Устройство для кодирования сигналов при цифровой передаче

Устройство для кодирования сигналов при цифровой передаче

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование в системах низкоскоростной передачи речевых сообщений с восстановлением формы сигнала позволяет повысить достоверность информации за счет обеспечения эффективного кодирования зашумленных входных сигналов . Устройство для кодирования сигналов при цифровой передаче содержит блок 1 вычитания, квантователь 2, блок 3 поэлементного перемножения и блок 4 поэлементного сложения. Введение блока 5 задержки, блока 6 матричного перемножения и блока,7 памяти обеспечивает кодирование зашумленных сигналов с минимальной скоростью передачи для заданной среднеквадратичной ошибки. 2 ил. с (С 00 05 СА5 41 vj NJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 H 03 M 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 401 6 14 1 /24-24 (22) 30.01.86 (46) 30.12.87. Бюл. 9 48 (71) Московский электротехнический институт связи (72) И.К.Анисимов и В.Н.Прохоров (53) 621.396 (088.8) (56) Величкин А.И. Передача аналоговых сообщений по цифровым каналам связи. М.: Радио и связь, 1983, с. 42, рис. 3.2.

Сейдж Э.П., Мелс Д.Л. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. M.: Мир, 1976, с. 252-270.

Заявка Великобритании У 2150377, кл. Н 03 М 3/00, опублик. 1985.

Патент СНА Р 4319360, кл. Н 03 К 13/22, опублик. 1982.

„„SU„„1363474 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ СИГ—

НАЛОВ ПРИ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧЕ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. его использование в системах низкоскоростной передачи речевых сообщений с восстановлением формы сигнала позволяет повысить достоверность информации за счет обеспечения эффективного кодирования зашумленных входных сигналов. Устройство для кодирования сигналов при цифровой передаче содержит блок 1 вычитания, квантователь 2, блок 3 поэлементного перемножения и блок 4 поэлементного сложения. Введение блока 5 задержки, блока 6 матричного перемножения и блока,7 памяти обеспечивает кодирование зашумленных сигналов с минимальной скоростью передачи для заданной среднеквадратичной ошибки. 2 ил. 1363474

Изобретение относится к вычисли— тельной технике и технике связи и может быть использовано, например, в системах низкоскоростной передачи речевых сообщений с восстановлением формы сигнала.

Цель изобретения — повышение до— стоверности устройства за счет обеспечения эффективного кодирования за- )p шумленных входных сигналов (под эффективным понимается кодирование с минимальной скоростью передачи для заданной среднеквадратичной ошибки).

На фиг.1 представлена блок-схема 1 устройства для кодирования сигналов при цифровой передаче; на фиг.2 — характеристика квантователя.

Устройство для кодирования сигналов при цифровой передаче содержит 20 блок 1 вычитания, квантователь 2, блок 3 поэлементного перемножения, блок 4 поэлементного сложения, блок

5 задержки, блок 6 матричного перемножения и блок 7 памяти. На фиг.1 показаны информационные и задающие входы 8 и 9 и выходы 10, Квантователь 2 имеет характеристику, показанную на фиг.2, и может быть 30 выполнен на программируемых логических матрицах или программируемом ПЗУ.

Блок 3 поэлементного перемножения состоит из m элементарных перемножиО телей, а блок 4 поэлементного сложения — из m элементарных сумматоров, каждый из которых имеет разрядность

Ь, равную разрядности входного кода (m размерность корректирующего ВеК 40 тора K на входах 9).

Блок 6 матричного перемножения состоит из N элементарных перемножителей и И элементарных сумматоров, 45 где N = и ° m, М.=- (m-1) ° m, и работает по алгоритму умножения матриц.

На фиге! сигналы Z(t)р Q (t)у 4„(t)р

Я„(t) передаются по шинам разряднос †тью В, сигнал Ф вЂ” по шинам разряднос-. 50 тью 6 (m m), остальные — по шинам разрядностью 1, ш. Вторые входы блока

4 имеют разрядность 2, третьи входы блока 4 — 6 (m-1), т.е. вторые и третьи входы этого блока являются входа- 55 ми одного из слагаемых S „(t).

Блок 7 памяти представляет собой программируемое ПЗУ, в которое записана матрица а, а,..., 1

1

1 О ! -!! -1 1-11 определяемая принятой моделью входного (например, речевого) сигнала,где а,,..., а — известные параметры этой модели.

Устройство для кодирования сигналов при цифровой передаче работает следующим образом.

На входы 8 устройства подается последовательность отсчетов смеси сигнала и помехи Z(t) = S(t) + n(t), — 1,2,3,... — дискретное время. Из смеси в блоке 1 вычитается предсказанное значение речевого сигнала

S„(t) в момент е, которое является

ni первым элементом вектора предсказанных значений сигнала в разные момент SÄ(t) =- PS„ (t), S„ (t-1),..., S (t-m+1)) (здесь m — порядок модели

Il iii сш нала). Обновляющая последовательность ) (t) = 7.(t)-Sn,(t) = е(с) +

+ n(t), где. e(t) = S(t) — S„(t) — погрешность предсказания сигнала, подвергается квантованию по уровню в квантователе 2. Квантованное значение Q „(t) можно представить в виде

g„(t) = e(t) + n(t) + n„(t), где

n„(t) — шум квантования. Предполага — . ется, что дисперсия шума наблюдения

n (t) много больше дисперсии шума квантования и,(1), поэтому 4 „(С) е() + п(С) + п (t) = e(t) + n(t)

=- 1 (г.). Следовательно, для шума на-— блюдения высокой интенсивности введение квантования обновляющей последовательности не изменяет алгоритмов фильтрации(в частности, не изменяет алгоритма вычисления вектора К). Значение отсчета 1„() умножается в блоке 3 на элементы корректирующего вектора К, поступающие с входов 9. Этот вектор вычисляется в соответствующем устройстве, которое функционирует по алгоритму, приведенному в !2) . Однако если средняя дисперсия сигнала

fS (t)) известна и не учитывается ср

Hpстационарность речевого сигнала, то вектор К может быть вычислен заранее вручную и записан в отдельный блок памяти для постоянного хранения и считывания (в этом случае устройства вычисления вектора К не требуется). В результате умножения на век— тор К формируется вектор оценок по— грешностей предсказания е (t) 3 13б (е", (t), е",(t-l ),..., е "(-ш+1)) где e "(i) — оценка погрешности предсказания е (i) в момент i. Этот век— тор суммируется с вектором предска-. занных значений сигнала S (t) в бло— ке 4 поэлементного сложения. Полученный в результате этого вектор оценок истинных значений сигнала S () — jS, (t), Б",(t -1),..., S„(t-m+1) l используется дпя получения нового вектора предсказанных значений сигнала в момент t+I: >„(t+1). Для этого вектор Б (t) в момент t+l (после за1 держки S (t) в блоке 5) перемножается на матрицу Ф, поступающую из б.-.:ока 7 памяти. Первый, элемент вектора

S „(t+l), равный S„,(с+1), кроме блока 4, поступает на второй вход блока 1 вычитания для вычисления нового значения обновляющей последовательности Q (t+1) в момент tel .

«На приемной стороне сигнал $ (t) восстанавливается по значениям 4<(t).

Таким образом, в устройстве для кодирования сигналов при цифровой передаче имеется возможность компенсации входной помехи высокой интенсивности за счет кодирования обновляющей последовательности 4(t) вместо сигнала S (t) или Z(t), что и обеспечивает повышение достоверности этого устройства, так как указанное кодирование эффективное.

Предлагаемое устройство может быть использовано в системах передачи речи из шумовой среды, когда недопустимо или ограничено применение

5474 других способов борьбы с акустичес:— кой помехой.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для KopHpoadHHH спгп»вЂ” лов при цифровой передаче, содержателе блок вычитания, первые входы которого являются информационными входами ус т-10 ройства, выходы соединены с входами квантователя, выходы которого. являются выходами устройства, блок поэлементного перемножения, первые .:ходы которого являются задающими входами б устройства, выходы блока .поэлеме«-тного перемножения соединены с соответствующими первыми входами блока поэлементного сложения, о т л .и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности устройства за счет обеспечения эффективного кодирования зашумленных входньж сигналов, в него введены блок задержки, блок памяти и блок матричного перемножения, первые выходы которого подключены к вторым входам блока вычитания и вторым входам блока поэлементного сложения, выходы которого через блок задержки соединены с соответствующими первыми

30 входами блока матричного псремножения, выходы блока памяти подключены к вторым входам блока-матричного перемножения, вторые выходы которого соединены с третьими входами блока

35 поэлементного сложения, вторые входы блока поэлементного перемножения под— ключены к соответствующим выходам квантователя.

Фиа 2

Составитель О.Ревинский

Техред Л.Сердюкова

Корректор С.Еекмар

Редактор А.Огар

Заказ 6380/54

Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4