Устройство для формирования многоканальных телеметрических сообщений

нЗ 296 З ОП И С А Нефф ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(088.8) Опубликовано 05.05.80. Бкллетень % 17 Дата опубликования описания 08,05. 80(7) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СООБЩЕНИЙ Изобретение относится к области передачи информации и может быть использовано, в частности в адаптивных многоканальных цифровых тепе метрических системах дпя увеличения технической скорости передачи сообщений.Известно устройство дпя минимизации размеров многоканальных тепеметрических кадров передачи информации Я, содержащее коммутаторы каналов, блок сокра 10 щения избыточности, формирователи кадров и блоки анализа, В этих устройствах минимизация размеров кадров достигается за счет исключения из кадров избыточных. информационных кодов, за счет минимизации служебных (адресных) сообщений за счет. минимизации длины информационного слова (передачи приращений существенных выборок). Кроме того минимизация длины информационного слова может производиться О за счет рационального кодирования, в основу которого положены статистические ,методы, Однако в последнем спучае длина минимизированных информационных слов непостоянна и требуются дополнительные меры дпя их раздепения.Наиболее бпизким по технической сущности к изобретению является устройство для формирования многоканальных теле- метрических сообщений, содержащее коммутатор каналов, информационные входы которого подключены ко входам устройства, выходы синхронизатора. соединены соответственно с синхронизирующими входами коммутатора каналов блока сокращения избыточности, элемента запрета, блока кодирования интервалов времени, блока кодирования измеренного отсчета, блока кодирования чиспа избыточных отсчетов и Формирователя полного тепеметрического кадра. Выход коммутатора каналов соединен со входом блока сокращения избыточности, выход которого подключен ко вхО- дам блока кодирования интервалов времени блока кодирования измеренного отсчета, элемента запрета, элемента задержки и первому входу счетчика, ко второму и третьему входам которого подключены со3 7329ответственно выходы эпемента запретаэпемента задержки, Выход счетчика соединен со входом бпока кодирования числаизбыточных отсчетов, выход блока кодирования интервалов времени подключен кпервому входу формирователя полного тепеметрического кадра Я ,Поскольку сигналы отсчетов по й каналам представляют совокупность случайныхвеличин, то максимальная длина кода чис, 10па избыточных отсчетов в известном уст(ройстве должна выбираться равной 1 о. ЬД ( 8 -1), чтобы сохранить достоверностьапередаваемой информации на стационарныхвременных интервалах контролируемых параметров, Однако, при фактивизации", параметров в старших разрядах кодов числа избыточных отсчетов расположены нули, т.е.дпина кода неоптимальна. Такое же поло-,жение наблюдается и с информационнымикодами, если значение избыточного отсчета распопожено в нижнихуровнях квантования. Кроме того, при расположении измеренного отсчета в верхних уровнях квантования соответствующий ему двоичныйкод в старших разрядах содержит подрядидущие единицы. Такая структурная однородность также не является оптимальнойс точки зрения длины кода, Таким образом, наличие в старших разрядах информационных кодов и кодов числа избыточных отсчетов подряд идущих йупей ипиединиц, при определенных условиях явля-ется предпосылкой дпя минимизации длинкодов, а, спедоватепьно и тепеметрическихкадров в цепом,Минимизация информационных кодов икодов числа избыточных отсчетов при ихструктурной однородности технически пег-,(ко реапизуется, еспи исходный код с од- г 40породной структурой преобразовать вдво-;ичный код, состоящий из символа применимости алгоритма (двоичная единица);симвопа подряд идущих двоичных символов, в начале исходного кода; кода числа подряд идущих двоичных символов в началеисходного кода и оставшейся части кода,"расположенной за однородной структурой.При этом длина преобразованного кодадолжна быть меньше длины исходного, Впротивном случае в линию связи выдаетсяполное исходное спово, в начале которогоспедует симвоп неприменимости алгоритма(двоичный нуль). Наличие указанных частей в преобразованном спове даже при не-регулярности его длины позвопяет однозначно восстановить исходное слово наприемной стороне без дополнительных раз,депитепьных символов между сповами. 63 4 Цепью изобретения является повьпцение информативности устройства путем уменьшения размеров тепеметрических кадров за счет рационального кодирования исходных двоичных слов.Поставленная цель достигается тем, что в предложенное устройство введены элементы И, ИЛИ и НЕ, дополнительный счетчик, первый и второй блоки анализа и регистр исходного слова. Выходы блока кодирования числа избыточных отсчетов и блока кодирования измеренных отсчетов подключены ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами регистра исходного слова и эпе,мента И, выход которого и первый выход регистра исходного слова подключены ко входам второго элемента ИЛИ, соединенного со вторым входом формирователя полного тепеметрического кадра. Выход блока сокрашения избыточности через элемент НЕ и непосредственно подкпючен к первому и второму входам первого блока анализа, один выход которого соединен со вторым входом эпемента И, другой - с первыми входами дополнительного счетчика, второго блока анализа и со вторым входом регистра исходного слова, второй выход которого подкпючен ко вторым входам дополнительного счетчика и второго блока анализа, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьими входами Формирователя полного тепеметрического кадра и допопнитепьного счетчика, Выходы последнего соединены соответственно с четвертым входом формирователя тепеметрического кадра и с третьим входом первого блока анализа, третий выход которого подключен к пятому входу формирователя полного кадра. Выход синхронизатора соединен с синхронизируюшим входом регистра исходного слова.На чертеже приведена функциональная схема устройства дпя формирования многоканальных тепеметрических сообщений,Устройство .содержит синхронизатор 1, коммутатор каналов 2, блок сокращения избыточности 3, блок кодирования измеренного отсчета 4, блок кодирования интервалов времени 5, элемент запрета 6, счетчик 7, эпемент задержки 8, блок кодирования числа избыточных отсчетов 9, элемент ИЛИ 10, регистр исходного слова 11, второй блок анализа 12, счетчик 13 первый блок анализа 14, элемент НЕ 15, формирователь полного тепеметрического кадра 16, элемент ИЛИ 17 и эпеВведение новых апементов - эпементов ИЛИ, регистра исходного слова, блока анализа начального символа, счетчика начальной группы одинаковых символов, бпока анапиза применимости алгоритма, а также элементов И и НЕ в предлагаемое устройство позволяет уменьшить размер тепеметрического кадра за счет рационального кодирования исходного слове, соответствующего максимапьным или минимальным числам (вепичины существенного отсчета ипи количества избыточных 5 7329Устройство работает следующим образом,Сигнапы синхронизатора 1 управпяют работой коммутатора 2 каналов, с помо щью которого на вход блока 3 поочередно поступа 1 от аналоговые сигналы, всехМ каналов. Бпок 3 выдает существенные отсчеты. С помощью этих отсчетов и синхроигнапов блок 4 формирует двоичный1 О код, отображающий значение измеренной вепичины существенного отсчета соответствующего канала. Бпок 5 измеряет интервапы между отсчетами и формирует соот 15 ветствуюшие измеренным интервалов кодовые комбинации. Благодаря подаче на запрещающий вход апемента запрета 6 .сигнапов измеренных отсчетов, а на сигнальный вход импульсов канапьной частоты,на выходе этого элемента возникает20 число импульсов, соответствующее чиспу избыточных отсчетов между двумя соседними неизбыточными. Счетчик 7 импупьсов подсчитывает количество избыточных25 ,отсчетов между двумя соседними измеренными отсчетами. Считывание показания счетчика 7 производится последующим измеренным отсчетом, а сброс в исходное состояние производится также атими им 30 пульсами, но прошедшими через элемент , 8 задержки. В бпоке 9 кодируется чиспо избыточных отсчетов, снимаемых с выхода счетчика 7. Двоичная кодовая комбина-. ция измеренного отсчета соответствующе го канала или код числа избыточных от 35 счетов с блока 4 и 9 соответственно через алемент 10 ИЛИ переписываются в регистр 11 исходного слова. В блоке 12 производится анализ начального символаЮ .слова, находящегося в регистре 11. В зависимости от начапьного символа (О ипи 1) в счетчике 13 производится подсчет подряд идущих одинаковых двоичных символов (нупей ипи единиц), выдаваемых45 поспедоватепьно с регистра 11 по разрешению соответствующего сигнала, выра.батываемого блоком 12. Если очередной символ исходного слова не соответствует первоначальному, сигнал с выхода блока50 12 останавливает счетчик 13. Код чиспа одинаковых начальных символов поступает в блок 14 анализа, где осуществляется анализ применимости алгоритма рационального кодирования исходного слова, в ко 55 тором производится проверка выполненияусйовия сК илии +и + 2 й)4 Е(где- длина кодовой комбинации изме 63оренпого отсчета; 1 - длина кода числа одинаковых начальных символов в кодовой комбинации измеренного отсчета;число символов в кодовой комбинации измеренного отсчета, расположенных за начальной группой одинаковых символов;О - длина кода максимального числа избыточных отсчетов; о- длина кода чис ла одинаковых начальных символов в коде максимального числа избыточных отсчетов, и - число символов в коде максимального числа избыточных отсчетов, расположенных за начапьной группой, одинаковых симвапов; 2 - число двоичных симвопов, предназначенных дня кодирования применимости алгоритма и двоичного символа в начаньной группе), Выбор первого условия в блока 14 производится сигналом, снимаемым непосредственно с выхода, блока 3, а выбор второго - сигнапов с выхода эпемен:та 15 НЕ. Если соответствующее условие выполняется, то в формирователе 16 полного тепеметрического кадра - сигнал применимости апгоритма рационального кодирования исходного слова (двоичная единица). В атом спучае выдается также управпяющий сигнап в регистр 11, блок 12 и счетчик 13, под воздействием которого с их выходов в блок 16 выдаются оставшаяся часть исходного слом через второй эпемент 17 ИЛИ, один двоичный симвоп 0 ипи 1), соответствующий символ начальной группы одинаковых символов в начапьной группе соответственно. При невыпопнении условия с выхода бпока 14 в бпок 16 выдается сигнап непримеримости (двоичный О), а также сигнал, открывающий эпемент 18 И дпя поступления с выхода эпемента 10 ИЛИ в бпок 16 через элемент 17 ИЛИ цопного исходного спова. С выхода блока 5 код времени поступает также на вход блока 16, с выхода которого полный тепеметрический кадр выдается в канал связи.73296 отсчетов между существенными в каждомкадре передачи). формула изобретения Устройство для формирования многока, нальных телеметрических сообщений, содержащее коммутатор каналов, информаци онные входы которого подключены ко входам устройства, выходы синхронизатора соединены соответственно с синхронизирую шими входами коммутатора каналов, блока сокрашения избыточности, элемента запрета, блока кодирования интервалов времени,15 блока кодирования измеренного отсчета, блока кодирования числа избыточных-отсчетов и формирователя полного телеметрического кадра, выход коммутатора каналов соединен с входом блока сокращения избыточности, выход которого подключен ко входам блока кодирования интервалов времени, блока кодирования измеренного отсчета, элемента запрета, элемента задержки и к первому входу счетчика, ко вто ому и третьемувходам которого подрключены соответственно выходы элемента запрета и элемента задержкивыход счетчика соединен со входом блока кодирования числа избыточных отсчетов, выход блока кодирования интервалов времени подключен к первому входу формирователя полного телеметрического кадра, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены элементы И, ИЛИ и НЕ, дополнительный счетчик, первый и второй блоки анализа и регистр исходного слова, выходы блокакодирования числа избыточных отсчетов и блока кодирования из 3 8меренных отсчетов подключены ко входампервого элемента ИЙ 4, выход которогосоединен с первыми входами регистра исходного слова и элемента И, выход которого и первый выход регистра исходного слова подключены ко входам второгоэлемента ИЛИ, соединенного со вторымвходом формирователя полного телеметрического кадра, выходы блока сокращенияизбыточности через элемент НЕ и непосредственно подключены к первому и второму входам первого блока анализа, одинвыход которого соединен со вторым входом элемента И, другой выход - с первыми входами дополнительного счетчика,второго:блока и анализа со вторым входом,регистра исходного слова, второй выходкоторого подключен ко вторым входам дополнительного счетчика и второго блокаанализа, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьимивходами формирователя полного телеметрического кадра и дополнительного счетчика, выходы которого соединены соответ,ственно с четвертым входом формирователи телеметрического кадра и с третьим,входом первого блока анализа, третий выход которого подключен к пятому входуформирователя полного телеметрическогокадра, выход синхронизатора соединен ссинхронизируюшим входом регистра исходного слова,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3743765,кл. 178-6, опублик, 1973,2. Авторское свидетельство СССР428439, кл, 5 08 .С 19/28,10.04,73 (прототип),/41 Тираж 682ЦНИИПИ Государственногопо делам изобретений и3035, Москва, Ж, Рауш писное омитета СССРткрытийская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул, Проектн