Адаптивная система передачи информации

Адаптивная система передачи информации

Реферат

 

Использование: в технике связи, а именно в телемеханике, телеграфии и передаче данных. Сущность изобретения: система содержит на передающей стороне формирователи сигналов, элементы И первой группы, первый элемент ИЛИ, распределитель, блок кодирования, перестраиваемый распределитель, блок генераторов, блок оценки состояния канала, шифратор, согласующий блок, а на приемной стороне - распределитель, перестраиваемый распределитель, декодирующие блоки, группу элементов И, дешифратор, согласующий блок и блок выдачи данных, причем выходы блока данных являются выходами приемной стороны системы. Система отличается тем, что на передающей стороне введены вторая и третья группы элементов И, группа элементов НЕ, второй и третий элементы ИЛИ, формирователь импульсов, а на приемной стороне - блок частотных детекторов, блок синхронизации, формирователь импульсов и элемент ИЛИ. Целью изобретения является повышение пропускной способности. 10 ил.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в телемеханике, телеграфии и передаче данных.

Известна адаптивная система передачи информации, содержащая на передающей стороне формирователь сигналов, группу элементов И, распределитель, генератор тактовой частоты, перестраиваемый распределитель, элемент ИЛИ, блок кодирования, шифратор, согласующий блок, а на приемной стороне - согласующий блок, группу декодирующих блоков, блок выдачи данных, группу элементов И, распределитель и перестраиваемый распределитель.

Недостатком известного устройства является низкая пропускная способность.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является адаптивная система передачи данных, содержащая на передающей стороне формирователи сигналов, группу элементов И, распределитель, группу элементов ИЛИ, блок кодирования, перестраиваемый распределитель, генератор тактовой частоты, шифратор и согласующий блок, а на приемной стороне - согласующий блок, группу декодирующих блоков, блок выдачи данных, группу элементов И, распределитель перестраиваемый распределитель, дешифратор. На передающей стороне содержатся также генератор частот и блок оценки состояния канала.

Недостатком известного устройства является низкая пропускная способность.

Целью изобретения является повышение пропускной способности системы.

Цель достигается тем, что в адаптивную систему передачи информации, содержащую на передающей стороне распределитель, группа выходов которого подключена к первым входам первых элементов И и к группе входов блока оценки состояния канала, группа выходов которого соединена с группой входов перестраиваемого распределителя и с группой входов шифратора, группа выходов которого подключена к группе входов блока кодирования, первый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и к первому входу перестраиваемого распределителя, первый выход которого соединен с вторым входом блока кодирования, третий вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам соответствующих первых элементов И, вторые входы которых соединены с первыми выходами соответствующих формирователей сигналов, блок генераторов частот, выход которого соединен с входом согласующего блока, а на приемной стороне - согласующий блок, дешифратор, выходы которого соединены с соответствующими входами первого распределителя и первыми входами соответствующих элементов И, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих декодирующих блоков, выводы которых подключены к первым входам блока выдачи данных, вторые входы которого соединены с выходами второго распределителя, выход первого распределителя подключен к третьему входу блока выдачи данных, введены на передающей стороне вторые и третьи элементы И, два элемента ИЛИ, формирователь импульсов и элементы НЕ, выходы которых подключены к первым входам вторых элементов И, выходы которых через второй элемент ИЛИ соединены с входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом распределителя, выход которого соединен с четвертым входом блока кодирования, первый выход которого соединен с первым входом блока генераторов частот, второй вход которого подключен к второму выходу формирователя импульсов, к пятому входу блока кодирования и к второму входу перестраиваемого распределителя, третий вход которого подключен к второму входу блока кодирования, шестой вход которого подключен к второму выходу перестраиваемого распределителя, и к первым входам третьих элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами формирователей сигналов, вторые выходы которых соединены с входами соответствующих элементов НЕ и с вторыми входами соответствующих третьих элементов И, третьи входы которых подключены к группе выходов распределителя и к вторым входам соответствующих вторых элементов И, третий выход блока кодирования соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к первому выходу перестраиваемого распределителя, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом блока оценки состояния канала, а на приемной стороне - элемент ИЛИ, формирователь импульсов, блок частотных детекторов и блок синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом второго распределителя, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, первый вход которого соединен с первым выходом блока частотных детекторов и с первым входом дешифратора, второй вход которого подключен к вторым входам элементов И, к второму входу блока частотных детекторов и к входу блока синхронизации, второй выход которого соединен с вторыми входами декодирующих блоков, с третьим входом дешифратора, с вторым входом формирователя импульсов и с входом первого распределителя, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, при этом выход согласующего блока соединен с входом блока частотных детекторов.

На фиг. 1 представлена структурная схема адаптивной системы передачи информации; на фиг.2 - структурная схема формирователя сигналов; на фиг.3 - структурная схема формирователя импульсов передающей части; на фиг.4 - структурная схема блока генераторов; на фиг.5 - структурная схема блока оценки состояния канала; на фиг.6 - структурная схема перестраиваемого распределителя передающей части; на фиг.7 - структурная схема блока кодирования; на фиг. 8 - структурная схема блока частотных детекторов; на фиг.9 - структурная схема блока выдачи данных; на фиг.10 - структурная схема блока синхронизации.

Адаптивная система передачи информации содержит на передающей части 1 формирователи 2₁-2_m сигналов, элементы И 3₁-3_m первой группы, элементы И 4₁-4_m второй группы, элементы И 5₁-5_m третьей группы, элементы НЕ 6₁-6_m, элементы ИЛИ 7-9 с первого по третий соответственно, распределитель 10, формирователь 11 импульсов, блок 12 оценки состояния канала, шифратор 13, перестраиваемый распределитель 14, блок 15 кодирования, генератор 16 тактовых импульсов, блок 17 генераторов, согласующий блок 18. На приемной части 19, соединенной с передающей частью через канал 20 связи, содержатся согласующий блок 21, блок 22 частотных детекторов, блок 23 синхронизации, декодирующие блоки 24₁-24_К, группа элементов И 25₁-25_К, дешифратор 26, первый и второй распределители 27 и 28, блок 29 выдачи данных, формирователь 30 импульсов, элемент ИЛИ 31. На передающей стороне - выходы формирователей 32 сигналов, выходы распределителя 33, выходы 34 и 35 блока 14, выход 36 блока 16, выход 38 блока 15; на приемной стороне - выход 37 блока синхронизации, выход 39 блока 27, выход 40 блока частотных детекторов.

Формирователь 2 сигнала (фиг.2) содержит триггер 41, элемент И 42.

Формирователь 11 импульсов содержит (фиг.3) первый и второй формирователи 43 и 44.

Блок 17 генераторов содержит (фиг.4) генераторы частоты 45-47 с первого по третий соответственно, ключи 48-50 с первого по третий соответственно, два элемента НЕ 51 и 52, два элемента И 53 и 54, суммирующий усилитель 55.

Блок 12 оценки состояния канала содержит (фиг.5) генератор 56 импульсов, два элемента И 57 и 58, два счетчика 59 и 60, регистр 61, элемент 62 задержки, элемент ИЛИ 63, дешифратор 64, формирователь 65.

Перестраиваемый регистр 14 (фиг. 6) содержит три элемента ИЛИ 66-68, счетчик 69, дешифратор 70, две группы элементов и 71-72.

Блок 15 кодирования (фиг.7) содержит элементы И 73 первой группы, узлы 74 кодирования, элемент И 75, элемент НЕ 76, элемент ИЛИ 77, триггер 78, третий элемент И 79, счетчик 80, регистр 81, второй регистр 82, третий регистр 83, четвертый элемент И 84.

Блок 22 частотных детекторов (фиг.8) содержит три частотных детектора 85-87 и триггер 88.

Блок 29 выдачи данных (фиг.9) содержит группы элементов И 89, группу элементов И 90, группу элементов И 91.

Блок 23 синхронизации (фиг.10) содержит узел 92 тактовой синхронизации, регистр 93 и дешифратор 94.

Устройство работает следующим образом.

Распределитель 10 на передающей стороне циклически опрашивает формирователи 2 сигналов о наличии сообщений от источников данных. При отсутствии информации для каждого источника в канал связи выдается сигнал об отсутствии данных и система переходит к опросу следующего источника. При наличии сообщения от источника данных в зависимости от определенного блоком 12 оценки состояния канала уровня помех сообщение кодируется одним из корректирующих кодов. Формат закодированного сообщения: l бит, определяющих структуру сообщения (выбранный код), t бит - информационных символов и соответствующее число проверочных символов, причем общее число информационных и проверочных символов равно n. Пусть число источников данных - m, а число корректирующих кодов - k.

В начале каждого цикла опроса в канал связи посылается фиксированный сигнал циклового фазирования.

На приемной стороне распознается сигнал циклового фазирования и устанавливается в исходное состояние первый распределитель. В зависимости от расшифрованного дешифратором 26 типа корректирующего кода поступающая информация поступает на соответствующий узел 24 декодирования; сигналы с него поступают в блок 29 выдачи данных и по управляющим сигналам с второго распределителя 28 (адресам) выдаются соответствующим приемникам сигналов.

Появление требования о передаче сообщения на входе одного из блоков 2 устанавливает в единичное состояние триггер 41. До момента передачи сообщений блоки 10 и 28 находятся в исходном состоянии (активный уровень сигнала на выходе 33_о). В других случаях (рассинфазировании, сбоях) установка в синфазное состояние осуществляется передачей в начале каждого цикла синхрокода цикловой синхронизации, выделяемого дешифратором 94, устанавливающим в исходное состояние регистр 28. Тактовая синхронизация осуществляется блоком 92.

Пусть поступило требование по первому источнику. При переходе распределителя 10 в первое состояние сигнал с выхода 33₁ выдается в источник данных, разрешая выдачу через формирователь 21 данных в передающую часть 1. Информация по тактовым импульсам с блока 16 через формирователь 21 (элементы И 42, И 3₁ и ИЛИ 7) поступает в блок 15 кодирования. В начале кодирования в канал связи выдается кодовая последовательность фиксированной длины, определяющая тип кода. Она формируется следующим образом. Блок 12 (фиг.5) формирует по имитационной последовательности прогноз количества ошибок в канале связи, и соответствующий код определяет вид корректирующего кода в блоке 15. Распределитель 14 формирует сигналы окончания поступления информационных символов в блок 15 и окончание кодирования.

В канал связи сначала выдается синхрокод. Затем передается собственно сообщение. Последовательность, определяющая тип кода, поступает с блока 13, в блоке 15 формируется кодовая комбинация. После окончания передачи синхрокода или очередного сообщения сигнал через элемент ИЛИ 9 переводит распределитель 10 в следующее состояние.

Если следующий источник также содержит сообщение, то процесс аналогичен вышеописанному. Если же следующий источник не имеет сообщения, то триггер соответствующего формирователя 2 - в нулевом состоянии, на выходе элемента НЕ 6 - положительный сигнал, который при переходе распределителя 10 в соответствующее состояние вызывает появление сигнала на выходе элемента И 4, поступающего через элемент ИЛИ 8 на формирователь 9, который формирует сигнал, свидетельствующий об отсутствии сообщения и блокирующий блоки 14 и 15, а также вырабатывающий в блоке генераторов 17, где вырабатывается сигнал с соответствующим сигнальным признаком (например - частотой). Затем формирователь 9 формирует сигнал, переводящий через элемент 9 блок 10 в следующее состояние. Таким образом производится фиксация факта отсутствия сообщения от некоторого источника и переход системы к обработке сообщения следующего источника.

После передачи сообщения от источника сигнал с выхода 34 блока 14 поступает на все элементы И 5 и сбрасывается триггер лишь в обслуженном блоке 2, после чего соответствующий источник вновь может выработать сообщение.

От блока генераторов 17 через согласующий 18 блок и канал 20 связи сигналы сообщений поступают в приемную часть системы.

На приемной стороне от соответствующих источников принимается последовательность, определяющая тип кода. Он декодируется дешифратором 26, открывающим соответствующий элемент И 25, и сообщение поступает в соответствующий узел 24 декодирования. Информация в приемное устройство поступает от блока 22 частотных детекторов.

Сигналы с дешифратора 26 поступают также в приемный распределитель 27, аналогичный блоку 14. Его выходной сигнал, формируемый после приема n-й посылки, фиксирует завершение приема информации от соответствующего источника. По этому сигналу через элемент ИЛИ 31 переключается в следующее состояние распределитель 28 и выдает на блок 29 разрешающий сигнал выдачи данных.

Рассмотрим работу отдельных блоков устройства.

Блок 23 синхронизации осуществляет кроме тактовой синхронизации установку синфазного состояния приемного распределителя с передающим, дешифратор 94 определяет наличие синхрокода, срабатывает в том случае, когда комбинация в регистре 93 соответствует заданному синхрокоду.

В блоке оценки состояния канала 12 генератор 56 вырабатывает имитационную последовательность потока ошибок. По тактовым сигналам, поступающим через формирователь 65 и элемент И 57, сигналы ошибок подсчитываются счетчиком 59. По окончании каждого периода кодирования на один из входов элемента ИЛИ 67 от блока 10 поступает сигнал начала нового кодирования, сбрасывающий счетчик 60 и поступающий в элемент 58. Если при этом счетчик 60 достиг состояния большего, чем число тактов передачи сигнала отсутствия сообщения, то с выхода блока 64 на элемент 58 поступает разрешающий сигнал и с элемента И 58 на элемент 61 поступает сигнал записи, по которому содержимое счетчика записывается в регистр 61. Затем счетчик сбрасывается сигналом через элемент 62. Так формируется код прогноза ошибок.

Перестраиваемый распределитель 14 работает в соответствии с определенными для каждого кода значениями t+l и n+l. Через элемент ИЛИ 66 на счетчик 69 поступают сигналы сброса в следующих случаях: поддерживается сигнал сброса (запрет) при передаче синхрокода; то же - при передаче сообщения об отсутствии информации от очередного источника; по достижении n+l импульсов - по окончании кодирования сообщения. Счетчик 69 подсчитывает число тактовых импульсов с начала кодирования. Блок формирует сигналы после поступления n+l и t+l тактовых импульсов на его вход. С учетом передачи в начале каждой комбинации сигнала о структуре кода номера символов, на которых блок 14 формирует сигналы, равные на выходах 34 и 35 - t+l и n+l. Дешифратор 70 и блоки 71 и 72 коммутируют на входы элементов 67 и 68 соответствующие коды.

В блоке 15 кодирования при передаче синхрокода сигналом с входа 33₀ устанавливается в единичное состояние триггер 78; счетчик 80 начинает считать тактовые импульсы. В регистре 81 (кольцевом) записана комбинация синхрокода, которая через элемент И 84 и ИЛИ 77 поступает на выход блока 15. Счетчик 80 имеет модуль счета, равный числу символов синхрокода. После окончания счета счетчик 80 сбрасывает триггер 78, прекращая выдачу синхрокода, открывая при этом блок 14 через элемент 66 и элемент 75, через который информационные символы поступают на кодирующее устройство. Тип кода поступает в регистр 83 по сигналу от входа 35 и последовательно через элемент ИЛИ 77 выдается на выход блока 15. Задержка на этот период информации от источника осуществляется на регистре 82. Затем сообщение поступает в соответствующий узел 74 кодирования через элемент И 73; номер блока 74 определяется кодом с блока 13. Информация, закодированная блоком 74, поступает через элемент ИЛИ 77 также на выход блока.

В блоке 17 генераторов генератор 45 генерирует частоту (или другой сигнальный признак), соответствующий передаче "единицы", генератор 46 - "нуля" и генератор 47 - частоты, определяющей отсутствие сообщения. При наличии сообщения по сигналу с элемента НЕ 52 через элементы И 53 и 54 работают блоки 45 и 46 по управляющим сигналам с ключей 48 и 49. При наличии третьей частоты (разрешающий сигнал от блока 11 на ключ 50) на суммирующий усилитель 55 поступает и третья частота.

В блоке 29 на элементы 91₁-91_n поступают одноименные разряды выходных регистров декодирующих устройств. По окончании декодирования в одном из блоков 24 записана информационная комбинация, которая по принципу ИЛИ формируется в параллельном виде на выходах элементов 91. По сигналу с выхода 39 блока 27 сигналы проходят через элементы 90 на одноименные входы блоков 89 и по сигналу от блока 28 выдаются соответствующему приемнику информации.

В блоке 22 частотных детекторов (фиг.8) детектор 85 фиксирует частоту, соответствующую сигналу отсутствия информации от соответствующего источника. По его сигналу запирается дешифратор 26 и через формирователь и элемент ИЛИ 31 переключает распределитель 28 в следующее состояние. Сигналы с детекторов 86 и 87 переключают триггер 88 соответственно в единичное и нулевое состояния, формируя информационные символы.

Таким образом, при наличии сообщения на выходе очередного источника данных система в соответствии с состоянием блока оценки состояния канала выбирает код с требуемой корректирующей способностью и осуществляет кодирование и передачу сообщения. При отсутствии информации на некотором источнике система формирует "укороченное" сообщение об этом отсутствии и переходит (без потери времени при фиксированном опросе) к обслуживанию следующего источника информации, чем и достигается повышение пропускной способности.

Формула изобретения

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, содержащая на передающей стороне распределитель, группа выходов которого подключена к первым входам первых элементов И и группе входов блока оценки состояния канала, группа выходов которого соединена с группой входов перестраиваемого распределителя и с группой входов шифратора, группа выходов которого подключена к группе входов блока кодирования, первый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и к первому входу перестраиваемого распределителя, первый выход которого соединен с вторым входом блока кодирования, третий вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам соответствующих первых элементов И, вторые входы которых соединены с первыми выходами соответствующих формирователей сигналов, блок генераторов частот, выход которого соединен с входом согласующего блока, а на приемной стороне - согласующий блок, дешифратор, выходы которого соединены с соответствующими входами первого распределителя и с первыми входами соответствующих элементов И, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих декодирующих блоков, выходы которых подключены к первым входам блока выдачи данных, вторые входы которого соединены с выходами второго распределителя, выход первого распределителя подключен к третьему входу блока выдачи данных, отличающаяся тем, что, с целью повышения пропускной способности, введены на передающей стороне вторые и третьи элементы И, два элемента ИЛИ, формирователь импульсов и элементы НЕ, выходы которых подключены к первым входам вторых элементов И, выходы которых через второй элемент ИЛИ соединены с входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом распределителя, выход которого соединен с четвертым входом блока кодирования, первый выход которого соединен с первым входом блока генераторов частот, второй вход которого подключен к второму выходу формирователя импульсов, к пятому входу блока кодирования и к второму входу перестраиваемого распределителя, третий вход которого подключен к второму выходу блока кодирования, шестой вход которого подключен к второму выходу перестраиваемого распределителя и к первым входам третьих элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами формирователей сигналов, вторые выходы которых соединены с входами соответствующих элементов НЕ и с вторыми входами соответствующих третьих элементов И, третьи входы которых подключены к группе выходов распределителя и к вторым входам соответствующих вторых элементов И, третий выход блока кодирования соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к первому выходу перестраиваемого распределителя, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом блока оценки состояния канала, а на приемной стороне введены элемент ИЛИ, формирователь импульсов, блок частотных детекторов и блок синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом второго распределителя, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, первый вход которого соединен с первым выходом блока частотных детекторов и с первым входом дешифратора, второй вход которого подключен к вторым входам элементов И, к второму выходу блока частотных детекторов и к входу блока синхронизации, второй выход которого соединен с вторыми входами декодирующих блоков, с третьим входом дешифратора, с вторым входом формирователя импульсов и с входом первого распределителя, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, при этом выход согласующего блока соединен с входом блока частотных детекторов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10