Спосіб передавання дискретної інформації з адаптацією до умов передавання та пристрій для його реалізації

1 Спосіб передавання дискретної інформації з адаптацією до умов передавання, який включає зчитування байта інформації, перетворення на послідовний код, перетворення у ВІДПОВІДНОСТІ із ний, зчитують інформацію в паралельному форматі і записують отриману інформацію на носій персонального комп'ютера 2 Пристрій для передавання дискретної інформації з адаптацією до умов передавання, який містить канал зв'язку та модем, який відрізняється тим, що до нього введені персональний комп'ютер у складі центрального процесора, оперативного та постійного запам'ятовуючих пристроїв, носія інформації та системного каналу, послідовний інтерфейс та два паралельні інтерфейси, програмовані підсилювач та подільник напруги, а також аналого-цифровий перетворювач, причому ЛІНІЙНИЙ ВХІД/ВИХІД модему підклю чений до входу програмованого підсилювача та до виходу програмованого подільника напруги, вихід програмованого подільника з'єднаний зі входом програмованого подільника напруги і підключений до каналу зв'язку, а входи передавання та прий правилами модуляції і передавання до каналу зв'язку, який відрізняється тим, що на передавальному боці додатково реєструють масив значень напруги завад у каналі зв'язку і розраховують його середнє діюче значення, визначають максимальну швидкість передавання за умови збереження працездатності пристрою і необхідні рівні логічних "нуля" та "одиниці" передавання сигналів, обирають стандартну швидкість передавання інформації, передають умови зв'язку до приймальної частини, перетворюють дані з паралельного формату на послідовний з визначеною швидкістю, перетворюють сигнал у ВІДПОВІДНОСТІ З визначеними законом модуляції та логічними рівнями сигналів, на приймальному боці отримують з каналу зв'язку умови передавання інформації, ініціалізують пристрій на визначену швидкість обміну інформацією і коефіцієнт підсилення, отримують з каналу зв'язку інформаційні сигнали, ослаблюють їх у ВІДПОВІДНОСТІ З отриманим коефіцієнтом і демодулюють, перетворюють інформацію з послідовного формату на паралель давання та входом приймання послідовного інтерфейсу, інформаційні входи програмованих подільника напруги та підсилювача зв'язані ВІДПОВІДНО з виходами каналу А та В першого паралельного інтерфейсу, аналоговий вхід аналогоцифрового перетворювача підключений до каналу зв'язку, цифровий вихід зв'язаний з каналом А другого паралельного інтерфейсу, вхід "Пуск" з'єднаний з виходом каналу С другого паралельного інтерфейсу, а вихід "Кінець перетворення" підключений до каналу В другого паралельного інтерфейсу, за допомогою системного каналу центральний процесор зв'язаний з носієм інформації, оперативним та постійним запам'ятовуючими пристроями, а також послідовним та паралельним інтерфейсами Винахід відноситься до техніки передавання інформації і може використовуватися в Інформаційно-вимірювальних системах, комп'ютерних мережах та системах обміну інформацією Відомий спосіб передавання m-розрядних кодових слів та пристрій для його здійснення (Авто рське свідоцтво СРСР № 1605935, МКІ НОЗМ 7/00, бюлетень "Открытия Изобретения", 1990, №41) Спосіб полягає у введенні m-розрядного коду, просуванні його п>розрядним регістром зі зміною рівнів елементарних сигналів у випадку неспівпадіння бітів вхідного та вихідного слова і виводі т мання даних з'єднані ВІДПОВІДНО З ВИХОДОМ пере О 00 00 ю 52880 розрядних бінарних сигналів Цей спосіб дозволяє зміну рівнів елементарних сигналів в залежності від ЗОВНІШНІХ факторів, але їх не враховує Відомий спосіб передавання та приймання двійкових сигналів та пристрій для його здійснення (Авторське свідоцтво СРСР № 1164892, МКІ НОЗМ 13/00, бюлетень "Изобретения стран мира", 1985, №18) Спосіб полягає в тому, що під час передавання перед кожним імпульсом перетворюваної ПОСЛІДОВНОСТІ формують додатковий, полярність якого встановлюють у ВІДПОВІДНОСТІ З кореляційним перетворенням полярності імпульсів початкової двійкової ПОСЛІДОВНОСТІ, а під час приймання перед порівнянням кожного сигналу, отриманого після стробування із завданим порогом, визначають його полярність і формують сигнал, що відповідає полярності даного сигналу, отриманого після стробувяння і сигнал передбачення полярності наступного сигналу, що отримується після стробування в наступний ВІДЛІКОВИЙ момент часу у ВІДПОВІДНОСТІ З кореляційним перетворенням, що здійснюється під час передавання, який порівнюється з сигналом, що відповідає полярності наступного сигналу, отриманого післястробування, а при їх полярності наступного сигналу, але не враховує умов передавання інформації Найбільш близьким за своєю технічною суттю є спосіб кодування та передавання інформації (Авторське свідоцтво СРСР № 1432788, МКІ НОЗМ 13/00, бюлетень "Открытия Изобретения", 1988, №39) Спосіб вміщує в собі кодування інформаційної ПОСЛІДОВНОСТІ елементарних бінарних сигналів за допомогою частотної маніпуляції з неперервною фазою і наступне передавання модульованого сигналу каналом зв'язку Завдяки передаванню к м о ж н и х н т а р е С Л І в и м Д О В с Н и п н О г ( п и х С Т н а £ І л в з о к 1 ) , д м і й н к е о к ц і є ї о в о д о в а н и х д о в а н а м о ї с с и и г и х н з а м П г л і е О С Л о р о в и м і т н ф о р м м е н т а р в л е І Д О к В Н О С Т І к а н , о д о ц і й н и м П І м о д С Л Я е в і л е П ї О й Ч к О о Г творень в каналах зв'язку форма сигналу на виході каналу відрізняється від його форми на вході каналу При надходженні до приймальної частини прямокутна форма елементів сигналу відновлюється за принципом порогових значень чи переходу через нуль В результаті цього фронти відновлених сигналів на виході каналу не співпадають з фронтами початкових імпульсів на його вході При цьому виникають граничні спотворення сигналів, які можуть призвести до втрати інформації за рахунок втрати синхронізації Часова відстань між фронтами початкового та кінцевого імпульсів пов'язана із характером та рівнем завад і при певній швидкості передавання буде викликати спотворення інформації (Васюра А С , Кривогубченко С Г , Кулик А Я , Компанець М М , Худолій О І Техніка передавання дискретної інформації - Вінниця В Д Т У - 1 9 9 8 - С 18) Недоліком прототипу є відсутність адаптації до умов передавання Таким чином, суттєвий ефект може дати реалізація алгоритму адаптації до умов зв'язку з вибором параметрів передавання інформації В основу винаходу поставлена задача створення способу передавання дискретної інформації з адаптацією до умов зв'язку, при якому за рахунок введення нових операцій забезпечується вибір швидкості передавання, оптимальної для параметрів каналу зв'язку, що дозволяє уникнути втрат інформації і підвищити ефективність її передавання Поставлена задача вирішується тим, що обмін інформацією здійснюється в декілька етапів На першому етапі здійснюється тестування каналу зв'язку, пов'язане з вимірюванням значень напруги завади і визначається її середнє діюче значення На другому визначаються оптимальні параметри передавання інформації для реальних умов зв'язку На третьому етапі здійснюється передавання інформації у визначених умовах Напруга на приймальному боці каналу зв'язку Unp(t) являє собою суму напруг інформативного сигналу на передавальному боці Unep(t) та завади О ЗДІЙСНЮЮТЬ частотну модуляцію з неперервною фазою При цьому забезпечується підвищення швидкості передавання Кодова відстань лишається незмінною Цей спосіб використовує згорткові коди і, в принципі, дозволяє маніпулювати кодовою відстанню, але не враховує впливу завад у каналі зв'язку і не спроможний адаптуватися до умов передавання При цьому кодова відстань вибирається один раз і годування здійснюється за фіксованим алгоритмом В результаті впливу завад та наявності спо (1) Різниця В часі між фронтами імпульсів на передавальному та приймальному боці визначається переходами через нуль сигналів, що ВІДПОВІДНО визначається умовами Unep(t)=O та Unp(t)=O 3 урахуванням того, що зсув фронтів 1 (2) пр малий, можна визначити (3) Виходячи з цього 52880 6 Оскільки Unp(tnp)=O ^ пр \ пер / (4) dt (5) Підставляючи отриманий результат у (4), можна отримати імпульсів визначається співвідношенням s _" (6) а з урахуванням того, що ПОХІДНІ можна вважати приблизно рівними dt U) dt f—tстрімкість фронтів імпульсів буде дорівнювати пер розрахунок середньодіючого значення напруги завад, > визначення максимальної швидкості передавання за формулою (20) з умови збереження працездатності пристрою, > вибір максимальної стандартної швидкості передавання інформації, > передавання умов зв'язку до приймальної частини, > зчитування з носія інформації, що має передаватися, > передавання в послідовному кодіданих із визначеною швидкістю, > перетворення сигналу у ВІДПОВІДНОСТІ З визначеними рівнями логічних рівнів сигналів і передавання до каналу зв'язку, на приймальному боці < отримання з каналу зв'язку умов передавання інформації, < встановлення визначеної швидкості обміну інформацією і визначеного коефіцієнту поділу амплітуди сигналу, < отримання з каналу зв'язку інформаційних сигналів, їх ослаблення у ВІДПОВІДНОСТІ ІЗ отриманим коефіцієнтом та демодулювання, < перетворення інформації з послідовного формату на паралельний, реєстрація масиву значень напруги завад у каналі зв'язку за допомогою вимірювального каналу "аналого-цифровий перетворювач 5 - паралельний інтерфейс 8 - персональний комп'ютер 9", > розрахунок середньодіючого значення на 10 пруги завад центральним процесором 11 персонального комп'ютера 9, > визначення максимальної швидкості передавання за формулою (20) з умови збереження працездатності пристрою центральним процесором 11 персонального комп'ютера 9 і необхідних рівнів логічних "нуля" та "одиниці" передавання сигналів" > вибір стандартної швидкості передавання інформації центральним процесором 6 персонального комп'ютера 6, > передавання умов зв'язку до приймальної частини за допомогою послідовного інтерфейсу 6, > зчитування з носія 12 персонального комп'ютера 9 інформації, що має передаватися, > передавання в послідовному коді центральним процесором 11 персонального комп'ютера 9 до послідовного інтерфейсу 8 даних із визначеною швидкістю, >, перетворення сигналу модулятора 4 у ВІДПОВІДНОСТІ з визначеними рівнями логічних рівнів сигналів за допомогою програмованого підсилювача 2 і передавання до каналу зв'язку 1, на приймальному боці < отримання з каналу зв'язку 1 умов передавання інформації за допомогою послідовного інтерфейсу 6, < програмування послідовного інтерфейсу 6 на визначену швидкість обміну інформацією і програмованого подільника напруги 3 на визначений коефіцієнт за допомогою першого паралельного інтерфейсу 7, < отримання з каналу зв'язку 1 інформаційних сигналів, їх ослаблення у ВІДПОВІДНОСТІ ІЗ отриманим коефіцієнтом програмованим подільником З, демодулювання модемом 4, < перетворення інформації послідовним інтерфейсом 6 з послідовного формату на паралельний, < зчитування центральним процесором 11 персонального комп'ютера 9 інформації в паралельному форматі з послідовного інтерфейсу 6, < записування отриманої інформації на носій 12 персонального комп'ютера 9 При увімкненні живлення на передавальній частині центральний процесор 11 персонального комп'ютера 9 здійснює ініціалізацію пристрою таким чином, що послідовний інтерфейс б програмним шляхом налаштовується на мінімальну швидкість передавання інформації, канали першого 7 та канал С другого 8 паралельних інтерфейсів на виведення даних, а канали А і В другого паралельного інтерфейсу 8 - на введення даних, коефіцієнт підсилення програмованого підсилювача 2 встановлюється рівним одиниці На першому етапі в програмному режимі здійснюється вимірювання середньодіючого значення рівня завад у каналі зв'язку 1 При цьому через канал С другого паралельного інтерфейсу 8 на аналого-цифровий перетворювач 5 подається сигнал "Пуск" За допомогою канапу В паралельного інтерфейсу 8 фіксується встановлення сигналу "Кінець перетворення" При встановленні цього сигналу через, канал А* паралельного інтерфейсу 8 зчитується зафіксоване аналого-цифровим перетворювачем 5 значення і записується до опера 11 52880 12 тивного запам'ятовувального пристрою 13 персозареєстрованих значень і визначення оптимальних нального комп'ютера 9 Після цього цикл реєстрапараметрів передавання інформації Зареєстроції повторюється Процес продовжується до тих вані аналого-цифровим перетворювачем 5 знапір, поки необхідний масив значень напруги завачення перераховуються у середньодіюче значення ди не буде зареєстрований напруги завад за формулою, На другому етапі здійснюється оброблювання т V 1 V (21) * 1 І де N, - і-те зареєстроване аналого-цифровим перетворювачем 5 значення, No - максимальне значення, що може бути зареєстроване аналого-цифровим перетворювачем 5, п - КІЛЬКІСТЬ двійкових розрядів аналогоцифрового перетворювача 5, m - КІЛЬКІСТЬ значень, зареєстрованих аналого-цифрового перетворювачем 5 У ВІДПОВІДНОСТІ із формулою (20) вибирається швидкість передавання, виходячи э умови збереження працездатності обладнання Границею стійкої роботи пристроїв обміну інформацією є 5 - 0,4 (Васюра А С , Кривогубченко С Г, Кулик А Я , Компанець М М , Худолій О І Техніка передавання дисфетної інформації - Вінниця ВДТУ,- 1998, С 18) Швидкість передавання підбирається максимальною за умови можливості забезпечення необхідного коефіцієнта перетворення програмованими підсилювачем 2 та подільником напруги З На основі отриманого значення вибирається максимальна стандартизована швидкість, яка не перевищує розрахованого значення Після ЦЬОГО на мінімальній швидкості, дозволеній послідовним інтерфейсом 6, передається службова інформація про режим зв'язку, яка вміщує значення швидкості передавання і коефіцієнта підсилення Обмін службовою інформацією здійснюється за принципом повтору непарну КІЛЬКІСТЬ разів та голосування Тобто після отримання Інформації та записування її до оперативного запам'ятовувального пристрою 13 персонального комп'ютера 9 центральний процесор 11 порівнює ВІДПОВІДНІ ДВІЙКОВІ розряди у прийнятих байтах і за більшістю повторів визначає правильне значення Після ЦЬОГО центральний процесор 11 персонального комп'ютера 9 перепрограмовує послідовний інтерфейс 6 на визначену швидкість передавання і встановлює необхідний коефіцієнт підсилення за допомогою паралельного інтерфейсу 7 інформація байтами зчитується центральнім процесором 11 з носія інформації 12 персонального комп'ютера 9 і пересилається до послідовного інтерфейсу б Передавання інформації здійснюється у програмному режимі Пересланий байт послідовним інтерфейсом 6 перетворюється э паралельного формату на послідовний, що супроводжується встановленням прапорця "Перетворення завершене", і по бітах із запрограмованою швидкістю передається до модему 4, завершення чого супроводжується встановленням прапорця "Передавання завершене" Сформований сигнал перетворюється модемом 4 програмованим підсилювачем 2 і передається до каналу зв'язку 1, Після цього до послідовного інтерфейсу 6 може запису ватися наступний байт Процес продовжується до тих пір, поки всі дані з носія інформації не будуть передані до каналу зв'язку 1 На приймальному боці при увімкненні живлення центральний процесор 11 персонального комп'ютера 9 налаштовує послідовний інтерфейс 6 на приймання інформації з мінімальною швидкістю, з перший паралельний інтерфейс 7 - на виведення інформації, коефіцієнт ослаблення програмованого подільника напруги 3 встановлюється рівним одиниці Після ЦЬОГО центральний процесор 11 переходить до фіксації прапорців послідовного інтерфейсу Встановлення послідовним інтерфейсом 6 прапорця "Прийнятий байт інформації" показує, що з каналу зв'язку 1 отриманий байт даних перетворений на паралельний код і пересланий для зберігання до програмно доступного регістру послідовного інтерфейсу 6 У ВІДПОВІДНОСТІ з цим, центральний процесор 11 зчитує байт даних з послідовного інтерфейсу 6 і записує його до оперативного запам'ятовувального пристрою 13 персонального комп'ютера 9, після чого цикл повторюється Процес продовжується до тих пір, поки вся службова інформація не буде отримана Після ЦЬОГО визначається швидкість передавання і коефіцієнт перетворення амплітуди сигнапів Центральний процесор 11 перепрограмовує послідовний інтерфейс 6 на визначену швидкість передавання і записує до програмованого подільника напруги 3 необхідний коефіцієнт за допомогою паралельного інтерфейсу 7 Після цього центральний процесор 11 переходить до фіксації прапорців послідовного інтерфейсу Встановлення послідовним інтерфейсом 6 прапорця "Прийнятий байт інформації" показує, що з каналу зв'язку 1 отриманий байт даних, перетворений на паралельний код і пересланий дня зберігання до програмно доступного регістру послідовного інтерфейсу 6 У ВІДПОВІДНОСТІ з цим, центральний процесор 11 зчитує байт даних з послідовного інтерфейсу 6 і записує його до оперативного запам'ятовувального пристрою 13 персонального комп'ютера 9, після чого цикл повторюється Процес продовжується до тих пір, поки вся інформація не буде отримана, після чого вона записується на носій Інформації 12 персонального комп'ютера 9 Таким чином досягається значний позитивний ефект, оскільки за рахунок проведення тестування умов передавання інформації каналом зв'язку вибирається оптимальні швидкість зв'язку і амплітуди сигналів Це дозволяє суттєво уникнути нищівного впливу граничних завад на інформативний сигнал і підвищити вірогідність передавання інформації 52880 14 13 ослаблення сигналів докладно описана в літераПропоновані спосіб та пристрій для його реатурі (Чернов В Г Устройства ввода-вывода аналолізації доцільно будувати на базі персонального говой информации для цифровых систем сбора и комп'ютера IBM PC Модеми ПОСЛІДОВНІ та параобработки данных - М Машиностроение - 1988,лельні інтерфейси, а також аналого-цифровий С 33) Всі ІНШІ блоки входять до складу персоперетворювач випускаються серійно Реалізація нального комп'ютера програмного управління коефіцієнтом підсилення і ФІГ. 1 L 15 52880 Початок Початкова ініціалізація пристроїв Оброблювання значень і визначення параметрів продавання Передавання умов зв'язку 16 17 52880 Передаванні байта інформзгф до послідовного інтерфейсу Ініціалізація пристрою для передавання інформації Фіг. З 18 19 52880 Початок Попередня ініціалізація пристроїв Зчитування байта Ініціалізація пристрої» наприйманій Записування інформації наносім ФІГ. 4 20 21 52880 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 22