Устройство для формирования сигнала дифференциальной импульсно-кодовой модуляции

 

Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике, используется в системах передачи информации и позволяет повысить помехоустойчивость формируемого сигнала. Устройство содержит вычитатель 1, аналого-цифровой преобразователь 2, сумматор 3, буферный регистр 4 и цифроаналоговый преобразователь 8. Благодаря введению буферного регистра 5, прямого и обратного преобразователя 6, 7 кодов, генератора 9 импульсов и элемент 10 - 12 задержки в устройстве осуществляется рандомизация выходного сигнала. 1 ил.

СО03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU„„1571767 А 1 (5l)S Н 03 М 3 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ("

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4406533/24-24 (22) 08.04.88 (46) 15.06.90. Бюл. К - 22 (72) Ю.С.Герасимов (53) 621,376.56 (088.8) ,(56) IEEE Transactions on Communications, i98i v.C0M-29, Y - 12, р. 17631767.

Дж.Беллами. Цифровая телефония.

M.: Радио и связь, 1986, с.140, рис.3.27б.(прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ.

СИГНАЛА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ИМПУЛЬСНОКОДОВОЙ МОДУЛЯЦИИ

2 (57) Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике, используется в системах передачи информации и позволяет повысить помехоустойчивость формируемого сигнала.

Устройство содержит вычитатель 1, аналого-цифровой преобразователь 2, сумматор 3, буферный регистр 4 и цифроаналоговый преобразователь 8.

Благодаря введению буферного регистра 5, прямого и обратного преобразователей 6,7 кодов, генератора 9 импульсов и элементов 10-12 задержки в устройстве осуществляется рандомизация выходного сигнала. 1 ил.

1571767

Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике н может быть использовано в системах передачи информации, работающих с сиг:налами в формате дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (ДИКИ).

Цель изобретения - повышение поме,хоустойчивости формируемого сигнала.

На чертеже изображена функциональ- 10 ная схема устройства.

Устройство содержит вычитатель 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, сумматор 3, первый и второй буферные регистры 4 и 5, прямой пре образователь 6. кодов, обратный преоб разователь 7 кодов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, .генератор

;9 импульсов, первый — третий элемен ты 10-12 задержки, вход 13 и выход, 14 устройства. Преобразователи 6 и

7 кодов могут быть выполнены на ПЗУ.

Устройство работает следующим обазом.

На вход 13 поступает аналоговый 25 сигнал. Х в реальном масштабе времени.

В вычитателе 1 происходит вычитание из сигнала Х его предсказанной оценФМ ки Х, поступающей также в реальном масштабе времени. Ошибка Y=X-Х пред- 30 сказания дискретизируется с частотой

1/Т поступления импульсов с генера.тора 9, квантуется и кодируется в каждой точке отсчета с помощью АЦП

2.в параллельные кодовые комбинации 35 ч ч чэ ° ° ° ч jg ) ч„° ° ° ° где ) ,, индексы 1,2,3,..., i-1, i..., — дис1 кретный масштаб времени, в котором единицей измерения является величина Т. 40

Преобразователь 6 совместно с регистром 5 работают в режиме простейшего конечного автомата Мура, вырабатывая на выходах 14 устройства 45 своего рода модель простой цепи МарKOBa, ° „ Ъ, согласно рекуррентному алгоритму

w;=7..(v;,w;,), где двухаргумеитная функцмя Ь () выбирается заранее слу- 50 чайным образом из множества возможных. Границы определения множества функций L () ограничиваются единстJ венным условием — условием одноэ иачной декодируемости, аименно справедливостью равенств

w.=ü ь (ь (v,,w.,„), w,.„)v;,f

i j или

В цепи обратной связи устройства преобразователь 7 совместно с регистром 5 реализуют обратное восстановление из последовательности w,, ч, ч и ° > w, ..., последовательнос) j y ти ч ю ч в чэнь ° ° ° ° ч1 1 в ч1ю ° ° ° согласно рекуррентному выражению v,==Ь; (w w ), элементы которого представляются в параллельных кодах.

Далее в сумматоре 3 ° происходит арифметическое сложение ошибок предсказания с прогнозируемыми величинами отсчетов, поступающих из регистра 4, т.е. по рекуррентной формуле У;

= У;, + v, С помощью ЦАП 8 последовательность прогнозируемых отсчетов

Y Y Y> У.; „ Y ... преобразуется в непрерывный эквивалент Х„ являющийся предсказанной оценкой исходного аналогового сиг ала Х.

Таким образом, в цепи обратной связи формируется аппроксимация входного сигнала, задержанного на один период Т дискретизации. Именно согласно цепи обратной связи данного устройства должно быть организовано декодирование сигнала ДИКМ на приемной стороне системы связи. Если в канале связи не происходят ошибки, то сигнал Х на выходе такого декодера системы оказывается идентичным сигналу X на выходе цепи обратной связи данного устройства. Отсюда, Ф чем точнее сигнал Х в цепи обратной связи повторяет входной сигнал Х устройства, тем точнее сигнал на выходе декодера повторяет входной сигнал Х. B случае одиночной ошибки в канале связи ожидается искажение сигнала Х, обусловленное неправильным восстановлением двух соседних отсчетов, например Y u Y..

Обеспечение равномернссти одиомерного распределения вероятностей величин в последовательности w,, w» ..., w;,, w;, ... основано йа том, что согласно теории марковских цепей двумерный закон распределения вероятностей в пределе повторяет вид экспоненты, характерной для вида одномерного распределения вероятностей величин в исходной последовательности vi у ч р ч ) е ° ° р vj) у ч р ° ° °

Следовательно, для того, чтобы приб5 15 лизить к равномерному вид двумерного. распределения вероятностей величин в преобразованной последовательности достаточно последовательность w, м„, и, ..., ч;,, ы -, ... вторично подвергнуть рандомизации, но употребив при этом другую функцию L (° } из заданного их множества, и т.д.

Пример.При начальном состоянии ю =00 регистра 5 последовательность двухразрядных ошибок предсказания имеет вид:

v =00, v =00, v =00, v!=00, v =00,...,15 Тогда потактное функционирование части устройства преобразователь 6— регистр 5 — преобразователь 7 будет соответствовать следующему а содержание матриц, в роли адресов строк и столбцов которых выступают

w =L3 (v w )=Ь (00,00)=10, ч, =L . (w1iwo ) =L (00,00)=00

w =L (ч,w ) -L (00,10)-11, ч =L (w w ) =L . (1 1, 10) -00

2 2» 1 ! тз Ь! (ъз,ът,)-ЬД (00 11) 01 чз-Ь. (ыз,wã)-Ь (01,11)-00

w =L (v4 ът )-! (00i01)-ОО ч -Ь ° (w4 т з)-Ь ° (00 01) — 00

w =L (vg, w ) =L (00, 00) =! О, Это наглядно демонстрирует эффект рандомизации последовательности цифровых сигналов на глубину одномерной плотности вероятностей величин. в этой последовательности, представляющей выходной сигнал ДИКИ данного устройства.

Таким образом, в устройстве для формирования сигнала ДИКИ повышена помехоустойчивость выходного сигнала за счет обеспечения его рандомизации.

Формула изобретения

Устройство для формирования сигнала дифференциальной импульсно-кодовой модуляции, содержащее вычитатель, первый вход которого является входом устройства, а выходы соединены с информационными входами аналого-цифрового преобразователя, сумматор, выходы которого подключены к информационным входам первого буферного регистра, выходы которого соединены с первыми входами сумматора и входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен ко второму входу вычитателя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости формируемого сигнала, в устройство введены второй

71767 6 при реализации функции;Ь!(-) — соответственно значения v,; и w,, а при реализации функции !Ь;(-)» - соответ-. ственно значения w u w,, следующее: в строке 00 по столбцам 00, 01, 10, 11 соответственно значения 10, 00, 11, 01, в строке О! — значения

11, 01 10 00, в строке 10 - значения 00, 10, 01, 11 и в строке значения 01, 11, 00, 10 (в данном частном случае одинаково для обоих преобразователей 6 и 7).

=L (w»w<) =L (10,00) =00 ! буферный регистр, прямой и обратный преобразователи кодов, элементы задержки и генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого элемента задержки и тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, З5 выходы которого подключены к первым информационным входам прямого преобразователя кодов, выход первого эле" мента задержки соединен с входом второго элемента задержки и тактовым входом прямого преобразователя кодов, выходы которого подключены к первым информационным входам обратного преобразователя кодов, информационным входам второго буферного регистра и являются выходами устройства, выход второго элемента задержки соединен с входом третьего элемента задержки и тактовыми входами обратного преобразователя кодов и второго буферного регистра, выходы которого подключены к вторым информационным входам прямого и обратного преобразователей кодов, выход третьего элемента задержки соединен с тактовыми входами пер55 вого буферного регистра и сумматора, выходы обратного преобразователя кодов подключены к вторым входам сумматора.