устройство сжатия и восстановления ширины спектра информационных электрических сигналов с ограниченной полосой частот
| Классы МПК: | H04B1/66 для уменьшения ширины полосы пропускания сигналов; для повышения эффективности передачи |
| Автор(ы): | Дороднов И.Л. |
| Патентообладатель(и): | Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2001-02-12 публикация патента:
20.12.2003 |
Изобретение относится к технике передачи информации и может использоваться в системах электросвязи. Устройство сжатия и восстановления ширины информационных электрических сигналов с ограниченной полосой частот содержит первый и второй преобразователи непрерывных сигналов в дискретные, первое и второе перекодирующие устройства, первое и второе устройства сравнения и выбора, с первой по пятую базы данных, первое и второе вычислительные устройства, первый и второй преобразователи дискретных сигналов в непрерывные и первое и второе устройства управления. Технический результат - сжатие ширины спектра сигналов и соответствующее уменьшение полосы частот без уменьшения скорости передачи, который достигается, в частности, за счет использования рекуррентного m-этапного алгоритма, позволяющего свернуть группу отсчетов исходного сигнала в один эквивалентный групповой отсчет-импульс, величина амплитуды и полярность которого отображают аналогичные параметры исходных импульсов-отсчетов соответствующей группы. 3 з.п.ф-лы, 4 табл., 1 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15
Формула изобретения
1. Устройство сжатия и восстановления ширины спектра информационных электрических сигналов с ограниченной полосой частот, содержащее на стороне передачи первый преобразователь непрерывных сигналов с верхней частотой F1 в последовательность дискретных сигналов с тактовыми интервалами T1=1/2F1, первый преобразователь дискретных сигналов с тактовыми интервалами T2>T1 в непрерывные сигналы с верхней частотой F2<F
и соответствующих им значений уi, соединены с выходами соответственно первым, вторым и третьим четвертой базы данных, предназначенной для хранения указанных данных, а также для их вывода на каждом этапе с № i (i=m, m-1,...,1) по командам второго устройства управления на второе вычислительное устройство, в котором первый выход для подачи значений Н*i (i=m-1,..., 1) соединен с четвертым входом, а второй и третий выходы для подачи информационных чисел х*i и у*i, (i=m, m-1,..., 1) соединены со входами соответственно первым и вторым второго устройства сравнения и выбора, третий, четвертый и пятый входы которого для параллельной подачи по командам второго устройства управления KKd, xd1 и yd2 соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами пятой базы данных, идентичной первой базе данных, второе устройство сравнения и выбора предназначено для последовательного сравнения каждой комбинации чисел {х*i, у*i}, поступающих из второго вычислительного устройства, с сочетаниями чисел {хd1, yd2}d, поступающими одновременно с кодовыми комбинациями KKd из пятой базы данных, и при совпадении с {х*i, у*i} одного из сочетаний {xd1, yd2}d выделения соответствующей кодовой комбинации ККd, совпадающей с одной из кодовых комбинаций KK*эji, для подачи ее с выхода второго устройства сравнения и выбора на вход второго перекодирующего устройства, предназначенного для преобразования каждых m кодовых комбинаций КК*эji в групповую кодовую комбинация ГKK*j, a последнюю в n двоичных кодовых комбинаций, следующих с тактовыми интервалами T1 и образующих последовательность u*1(t), подаваемую с выхода второго перекодирующего устройства на вход второго преобразователя дискретных сигналов в непрерывные сигналы с верхней частотой F1.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве первого преобразователя непрерывных сигналов в дискретные использован аналого-цифровой преобразователь (АЦП), в качестве первого преобразователя дискретных сигналов в непрерывные - фильтр нижних частот (ФНЧ), в качестве второго преобразователя непрерывных сигналов в дискретные - устройство дискретизации по времени (УД) и в качестве второго преобразователя дискретных сигналов в непрерывные - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в первом вычислительном устройстве для вычисления значений групповых отсчетов ГОj (j=1, 2, 3,...) применен m-этапный рекуррентный алгоритм.Hi=xik[Hi-1+С(1+2уi)], i=1, 2,..., m,где Hi (i
m) промежуточное значение ГOj, Hm - окончательное значение ГОj, в качестве Н0 (Нi-1 при i=1) можно использовать значение одного из отсчетов сигнала u(t), входящих в j-ю группу, или некоторое поверочное число, по которому можно проверять правильность восстановления u(t) на стороне приема, или другие информационные числа;хi - двоичное число ±1, которое соответствует одному из значений хd1, xi отображает в ККэji символы "1","0" и несет часть информации об амплитуде и (или) знаке очередного отсчета исходного сигнала или другую информацию;k - положительное дробное десятичное число (<1), выполняющее роль нормирующего коэффициента для ограничения области изменения значений Hi;С - нормирующий коэффициент (положительное десятичное число), его назначение делать величину [Нi-1+С(1+2уi] всегда положительной;уi - целое или дробное десятичное число, которое соответствует одному из значений уd2, yi указывает ту или иную область значений |Hi|/k=[Hi-1+C(1+2yi)] (|Hi| - модуль Hi; ширина каждой области равна 
=2С(1+2уmin); центр области соответствует величине С(1+2уi); число областей равно М и несет полную или частичную информацию о параметрах (знаке и амплитуде) одного или нескольких отсчетов исходного сигнала (или другую информацию), уi отображает кодовую комбинацию из ri; двоичных разрядов; на каждом i-м этапе формирования ГOj уi может принимать одно из М=2ri значений (позиций); различные значения yi от уmin до ymax изменяются с одинаковым шагом 
, например, уi={0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} (здесь =1; М=8; ri=log28=3) или уi={0,5; 2,5; 4,5; 6,5} (здесь =2; М=4; Vi=log24=2); с учетом хi комбинация {хi, уi} несет информацию, представленную r1j=(ri+1) двоичными разрядами;m - число этапов формирования ГО.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что во втором вычислительном устройстве для преобразования импульсов, соответствующих групповым отсчетам ГOj (j=1, 2, 3,...) с величинами Н*m в совокупности значений {хi, уi}* (i=m, m-1,... 1) и H*o, применен m-этапный рекуррентный алгоритм из четырех операций на каждом i-м этапе 1) фиксирование величины (|Нi|) и знака (х*i) Н*i (i=m, m-1,..., 1); 2) вычисление |H*i|/k; 3) идентификация области, которой принадлежит найденное значение |Нi|/k, величин уi и С(1+2уi) среднего значения области; 4) определение H*i-1=|Н*i|/k-С(1+2у*i), где все приведенные параметры совпадают с аналогичными параметрами в п.3 формулы, а звездочка * означает возможное отличие в общем случае помеченных ею переменных величин от аналогичных величин на стороне передачи.
Описание изобретения к патенту
Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть) ТлКласс H04B1/66 для уменьшения ширины полосы пропускания сигналов; для повышения эффективности передачи
