Кодек системы связи

(5) Н 03 М 3 04 ОСУДАРСТНЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 9 14и А.С,Данилин электротехничесим,Н.Д.Псурцева научно-исследоварадио8.8)ш ТесЬпса 1 ЛоцгИ 1, р. 129,идетельство СССР К 1322 26 06(71) Новосибирскийкий институт связии Государственныйтельский институт(54).(57) КОДЕК СИСП"МЫ СВЯЗИ, щий из соединенных каналом свя кодера, вход которого соединен дом кодека, и декодера, выход рого соединен с выходом кодека содержит соединенные последова но дельта-модулятор, счетчик и датчик, выход которого подключ выходу кодера, вход которого с нен с входом дельта-модулятора товые входы дельта-модулятора датчика подключены соответстве первой и второй тактовым шинам декодер содержит соединенные п вательно интегратор и Фильтр, выход которого подключен к выходу декодера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в кодере счетчик выполнен нереверсивным, а в декодер введен Формирователь импульсной последовательности, вход и выход которого соединены с входами соответственно декодера и интегратора, цричем формирователь импульсной последовательности содержит преобразователь кода, блок, коррекции, элемент сравнения, счетчик и вентиль, вход которого подключен к третьей тактовой шине, а выход соединен с выходом формирователя импуль- ф ской последовательности и входом счетчика, выходы которого подключены к соответствующим первым входам элемента сравнения, к вторым входам которого подключены соответствующие выходы блока коррекции, входы которого соединены с соответствующими выходами преобразователя кода, вход которого подключенвходу Формирователя импульсной последовательности, а тактовый вход - к четвертой тактовой шине, при этом выход элемента фа сравнения соединен с управляющим вхо) дом вентиля,70 1 11507Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении цифровых систем связи,Известна система связи с исполь 5 зованием дельта-модуляции, включающая в себя кодер и декодер, содержащие каждый соединенные последовательно сумматор, элемент задержки и повторитель, выход которого подключен к другому входу сумматора 1 1.Недостатком этого устройства является снижение эффективности кодирования из-за наличия повторителя с коэффициентом передачи меньше единицы, обеспечивающего интегрирование (суммирование) с утечкой.Наиболее близким к предлагаемому является кодек системы связи, состоящий из соединенных каналом связи кодера, вход которого соединен с входом системы, и декодера, выход которого соединен с выходом системы, кодер содержит соединенные последовательно дельта-модулятор, счетчик и кододатчик, выход которого подключен к выходу кодера, вход которого соединен с входом дельта-модулятора, тактовые входы дельта-модулятора и кододатчика подключены соответственно к первой и второй тактовым шинам, а декодер содержит соединенные последовательно интегратор и фильтр, выход которого подключен к выходу декодера, причем счетчик в кодере выполнен реверсивным, а между З 5 входом декодера и входом интегратора включен дешифратор 23.Недостатком данного устройства является его низкая помехоустойчивость вследствие необходимости точного вос- ф становления в декодере передаваемых приращений сигнала.Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости.Поставленная цель достигается тем, что в кодеке системы связи, состоящем из соединенных каналом связи кодера, вход которого соединен с входом кодека, и декодера, выход которого соединен с выходом кодека, 50 кодер содержит соединенные последовательно дельта-модулятор, счетчик и кододатчик, выход которого подклю" чен к выходу кодера, вход которого соединен с входом дельта-модулятора, 55 тактовые входы дельта-модулятора и кододатчика подключены соответствен. но к первой и второй тактовым шинам,а декодер содержит соединенные последовательно интегратор и фильтр,выход которого подключен к выходудекодера, в кодере счетчик выполненнереверсивным, а в декодер введенформирователь импульсной последовательности, вход и выход которого соединены с входами соответственно декодера и интегратора, причем формирователь импульсной последовательностисодержит преобразователь кода, блоккоррекции, элемент сравнения, счетчики вентиль, вход которого подключен ктретьей тактовой шине, а выход соединен с выходом формирователя импульсной последовательности и входомсчетчика, выходы которого подключенык соответствующим первым входам элемента сравнения, к вторым входам которого подключены соответствующие выходы блока коррекции, входы которогосоединены с соответствующими выходами преобразователя кода, вход которого подключен к входу формирователяимпульсной последовательности, а тактовый вход - к четвертой тактовой шине, при этом выход элемента сравнения соединен с управляющим входомвентиля.На фиг,1 изображена функциональная схема кодека; на фиг.2 - примерего выполнения; на фиг.З - временныедиаграммы сигналов,Кодек системы связи состоит из кодера 1, декодера 2 и канала 3 связи между ними. Кодер 1 содержит соединенные последовательно дельта-модулятор 4, счетчик 5 и кододатчик 6. Вход дельта-модулятора 4 соединен с входом кодера 1. К выходу кодера 1 подключен выход кододатчика 6, тактовые входы дельта-модулятора 4 и кододатчика соединены соответственно с первой и второй тактовыми шинами 7 и 8. Декодер 2 содержит соединенные последовательно деформирователь 9 импульсной последовательности, интегратор 10 и Фильтр 11, выход которого соединен с входом декодера 2, в свою очередь подключенного к выходу кодека, Вход декодера 2 соединен с входом формирователя 9, который содержит преобразователь 12 кода, блок 13 коррекции, элемент 14 сравнения, счетчик 15 и вентиль 16, вход которого соединен с третьей тактовой шиной 17, а выход подключен к выходу формирователя 9 и входу счетчика 15. Вход формироват3 11507ля 9 соединен с входом преобразователя 12 кода, выходы которого подключены к соответствующим входам блока13 коррекции, а тактовый вход - кчетвертой тактовой шине 18. Выходысчетчика 15 и блока 13 соединены соответственно с первыми и вторыми соответствующими входами элемента 14сравнения, выход которого подключенк управляющему входу вентиля 16. Водной из возможных реализаций кодека(фиг.2) дельта-модулятор 4 тактируется сигналом с частотой Г дискретизации, счетчик 5 выполнен четырехразрядным нереверсивным и без установочного входа, а кододатчик 6, выполняющий функцию преобразователяпараллельного кода в последовательный, построен на универсальном регистре, на управляющие входы (С и С)которого подаются соответственно линейная частота Г, определяющая скорость передачи цифрового сигнала, итактовая частота Г , определяющаятакты передачи,. причем Г=п Гт,25где п - число разрядов кодового слова, В декодере 2 преобразователь 12кода (последовательного в параллельный) выполнен на универсальных регистрах 19 и 20 сдвига. Управляе ых 30частотами Г (вход С регистра 19)и Г (входы С и С регистров 19 и20) по .шине 21, Вход регистра 19 является входом преобразователя 12 кода, выходы регистра 19 соединены ссоответствующими входами регистра2 и вместе с его выходами образуютвыходы преобразователя 12. Блок 13коррекции выполнен в виде программируемого запоминающего устройства,40которое позволяет в соответствии саДресом на входе вызывать на выходекодовое слово, записанное в соответствии с некоторой программой. Элемент 14 сравнения выполнен четырех 45разрядным, счетчик 15 идентичен счетчику 5 кодера 1, а вентиль 16 представляет собой элемент И. В данномустройстве принято Г=8 Г.Синхронизация тактовых частот 50кодера 1 и декодера 2 обеспечиваетсясредствами синхронизации, имеющимися в системах связи.Кодек системы связи работает следующим образом, 55Исходный аналоговый сигнал преобразуется в дельта-модуляторе вимпульсную последовательность, в ко 70 4 тарой положительные импульсы соответствуют положительным приращениемвходного сигнала, а паузы - отрица -тельным. Частота появления импульсовили пауз равна частоте Гз дискретизации. Эта импульсная последовательность поступает на вход четырехразрядного счетчика 5, с выходов которого двоичные числа, равные сумме подсчитанных импульсов, с частотой Г,записываются в регистр 6. С помощьючастоты Г параллельный кад, записанный в этот регистр, передаетсяпосимвольно в канал 3 связи, т.е.осуществляется преобразование из параллельного кода в последовательный. Каждое передаваемое кодовое .слово состоит из информационной и защитнойчастей. Защитная часть кодового слова предназначена для повышения помехоустойчивости передачи информации,так как с ее помощью в кодовое слово вводится некоторая избыточность. Информационная часть кодового слова,составленная из К младших разрядов,должна обеспечивать однозначное соответствие между принятым н предшествУющим отсчетами, т.е. К=1 од (Р,(Гт).Более старшие разряды будут относиться к категории защитных. Таким образом, в данном случае первый, второй и четвертый разряды счетчика 5 информационные, а разряд 8 - защитный,В декодере 2 с помощью преобразователя 12 кода, построенного на универсальных регистрах 19 и 20 сдвига, осуществляется обратное преобразование последовательного кода в параллельный и выделение принятого (в регистре 19) и предыдущего (в регистре20) кодовых слов, которые поступают на входы блока 13 коррекции, выполненного в виде программируемого запоминающего устройства, которое в соответ.ствии с алгоритмом коррекции кодовыхслов (т.е. порядком счета) исправляетошибки, возникающие в защитной частикодового слова. Алгоритм коррекцииучитывает основной принцип организации кодового слова, получаемого обычным счетом числа положительных дельта-импульсов. Из условия Г =8 Г, каждое вновь образованное число не можетотличаться от предыдущего более чем.на 8. Исправленные кодовые слова поступают на первые входы эдемента 14 сравнения, выходной сигнал которого11507 70 Фуправляет работой местного четырех- разрядного счетчика 15 (через вентиль 16) таким образом, чтобы число импульсов, поступающих на его вход, обеспечивало равенство кодовых слов, 5 поступающих из блока 13 коррекции и счетчика 15 на соответствующие входы элемента 14 сравнения. Тем самым на выходе вентиля 16 обеспечивается равенство числа импульсов, поступающих 10 на вход счетчика 5 в кодере 1, числу импульсов, поступающих на вход местного счетчика 15 декодера 2Образующаяся на выходе вентиля 16 импульсная последовательность поступает на 15 интегратор 10 и после фильтрации в фильтре 11 подается на вьпод декодера 2Динамика работы кодека системы связи иллюстрируется фиг,З для случая 20 Р =8 Р, За некоторый интервал времени на выходе дельта-модулятора 4 в соответствии с формой входного аналогового сигнала хИ) (фиг.За) формируется импульсная последовательность т (фиг.Зб), а на выходе счетчика 5 в те тактовые моменты времени - кодовые слова Я(С) (фиг,Зв). В их последовательности, начиная с третьего тактового интервала, передаваемое кодовое слово оказывается усеченным, поскольку старшие разряды слова, начиная с пятого, четырехразрядным счетчиком 5 не фиксируются и в канал 3 связи не передаются. При прохожде 35 нии по каналу связи некоторые из кодовых слов претерпевают искаженияПусть это будут, например, кодовые слова У 1,3,4,7 в искаженной последовательности Я (фиг.Зг). В такой ситуации ошибки в старших разрядах (защитной части) кодовых слов РУ 1,7 могут быть исправлены на приемной стороне, если учесть заданную организацию кодовых слов на передающей стороне. Действительно, в исправленной последовательности Я(й) (фиг,Зд) в кодовом слове Р 1 "лишняя" (ошибочная) единица должна пояВиться при поступлении на счетчик 5 кодера четырнадцати импульсов, что невозможно из условия Р=8 Р . В то же время рассмотрение кодовых слов Ю 5,6 показывает, что на счетчикеможет появиться комбинация 1000,если на счетчик, находяшийся в состоянии 1011, поданы тринадцать импульсов, что также невозможно, Блок13 коррекции запрограммирован такимобразом, что для невозможных комбинаций происходит исправление защитной части принятого кодового слова.Вместе с тем в кодовых словахРР 3,4 произошел сбой их информационной части (младших разрядов). Такие ошибки не могут быть исправленына данном интервале времени, однакоуже на пятом временном интервале этиошибки оказываются исправленными вдекодере 2 путем сравнения в блоке14 принятого кодового слова с кодовым словом, сформированным местнымсчетчиком 15.Восстановленный сигнал х (С) показан пунктиром на фиг.За, При этомуравнивание чисел имрульсов в переданной у(й) и принятой у (фиг.Зе)последовательностях осуществляется автоматически,Дополнительно следует отметить,что исправляющая способность метода,реализованного в данном изобретении,проявляется тем сильнее, чем большее число поступающих в блок 13 коррекции кодовых слов участвует в анализе и чем больше разрядов кодовогослова входят в его защитную часть,при этом появляется способность противостоять групповым ошибкам (искажающим группы кодовых слов). Этот эффект обусловлен различной скоростьюизменения старших разрядов текущегокодового слова, что позволяет посредством сравнения исправлять ошибки ввосстанавливаемой импульсной последовательности, возникающие вследствиесбоев в канале связи,Таким образом, введение новых блоков позволяет повысить помехоустойчивость кодека системы связи к искажениям информации, возникающим в канале связи, Особенно существенно это преимущество проявляется в системах передачи технологических сигналов, обладающих большой избыточностью.11507 70 Составитель О.РевинскиРедактор М,Петрова Техред Т.Дубинчак ктор Г.Решетник Заказ сн П 1 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проект ная 175/45 Тираж 872 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, 3-35, РП омнтета СС открытий ская наб.,