SU758224A1 - Устройство для передачи информации со сжатием данных 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к передаче пуассоновских потоков со сжатием информации и может применяться в адаптивных системах телеизмерений.

Известно устройство, содержащее 5 арифметический блок, элементы И, ИЛИ, сумматор, буферный запоминающий блок, которое предназначено для сжатия цифровых данных Г1] .

Недостатком устройства является Ю то, что сжатие дискретных данных, получаемых при регистрации пуассоновских потоков частиц, неэффективно (в смысле коэффициента сжатия).

Наиболее близким к предложенному 15 является устройство, содержащее датчики, коммутатор, выход которого соединен с первые входом счетчика активности каналов (схемы сравнения), синхронизатор, первый выход которо- 20 го подключен к синхронизирующему входу коммутатора, а второй выход - ко входу счетчика адресов блока памяти адреса, выход которого соединен со вторым входом счетчика активное- 25 ти каналов, выход которого соединен со входом блока формирования кадра (буферного ЗУ), выход которого со- , единен через передатчик с выходом устройства [2]. 30

2

Это устройство эффективно (в смысле коэффициента сжатия) при регистраций сильно коррелированных процессов, когда очередное измерение, как правило, несущественно отличается от последнего зарегистрированного.

Но пуассоновские потоки имеют две особенности, определяемые их статическими свойствами. Все измерения пуассоновского процесса статически независимы. Точность измерений формируемых в счетчике импульсов/соединенном с датчиком, определяется, главным образом, средним числом частиц Ν, накопленных в этом счетчике, поскольку дисперсия измерений также равна N. в .результате относительная погрешности измерений равна τΓν/Ν «

1тГн . Если N ь 4, то относительней погрешность измерений равна 50%, если N = 100, то 10%, и т.д. Следо-’ вательно, если’требуемая погрешность не превышает £ %,‘ то показания счетчика имеет смысл регистрировать лишь в том случае л если Ν ί Ν_ο « ( )*

Величину Ν_ο Целесообразно назвать

"порогом точности". Поскольку точностные требования для разных датчиков могут отличаться, то пороги точности Νρ для них также должны быть

3

758224

4

различными. Использование порогов точности необходимо для эффективной (в смысле коэффициента сжатия) регистрации пуассоновских потоков.

Недостаток устройства состоит в ,том, что оно не учитывает перечисленные свойства пуассоновских ποτοη. ков, и поэтому не приспособлено к ' их регистрации.Кроме того,если число регистрируемых измерений больше половины общего числа датчиков, то общая длина адресного (адаптивного) телеметрического кадра оказывается больше длины неадаптивного телеметрического кадра, содержащего все изме- > рения, но без адресов. В результате общий объем регистрируемых данных может даже увеличиться, а не уменьшиться.

Таким образом, применение устройства неэффективно для сжатия пуассоновских потоков (в смысле коэффициента сжатия).

Цель изобретения - повышение ин- формативное™ устройства путем увеличения коэффициента сжатия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи информации со сжатием данных, содержащее формирователь телеметрических кадров, выход которого соединен с передатчиком, синхронизатор, первый выход которого соединен с синхронизирующим входом коммутатора, второй выход - со входом счетчика адресов, счетчик активности каналов и в каждом информационном канале - датчик и пороговый элемент,введены блок оперативной памяти, регистр признака активности каналов, пороговый элемент, ключевые элементы, элемент И, триггер и в каждом информационном канале - триггер, счетчик импульсов, элементы И и ИЛИ, в каждом инфЪрмацион~ ном канале выход датчика соединен с первым входом счетчика импульсов, первый выход которого соединен через пороговый элемент С первым входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со вторым входом счетчика импульсов, выхрды счетчиков импульсов и триггеров! всех информационных каналов соедикены с соответствующими первыми и вторыми информационными входами коммутатора соответственно, второй выход синхронизатора соединен с первыми входами счетчика активности каналов и триггера, третий выход синхронизатора соединен со вторыми входами триггеров и элементов ИЛИ всех информационных каналов, четвертый выход синхронизатора соединен со входом элемента И, выход которого соединен со вторыми входами элементов И всех информационных каналов, первый выход коммутатора через блок оперативной па10

20

35

40

15

25

30

45

50

55

60

мяти соединен с первым входом первого ключевого элемента, выход счетчика адресов соединен с первым входом второго ключевого элемента, второй выход коммутатора соединен со входом регистра признака активности каналов и вто)рым входом счетчика активности каналов, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом триггера, выход триггера соединен со вторыми входами ключевых элементов и вторым входом элемента И, выход регистра признака активности каналов соединен с третьими входами ключевых элементов, выходы которых соединены с соответствующими входами формирователя телеметрических кадров.

На чертеже представлена блок-схема устройства для передачи пуассоновских потоков со сжатием информации.

Устройство включает информационные каналы 1, каждый из которых содержит датчик 2 импульсов, счетчик 3 импульсов, триггер 4, элемент И 5, элемент ИЛИ 6, пороговый элемент 7, коммутатор 8, блок 9 оперативной памяти, регистр 10 признаков активности каналов, счетчик 11 активности каналов, пороговый элемент 12, триггер 13, синхронизатор 14, счетчик 15 адресов, первый ключевой элемент 16; второй ключевой элемент 17, формирователь 18 телеметрических кадров, элемент И 19, передатчик 20.

Устройство работает циклически с постоянным периодом Т=Т^ + ДТ, где

- время накопления частиц (импульсов)* ДТ - время работы коммутатора 8.

В начальный момент цикла счетчики 11 и 15 сброшены, а триггеры 4 и 13 находятся в исходном положении.

Датчик 2 начинает регистрировать постующие на них частицы. Возникающие при этом импульсы поступают на вход счетчиков 3. В каждый пороговый элемент 7 введен· порог точности (этот порог может быть различным для различных счетчиков 3). Если в процессе работы показание счетчика 3 достигает порога, то с порогового элемента 7 на триггер 4 поступает импульс, опрокидывающий его, и формируется признак активности данного канала (счетчика). Независимо от выработки признака активности подсчет импульсов на каждом счетчике 3 продолжается до истечения врёмени .

Каждый счетчик 3 и соответствующий триггер 4 связаны с цифровым коммутатором 8. По истечении времени начинает работать коммутатор 8. В течение времени дТ, которое намного меньше , последовательно опрашиваются все счетчикй 3 и триггеры 4.

При этом показания счетчиков последовательно записываются в блок 9, а

состояния триггеров, описываемые одним двоичным символом ("0" - есчи

65

5 758224

триггер не, опрокинулся, "Г" - если опрокинулся), вводятся в регистр 10 признаков активности каналов и одновременно в счетчик 11 активности “каналов, который подсчитывает число единиц. К счетчику 11 подключен по- 5 роговый элемент 12, в который введено число, называемое общим порогом активности каналов. Если показание счетчика 11 достигает этого порога, то сигнал с порогового элемента 12 опрокидывает триггер 137 вырабатывая сигнал общей активности каналов.

К моменту времени ΐ = + ат,

когда заканчивает работу коммутатор 8, показания всех счетчиков 3 введены в блок 9, в регистре 10 записаны ’* признаки активности всех каналов (состояния триггеров 4), а состояние триггера 13 определяет превышен общий порог активности или нет.

После окончания работы коммутато-' 20 ра 8 (через время Т = + дт) синхронизатор 14 вырабатывает импульс сброса счетчиков 3. Через элементы И 5 и ИЛИ 6 этот импульс Сбрасывает лишь те счетчики 3, у которых пере- 25 вернут триггер 4, и возвращает э исходное состояние триггеры 4. Но если перевернут триггер 13 общей активности каналов, то через элемент '

И 19 и элементы или б импульс сбро- 30 са поступает на все счетчики 3 и сбрасывает их, независимо от состояния соответствующих триггеров 4. После этого начинается новый цикл регистрации частиц, поступающих с датчи- м ков 2. ³

Когда начинается новый цикл регистрации, с помощью данных, записанных в блоке 9 и регистре 10,'начинается формирование телеметрического кадра.

Если триггер 13 в состоянии "1", то формируется неадаптивный безадресный телеметрический кадр. В этом случае потенциал,снимаемый с трйггера 13, открывает ключевой элемент 16 и закрывает ключевой элемент 17 независимо от состояния выходной ячейки регистра 10. Поэтому все показания счетчиков 3, последовательно счй- 50 тываемые из блока 9, через ключевой элемент 16 поступают в формирователь 18 телеметрических кадров, где к этим данным добавляется синхронизирующая последовательность, требуемые вспо- 55 могательные данные и признак неадаптивного безадресного кадра (для этого в формирователь 18 поступает сигнал с триггера 13).

Если триггер 13 в состоянии "0", 60

то формируется адаптивный адресный телеметрический кадр активных отсчетов. В этом случае сигнал, поступающий с триггера 13 на ключевые элемен•ты 16 и 17, открывает их одновременно 65

и лишь при условии, что в выходной ячейке регистра 10 записана единица.

Тактовце импульсы от синхронизатора 14 управляют работой всех блоков устройства. На каждом такте из блока 9 извлекается очередное показание счетчика 3, в регистре 10 производится сдвиг вправо на одну ячейку, а в счетчик 15 добавляется единица. Таким 'образом, когда из блока 9 извлекается очередное показание, в счетчике 15 адресов содержится номер (адрес) соответствующего счетчика 3, а в правой ячейке регистра 10 находится признак активности того же самого счетчика 3. Поэтому показания всех счетчиков 3, для которых признак активности равен. "1", и одновременно адреса этих счетчиков 3, снимаемые со счетчика 15, через ключевые элементы 16 и 17 соответственно поступают в формирователь. 18 телеметрических кадров. Если же признак активности равен "0", то ключевые элементы 16 и 17 не пропускают информацию из блока 9· и счетчика 15 адресов. В результате в формирова- тель 18 записываются пары "номер счетчика 3 - содержащаяся в нем информация." только для активных каналов, характерные для сиотем сжатия данных. Затем к ним добавляется синхронизирующая последовательность, требуемые вспомогательные данные н признак адаптивного адресного кадра.

По окончании формирования телеметрического кадра как не адаптивного, так и адаптивного, этот кадр поступает на передатчик 20, производится сброс счетчиков 11 и 15, а триггер •13 устанавливается в исходное положение.

На весь процесс формирования телеметрического кадра, включая выборку всей информации из блока 9 оперативной памяти и сдвиг данных в регистре 10 признаков активности каналов, отведено время вплоть до секунд, начиная с момента окончания работы коммутатора 8 и до нового начала его работы .

Процесс формирования телеметрических кадров и сброс счетчиков согласованы таким образом, что перед очередным циклом сбрасываются лишь те счетчики 3, показания которых записаны в телеметрический кадр.

Все счетчики 3 сбрасываются лишь в том случае, если триггер 13 в состоянии "1", при этом формируется неадаптивный телеметрический кадр, показания всех счетчиков 3 из блока 9 поступают в блок формирования кадров. Если !же триггер 13 в состоянии "0",то сбрасываются лишь активные счетчики 3, у которых триггер 4 в состоянии "1", .показания именно этих счетчиков вво|дятся (вместе с их номерами) в формиΊ 750224 8

-рователь 18 для формирования адаптивного адресного кадра. ....... .......

• Порог общей активности каналов выбирается из условия, чтобы максималь^ ная длина адаптивного адресного кадра была равной длине неадаптивного безадресного кадра. Таким образом, величина этого порога зависит от общего числа счетчиков 3 и их разрядности. Наиболее просто выбирать величину порога общей активности каналов, равной половине общего числа каналов.

Предлагаемое устройство позволяет повысить коэффициент сжатия в 2-3 раза по сравнению с известным и соответственно повысить информативность устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для передачи информации 20 со сжатием данных, содержащее формирователь телеметрических кадров, выход которого соединен с передатчиком, синхронизатор, первый выход которого соединён с синхронизирующим входом 25 коммутатора, второй выход - со входом ?счетчика адресов, счетчик"активности каналов и в каждом информационном канале - датчик и пороговый элемент, о т ли ч а ю щ ее с я тем, что, с 30 целью повышения информативности устройства путем увеличения коэффициента сжатия, в него введены блок/ оперативной памяти, регистр признака активности каналов, пороговый элемент, $

   ключевые элменты, элемент- И, триггер и в каждом информационном канале триггер,.счетчик импульсов, элементыИ и ИЛИ, в каждом информационном канале выход датчика соединен с пер- .. вым входом счетчика импульсов, пер- ⁴⁰ вый выход которого соединен через пороговый элемент с первым входом триггера , выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход •элемента ИЛИ соединен с первым* входом элемента И, выход которого соединен со вторым входом счётчика импульсов, выходы счетчиков импульсов и триггеров всех информационных каналов соединены с соответствующими первыми и вторыми информационными входами коммутатора , второй выход синхронизатора соединён с первыми входами счетчика активностиканалов и триггера, третий выход синхронизатора соединен со вторыми'входами триггеров и элементов ИЛИ всех информационных каналов, четвертый выходсинхронизатора соединен со входом элемента И, выход которого соединен со вторыми входами элементов И всех информационных каналов, первый выход коммутатора через блок оперативной памяти соединен с первым входомпервого ключевого элемента, выход счетчика адресов соединен с первым входом второго ключевого элемента, второй выход коммутатора Ьоединён со входом регистра признака^ активности каналов и вторым входом счетчика активности каналов, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом триггера, выход триггера Соединен со вторыми входами ключевых элементов и вторым входом элемента И, выход регистра признака активности каналов соединен с третьими входами ключевых элементов» выходы которых соединены с соответствующими входами формирователя телеметрических кадров.