SU690528A1 - Способ передачи и приема дискретных сигналов - Google Patents

Description

(54) СГОСрБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДИСКРЕТНЫХ СЙтАЛОВ

Иэобретейие относитс  к способам передачи и обработки цифровбй информации и может быть использовано при со прй севив источников Цифровой инфор otce с Мн6го|санальны ми системами св зи, а tetKsKe при построении автоматизироввввых систем угфавпец   с коплектйвйым доступом к ЦВМ.X

Йзвестрь cTtocoQbj , fJ-l. о€еспечива10швв обмен спужебш 1миснгвапвмв между всточнескам цифровой внформаани в ИВМ.

ГТрн атом в ачесч ® слу 1{||1бщ,1х свгвалбв испольауютсй эе) в сюновном (1вфорь«а1р(и0нв6м сигнале кодопие комбшацвв. Это орраавчивавт нокюйиц туру служебных сйгвапов, а епедова- тельно в объем nepeaaaieteMofi Шформацни;

Неибо ее близким по техннчес1 й сушкости к изобретению  вл етс  ситсоб Передачи и приема дискротных ситшлов, котором формируют иоспедовате ьвость Ввфор1и&ий6нвых бивывульЬных сигналов к носпедователыгостъ слу ( импуйьснврс сагнапой, оачу поспедоватетлостей вйформа аионйых бннмпупьсйых евпшлов червдуйзт с передачей посйедоватепыюстей служебных импульсных сигналов, ри приеме осуществл ют тактрвую c Bixpoнизадшо по првнимае1уп тм информационным сигналам (2Х

Недостаткам такого способа  вл етс  низка  достоверность передачи и qrpiHeiMa иа |юрмайив.

Целью изоб югени   вл етс  пов1,. вие AocToeepBocitr передачи и првемв1 информации.

Пост« вш нраа цель достигаетс  тем, что по п|редло}йешому способу, ttocnenoаателыаость служебньпс Импульсов сиг

Claims (2)

1. налов формируют :б%вМПуЛЬСНЬ Й При 8ТОМчастота служе ох биимуЛь вых с|ггта кратное чвсло раз превь|шв8т чесtcfey геформааИовш к бнимпу льсиых с гваш в , а длительность служебных Tsocfteоователшостей биимпупьсных сирвалов не --Превышает интервапа синхронизации . На фиг. 1 изображены временные диаграммы, по сн ющие принцип биимкупьсного перекодировани ; на фиг. 2 вариант схемы устройства, реализующего предлагаемый способ передачи слу жебных сигналов; на фиг. 3 - временны диаграммы, по которым формируютс  суммарные сигна.лы, содержащие основной информационный и служебный сиг налы (СС).; Применение предлагаемого способа передачи служебных сигналов обосновано двум  причинамигБО-первых, широкой . полосой частот, пропускаемой кабельны ми соединительными лини ми, во-вторых , избыточностью по количеству характеристических моментов синхронизации (смен пол рностей сигнала), котора  имеетс  в биимпульсном сигнале. Соединительные кабельные линии имеют прот женность, не превышающую нескольких километров. Дополнительное частотное уплотнение коротких линий экономически невыгодно, поэтому по одной паре линии, как правило, передаю с  сигналы одного канала. В результат в диапазоне передачи данных имеем большой запас по ширине полосы частот пиний по сравнению с полосой, занимае мой сигналом. Ширина полосы частот, занимаема  сигналом, дл  этих условий не  вл етс  определ ющим фактором Поэтому,хот  увеличение скорости при передаче служебных сигналов и требует расширени  занимаемой полосы частот , оно допустимо на соединительных лини х. Биимпульснбе перекодирование осуществл етс  следующим образом. На фиг. 1 изображены: исходш 1й сигнал (ИС) на передаче - перва  стро ка, биимпульсный СИ тал (BJOi получен ный после перекодировани  - втора  строка, тактовые импульсы i , фиксн рукщие пол рность посылок биимпу ьс.о в декодирующем устройстве приемника, два варианта работы декоднрукннёго уст ройства (декодирование 1 и декодирова ние 2) и исходный сигнал, полученный поспе декодиро;вани  (два варианта cooi ветственно). Одноименные Посыпки исходного бинарного сигнала и соответствующие им биимпульсы и промежуточные сигналы в декодирую1цем устройстве провумеро- ваны одинаково. 8 .4 Каждому символу на передаче после перекодировани  соответствует один би- . импупьс, состо щий из двух импульсов разной пол рности (10или 01). Как уже говорилось, пор док смены пол рностей в биимпульсе, или его фазе, завис т от того, какой символ (1 или О) передавалс  перед ними. Если передавалась , пор док смены пол рностей одинаковый, если - О , пор док противоположный . Благодар  относительности кодировани  декодирование можно начинать с любого из двух импульсов, составл ющих биимпульс. в первом варианте цекодиро- вани , изображенном на .фиг. 1, оно осуществл етс  с первого импульса, во вто- . ром варианте - со второго. При декодировании пол рность импуль сов фиксируетс  тактовыми импульсами 4. (декодирование 1,2 - перва  строка) и запоминаетс  на один такт Т,, ( tp длительность элементарной посылки информации ) до следующей фиксации, (Положительной пол рности соответствует вьюокий уровень, отрицательной - низкий ) . Далее зафиксированное значение пол рности задерживаетс  еще на один такт t, (декодирование 1,2 - втора  строка) и сравниваетс  с вновь зафиксированным значением, следующим по очереди (сравниваютс  пол рности первой и второй строк). Если пол рности одинаковы, формируетс  единичный символ исходного сигнала, если пол рности противоположны - нулевой символ. Как видно из фиг. 1 сигналы после декодир.овани  в первом и втором вариантах одинаковы, но в зависимости от фазы tj могут иметь два начальных фазовых положени , сдвинутых один относительно другого на 0,5 Т . Возможность равноценного декодировани  в двух фазовых положени х позвол ет вести тактовую синхронизацию на частоте, в два раза более высокой, чем F s 1/ т, , и из двух фазовых положений ti выбирать случайным образом любое, получаемое при делении удвоенной частоты следовани  подстроен- ньгх синхронных и синфазных импульсов 2F с1/Тб пополам. Благодар  возможности синхронизации по частоте 2 биимпульсное кодирование помимо избыточности по информации (два импупьса иа один исходный бинарный) обеспечивает избыточность и по характеристическим мо1уюнтам синхронизации. в биимпупьсном сигнале минимальна плотность спедовани  моментов стссронизации не ниже максимальной дл  би (юрного сигнала. Если сравнивать среднюю плотность характеристических моментов синхронизации бинарного и биимпульсного сигналов , то у последнего она минимум в восемь рез выше. Можно сократить число коррекций (фазы, частоты) на приеме (одна коррекци  может приходитьс  на одну смену пол ризации) более, чем наполовину. Устойчивость тактовой синхронизации позвол ет без ущерба дл  качества синхронизации блокировать ее при возраста нии скорости передачи служебных сигналов и принимать основной информационный сигнал и служебные сигналы на один приемник с общим устройством тактовой синхронизации. Процент исключаемых из синхронизации характеристических моментов синхронизации отфедел ет допустимое коли чество служебных сигналов, передаваемое в единицу времени. Если исключить 30% синхронизирующих моментов, то дл  скорости 1200 бит/с, это составит около 400 знаков в секунду длительностью т на служебные сигналы. С учетом, например, удвоени  скорости при передаче служебных сигналов эта цифра удвоитс  и будет равна 800 знакам длительностью То/
2. 2. ЕСЛИ выделить на служебный сигнал ЗО знаков, то в 1 с. можно передать более 25 команд. При равных услови х дл  скорости 24 00 бит/с получим возможность передачи более 50 ко манд в 1с, дл  4800 бит/с - более 100 команд в 1 с, и т.д. Реально требуемый темп обмена командами незначительно возрастает с ув личением скорости. Необходима  скорос обмена примерно посто нна и равна 1О-15 команд в I с независимо от скорости передачи, поэтому при возрастании скорости передачи потери пропускной способности и синхронизирующи моментов снижаютс . Рассмотрим вариант структурной схемы устройства дп  передачи и прием служебных сигналов, реализующего пред лагаемый способ (см. фиг.2). Передатчик 1 содержит формировате служебных сигналов 2, кодирующее 28 устройство 3, клапан 4, выходное устройство 5. Приемник 6 включает в себ  входное устройство 7, устройство регенераЦии и декодировани  биимпульсных сигналов основной информации 8, устройство регенерации и декодировани  биимпульсных сигналов служебной ин-, формации 9, устройство дискретной автоматической подстройки фазы тактовых импульсов (ДАПФ) 1О, анализатор соотношени  сигнал/помеха 11, анализатор скорости 12 и декодер служебных сигналов 13. Работает устройство следующим образом . При передаче за вки на передачу служебных сигналов .(команд) поступают параллельно по m входам на формирователь служебных сигналов. С помощью кольцевого распределител  вхоД шего в состав формировател  служебных сигналов , входы поочередно опрашиваютс . ЕСЛИ запрос на передачу по данному входу не поступил, производитс  опрос очередного. При наличии запроса распределитель останавливаетс , и формируетс  служебный сигнал. Темп сброса должен быть выбран так, чтобы служебные сигналы распредел лись равномерно во времени в соответствии с необходимым темпом обмена служебными сигналами . Скорость формировани  отдельного служебного сшнала должна соответствовать скорости его передачи. Служебные сигналы и основной информационный сигнал поступают на кодирующее устройство 3, где из бинарного формируетс  биимпульсный сигнал. Причем основной информационный сигнал подаетс  через промежуточный клапан 4, на блокирующий вход которого поданы служебные сигналы. При передаче служебного сигнала основной информационный сигнал блокируетс .. Управл ют кодированием тактовые последовательности импульсов F и  К : перва  - кодированием основного информационного сигнала, втора  - кодированием служебных сигналов. С выхода кодирующего устройства 3 суммарный сигнал поступает на выходное устройство 5 и затем в линию. Дл  большей универсальности цикловое фазирование при передаче служебных сигналов необходимо организовать по стартстопномупринципу (см. фиг.3)т.е. цикл передача и приема должен формиро воттхг  дл  каждого (;/1ужебиого сигнала отдельно. Служебный сигнал должен состо ть из двух частей: цикловой посыпки (старт) в командьь йнкповд  посылка ( ЦТ) предшествует команде (К) и определ ет ее начало. На ф«гг. 3 изображены два вврв1анта формировйнсг г: первый  п  передачи спужебйых сйт налов со скоростью 21 (удаоеннс У, второй дп) передачи со скоростью 4F (учетаеренной). Видно, что Чем выше скорость передачи служебных сигналов, тем меныпе по-гери ПрОПуСКШ в СПОСОбВОСТВ дл  OCH00BOt4 сигнала и потери дл  характеристических моментов сшхронкдаций, и тем выш теки служебными сигналами кюж ио допустить. Првведенаый метод цикло вого ч|взиробавй  не единственно юзмо ный. Очевидно, что допустюлы и другда решевм дл  виклового фазировани . В cBsrae с -тем, что Полоса частоты канапа Гораздо mtipe волосы частот, за- йвмаемой сигналом, веро тны йскаже- Нй  в виде дроблеегий, которые могут восприниматьс  преемвиком, как уие ичейие скорости, отличать служебные сигналы va фоне йробйешдас посм ок основного пформагаютюго cm Raita   одновременво обеспечить высокую достоверность их приёма  ри в зких соотношени х сигвал/шмеха , кодирование необходимо де ать избытотеым. Должно быть иредус трвно о&аружевш ошибок либо о аружебие в нбправ ннФ ошибок. В рассмотренном йм Шё вр1сме| е и на по сн ющей. в|юмешой ШЕаграммэ ;{фиг.З) требуема  избыточаость учйтываеос  , что ва каждый служе К||й выдел етс  тршадать юшв. С учетом требований по тюмехоустовч1юост11 дтого количестваДоста точво дл  формсфованш  весЕЯ лькш: Де с тков раэпетаеко с по составу комавд. При 1фвееме сигйал с  иивй поступае швх:ош1ой усилитель 7 приемника 6. С бь|кода усйлитеда 7 он водаечгс  варал««вЛ1 о ва ст{Х Йства1.8, устройство 9 ДАПФ 10, atsani t« p собт&ошёвй  CHf ал/тюмеха It it анализатор скорости 1 А аАвэатор соотисшенв  Ьвгвал/пб меха 11 в ДАПФ 1О совместно образую уст| ЙсТво такгговрй сшгхроеаэацвв грв емв ка.. : ; ;. ., , Перблача служебных сигналов ирбДпагаемым методом не требует слва аль 8. , него усложнени  устройстпа тактовой синхронизации. Синхронизаци  осущест- рл етс  на частоте 2F по биимпупьсному сигналу, но при этом в ДАПФ Ю помимо подстроенных поспедовательно- стей тактовых импульсов- с частотой следовани  2F и Р дл  устройства 8 заодно формируютс  более высокочастотные сигосроншые и синфазные с приНймаемымн служебными сигналами поспедовательностн тактовых импульсов с Частотой следовани  п- 2F и nF дл  устройства 9. Так как веро тны дроблени , анализатор сигнал/помеха 11 независимо от того передаютс  или не передаютс  служебные сигналы должен содержать аиапйзатор дроблений. Увеличение скорости передачи эквивалентно дроблению ncfcibiiioK, nosToKiy оно выдел етс  анализатором дроблени . В результате сигналы с выхода аналйза-юра дроблекнй блокируют синхронизанкю во врем  передачи спужеб|Ых сигналов . В анализаторе скорости 12 фиксируютс  сигналы, длительность посылок которых много больше, чем максимальна  длительность посыпок служебных сигналов. При Каждом обнаружении более длинных посылок информации работа декодера служебных сигналов 13 блокируетс  сигналом с выхода анализатора скорости 12. Обмен служебными сигвапамв может быть оргавйзовай по принципу командаквитанШ Я (запрос-ответ). В этом случае после каждой {фин той комаПпы в декодере служебных сигналов должен формироватьс  управл ющий сшива , додаваемый на формирователь с ужейгых сигналов. По этому сигйалу в формирователе вырабатываетс  передаваемый в лшню служебный с$ггдал-квиташ и . Применение п|редлагаемого способа 11ередачи служебных сигналов обеспечивает практвЕчески полную автово1 ность. бопр гаемых аттаратов. Работак нш друг на друга вйкй atrtmратуры с рбДйвшотс  tto четырехароводвому стыку, уилот веайЬму не только информацвоввыми в тактовыми сигналами, но .с &эльшйм объемом служебной  нформаций . Это дапьвейшеё расшвршве возможнойтей cTbjKa , рекоКювдуекюго ОСТ4.208.О02. Сопр жение, обеспечивающее автономность работы смежаьос устроите. обеспечивает одновременно автономность их разработки, изготовлени , настройки , проверки, ремонта и универсальность использовани . При этом упрощаетс  люба  модернизаци  отдельных аппаратов, так как это не сказываетс  на соседних устройствах . В готовых системах по вл етс  возможность расширени  номенклатуры примен емых устройств и возможност замены части устройств на без переработки оставшейс  части. . Кроме того, значительно сокращаетс  врем  на согласование параметров сопр  жени , Формула изобретени  Способ-передачи и приема дискретных сигналов, при котором формируют последоватепьно ;ть информационных биимпупьс ных сигналов и последовательность служебных импульсных сигналов, передачу последовательностей информационных бибисигнал

   ,

   {риг.1 импульсных сигналов чередуют с передачей последовательности служебных импульсных сигналов, при приеме осуществл ют TajfTOByTo синхронизацию по принимаемым информациош ым сигналам, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности передачи и приема информации, последовательность служебных импульсных сигналов формируют бнвмпупьсиый, частота сигналов которой в кратное число раз превышает частоту информационных биимпульсных сигналов, а длительность Ьлужебных последовательностей биимпульсных сигналов не превышает интервала синхронизации. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 433480, кл. GOe.lT 9/(ЗО, 2.Аппаратура передачи данных, параметры сопр жени  аппаратуры с физическими лини ми на стыке С1ФЛ. ОСТ4,208.0О2,1975, (прототип).

   f,

   UHipfutrian 6и иНСр -: сигнал исходный СС бИ имф сигнал ПЧ ЦП V Ucfodntiiu СС

   би UHtp

   сигнал - 1--R-F R-i би СС

   CHopoemt, У - Sum/c(рцг. S

   чинию

   линии гтть iiFtF Спорость 2i Sufn/c С/Тд к i