. Бюллетень М 40 Дата опубликования описания 3010.82(71) Заявитель УСТРО ЭКСТРАПОЛИ 2 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в информационно-измерительных.устройствах для восстановления сигнала по его дискретам.- Аналогичные устройства известныШ и Ю . Одно из них осуществляю"щее линейную интерполяцию и содержит источник опорного сигнала и последовательно соединенные первый запоминающий блок, сумматор, ключ, второй запоминающий блок, интегратора также источник синхроимпульсов 1 1.Недостаток устройства - наличиезадержки на один такт и невозможность восстановления в тех случаях,когда интервал времени между соседними отсчетами меняется.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсязкстраполирующее устройство, в котором осуществляется оптимальная(в смысле минимума дисперсии погрешности) экстраполяция по двум 1 незашумленнымф отсчетам (2 .Недостаток устройства - низкаяпомехоустойчивость, обусловленнаятем, что погрешность восстановлениярезко возрастает нри наличии случайных сбоев поступающих отсчетов. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.Поставленная цель достигается тем что экстраполирующее устройство, содержащее блок памяти, информационный вход. которого является входом устройства, функциональный генератор, блок вычисления экстраполированных значений и генератор синхроимпульсов, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти и с запускающим входом функционального генератора, содержит блок умножения и трн Функциональных преобразователя, при этом выход блока памяти соединен с входом первого Функционального преобразователя и с первым информационным входом второ го функционального преобразователя, выходы первого функционального преобразователя и функционального генератора подключены к соответствующим входам блока умножения, выход которого через третий Функциональный пре обраэователь связан с вторым информационным входом второго функционального преобразователя и с первым входом блока вычисления экстраполированных значений, второй вход которого соединен с выходом второго5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 60 65 и, во-вторых, для других плотностей функционального преобразователя, тре"тий вход - с шиной задания априорной вероятности сбоя, а выход яв"ляется выходом устройства, выход генератора синхроимпульсов соединен суправляющим входом второго функционального преобразователяНа чертеже представлена электрическая схема устройства,Схема включает блок 1 памяти, генератор 2 синхроимпульсов, функциональный генера".ор 3, блок 4 умножения, функциональные преобразователи 5 и б, блок 7 вычисления экстраполированных значений и функциональный преобразователь 8Блок 1 памяти служит для запоминания и хранения входных сигналов,момент запоминания совпадает с передним Фронтом синхроимпульса.Функциональный генератор 3 служит для генерирования функциил)- -К (Х;). /Г-кф Тс Ггде К(1) -нормированная автонорреляционная Функция телеметрируемого сигнала, которая задается из априорных сведений.Функциональный генератор ФГЗ можетбыть построен на основе коммутируемой линейной или нелинейной цепи,Запуск ФГЗ происходит при поступлении заднего фронта синхроимпульсана управляющий вход ФГЗ.Функциональные преобразователи 5и 6, предназначены для формированиясоответственно функций/у = ч)(х) и у =ф(х),где ф (х) - , интеграл вероятностей .Реализация преобразователей 5 и бвозможна, например, на основе операционного усилителя с нелинейной обратной связью. Функцион альный пре образ ователь 8служит для реализации меняющейся вовремени нелинейной зависимости между входной и выходной величинами- С(1 р г) ргде г - величина отсчета телеметрируемого сигнала, причем за-висимость от времени определяется соотношениемС(Т, г)= ХНС И (г),где С = Х(г) Н (, г) йг;Х (г) - Функция Уолша на интервале существования величины г;Н (, г) =фА(М Ф (г)3,В - порядок функции Уолша (например, для 3. = 1 32Н= 1,2,..,5)Ввиду сложности аналогическихсоотношений, преобразователь 8 целесообразно реализовывать в виде блока памяти, содержащего наборы функцииС(г) для ряда величин 1. Например,Ри цифровой реализации блок 8 мо"жет состоять из последовательно соединяемых генератора импульсов, счетчика и массива памяти,Так как величинд С(1, г) умножается в блоке 7 на малую величину2 Ч(Чс 1) то число разрядов кодавеличины С(1, г) может быть небольшим. Блок 7 по сигналам на своихвходах вычисляет экстраполированноезначение сигнала по.формуле(1) =Ч+(1-2 Ч) Н (1,г)+2 ЧС(1 сг) (1)где Ч - вероятность сбоя символа вкодовой посылке.Сигнал, пропорциональный величинепоступает на один из входов блока 7. Величина Ч может быть заданаиз априорный сведений, либо эта величина вырабатывается на основе анализа условий прохождения сигналов поканалу связи.Выражение (1) получается, еслиучесть, что оптимальная (в смысле минимума дисперсии погрешности) экстраполяционная оценка сигнала на время 1 по одному зашумленному отсчетунаходится как условное среднее Мг,где г - аддитивная смесь полезногонормально распределенного сигналас помехой, которая возникает присбоях с вероятностью Чсс 1 символов двоичного безызбыточного кода,которым передаются отсчеты. Блок 7может быть построен на основе сумматора и блоков умножения. Устройство работает следующим образом.По переднему фронту синхроимпульса происходит запоминание очередногоотсчета г(1), а по заднему ФРонтусинхроимпульса запускаются Функциональный генератор 3 и функциональный преобразователь 8, На основеблоков 3-6 и 8 формируются функцииН и С в соответствии с поступившимотсчетом г(й) и текущим временем С.В блоке 7 происходит определение оптимальной оценки экстраполированного сигнала в соответствии с выражением (1),Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять оптимальное экстраполирование по одномузашумленному отсчету, что приводит кувеличению помехоустойчивости,Приведенные выше соотношения оптимальны для гауссовского распределения полезного сигнала. Для другихзаконов распределения мгновенныхзначений вид функциональных соотношений Н(1, г) и С(й, г) изменяется,но, во-первых, гауссовские сигналыявляются наиболее распространенными970394 Формула изобретения ираж 731 Подписное ИИПИ Заказ 8390/ илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4 распределения соответствующие зави- симости Н и С могуТ быть вычислены.Технико-экономический эффект от использования изобретения состоит в повышении достоверности восстановления информации, подверженной потерям в каналах связи. Экстраполирующее устройство,содержащее блок памяти, информационный вход которого является входомустройства, функциональный генератор,блок вычисления экстраполированныхзначений,и генератор синхроимпульсов, выход которого соединен с управляющим входом блока йамяти и с запускающим входом функциональногогенератора, о т л и ч а ю щ е е с я 20тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно содержит блокумножения и три функциональных преобразователя, при этом выход блокапамяти соединен с входом первого 25Функционального преобразователя и с первым информационным. входом второго функционального преобразователя, выходы первого функциональногопреобразователя и функциональногогенератора подключены к соответствующим входам блока умножения, выход которого через третий функциональный преобразователь связан с вторым информационным входом второгофункционального преобразователя ис первым входом блока вычисленияэкстраполированных значений, второйвход которого соединен с выходомвторого функционального преобразователя, третий вход - с шиной задания априорной вероятности сбой, авыход является выходом устройства,выхоц генератора синхроимпульсовсоединен с управляющим входом второго функционального преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 596969, кл. С 06 С 7/30, 1978.2. Авторское свидетельство СССРР 830421, кл. С 06 С 7/30, 1979