RU2641460C1 - Transmission device for telemetry and video information with time-frequency radio channel multiplex and analog-to-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency - Google Patents
Transmission device for telemetry and video information with time-frequency radio channel multiplex and analog-to-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641460C1 RU2641460C1 RU2017109488A RU2017109488A RU2641460C1 RU 2641460 C1 RU2641460 C1 RU 2641460C1 RU 2017109488 A RU2017109488 A RU 2017109488A RU 2017109488 A RU2017109488 A RU 2017109488A RU 2641460 C1 RU2641460 C1 RU 2641460C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- frequency
- video
- video information
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам радиотелеметрии, в частности к устройствам передачи телеметрической информации в космической отрасли.The invention relates to radio telemetry systems, in particular to devices for transmitting telemetric information in the space industry.
Известно устройство для передачи информации по двум параллельным каналам, содержащее опорный генератор, два управляемых генератора, два фазовых детектора, умножитель, смеситель, дифференцирующий элемент, фильтр, управляющий элемент, два усилителя, формирователь сигналов управления, блок памяти, модулятор и два усилителя мощности (а.с. СССР №938417, 1982).A device for transmitting information through two parallel channels, containing a reference generator, two controlled generators, two phase detectors, a multiplier, a mixer, a differentiating element, a filter, a control element, two amplifiers, a control signal generator, a memory unit, a modulator and two power amplifiers ( AS USSR No. 938417, 1982).
Однако применение такого устройства в телеметрии потребовало бы использования неоправданно большой полосы частот в эфире и применения большого числа приемных трактов, что сложно и дорого. Также невозможно передать видеоинформацию о процессах на удаленном от земли объекте наблюдения.However, the use of such a device in telemetry would require the use of an unreasonably large frequency band on the air and the use of a large number of receiving paths, which is difficult and expensive. It is also impossible to transmit video information about the processes at a remote observation object.
Известно также устройство передачи телеметрической информации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом модуляции несущей частоты, содержащее генератор тактовых частот, делитель частоты, формирователь маркерного импульса, ключ, коммутаторы тактовых частот, частотные модуляторы, фазовые детекторы, управляемые генераторы, опорный генератор, усилители мощности и сумматор мощности (Патент РФ №2236754, 2004).There is also known a telemetry information transmission device with time-frequency compression of a radio channel and an analog-to-digital carrier frequency modulation method, comprising a clock generator, a frequency divider, a marker pulse shaper, a key, clock frequency switches, frequency modulators, phase detectors, controlled generators, a reference generator , power amplifiers and a power combiner (RF Patent No. 2236754, 2004).
Недостатком этого технического решения является то, что оно не позволяет передать видеоизображение в полосе частот используемого радиоканала без значительного расширения числа каналов и усложнения аппаратуры.The disadvantage of this technical solution is that it does not allow transmitting a video image in the frequency band of the used radio channel without significantly expanding the number of channels and complicating the equipment.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство, содержащее генератор тактовых частот, делитель частоты, формирователь маркерного импульса, фазовый детектор, частотный модулятор, управляемый генератор, усилитель мощности, опорный генератор несущих частот, два коммутатора, сумматор, формирователь частотной «подставки», видеокамеру, селектор видеосинхроимпульсов, формирователь видеомаркера и дискретизатор видеоинформации (Патент РФ №2571731, 2015).The closest in technical essence to the claimed device is a device containing a clock frequency generator, frequency divider, marker pulse shaper, phase detector, frequency modulator, controlled generator, power amplifier, reference carrier frequency generator, two switches, adder, frequency “stand” shaper , video camera, video sync selector, video marker shaper and video information sampler (RF Patent No. 2571731, 2015).
Недостатком этого технического решения является ограниченная информативность телеметрической видеоинформации, передаваемой по радиоканалу, подвергающемуся активному воздействию помех.The disadvantage of this technical solution is the limited information content of the telemetric video information transmitted over the radio channel, which is actively exposed to interference.
Ожидаемым техническим результатом устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты является возможность повысить количество передаваемой видеоинформации в полосе частот используемого радиоканала.The expected technical result of the telemetry and video information transmission device with time-frequency compression of the radio channel and the analog-to-digital method of frequency (phase) modulation of the carrier frequency is the ability to increase the amount of transmitted video information in the frequency band of the used radio channel.
Для этого в устройство передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых частот (1), первый коммутатор (2), имеющий L информационных входов, первый сумматор (3), блок фазовой автоподстройки частоты (4), второй вход которого соединен со вторым выходом генератора тактовых импульсов (1), и усилитель мощности (5), подключенные ко второму входу первого сумматора (3) последовательно соединенные видеокамеру (6), формирователь видеомаркера (7) и второй коммутатор (8), дискретизатор видеоинформации (9), связанный первым входом с выходом видеокамеры (6), а вторым входом - с выходом формирователя видеомаркера (7), третий выход генератора тактовых импульсов (1) подключен ко второму входу формирователя видеомаркера (7) и второму входу второго коммутатора (8), введены мультиплексор (17) и блок уплотнения строк (19).To do this, to a telemetry and video information transmission device with time-frequency compression of the radio channel and the analog-to-digital method of frequency (phase) modulation of the carrier frequency, containing a clock frequency generator (1) connected in series, a first switch (2) having L information inputs, a first adder (3), a phase locked loop (4), the second input of which is connected to the second output of the clock generator (1), and a power amplifier (5) connected to the second input of the first adder (3) in series connected by a video camera (6), a video marker shaper (7) and a second switch (8), a video information sampler (9) connected to the first input with the video camera output (6), and the second input to the output of the video marker shaper (7), the third output of the clock generator pulses (1) is connected to the second input of the video marker shaper (7) and the second input of the second switch (8), a multiplexer (17) and a line compression unit (19) are introduced.
Первый вход блока уплотнения строк (19) соединен с выходом формирователя видеомаркера (7), второй вход соединен с выходом дискретизатора видеоинформации (9), третий вход соединен с четвертым выходом генератора тактовых частот (1), четвертый вход объединен с третьим выходом генератора тактовых частот (1) и первым входом мультиплексора (17). Выход блока уплотнения строк подключен ко второму входу мультиплексора (17). Выход мультиплексора 17 подключен к третьему входу второго коммутатора (8).The first input of the string compression unit (19) is connected to the output of the video marker shaper (7), the second input is connected to the output of the video information sampler (9), the third input is connected to the fourth output of the clock (1), the fourth input is combined with the third output of the clock (1) and the first input of the multiplexer (17). The output of the line compression unit is connected to the second input of the multiplexer (17). The output of the
Блок уплотнения строк (19) содержит последовательно соединенные ключ (10), первый вход которого является вторым входом блока уплотнения строк (19), первую линию задержки (11) и схему попарного сравнения (12), второй вход которой связан со вторым выходом ключа (10) через формирователь среднеарифметических значений (13), третий вход схемы попарного сравнения соединен с третьим входом ключа (10) и является первым входом блока уплотнения строк (19), N выходов схемы попарного сравнения (12) подключены через последовательно соединенные регистр (14), цифроаналоговый преобразователь (15), второй вход которого соединен с четвертым входом схемы попарного сравнения (12) и является четвертым входом блока уплотнения строк (19), и второй сумматор (16) с выходом блока уплотнения строк (19), а также вторую линию задержки (18), первый вход которой соединен со вторым входом первой линии задержки (11) и является третьим входом блока уплотнения строк (19), второй вход соединен с выходом формирователя среднеарифметических значений (13), а выход соединен со вторым входом второго сумматора (16).The row compression unit (19) contains a series-connected key (10), the first input of which is the second input of the row compression unit (19), the first delay line (11) and the pairwise comparison circuit (12), the second input of which is connected to the second output of the key ( 10) through the arithmetic mean value generator (13), the third input of the pairwise comparison circuit is connected to the third input of the key (10) and is the first input of the row compression unit (19), N outputs of the pairwise comparison circuit (12) are connected through series-connected register (14) digital analog the second converter (15), the second input of which is connected to the fourth input of the pairwise comparison circuit (12) and is the fourth input of the row compression unit (19), and the second adder (16) with the output of the row compression unit (19), as well as the second delay line (18), the first input of which is connected to the second input of the first delay line (11) and is the third input of the line compression unit (19), the second input is connected to the output of the arithmetic mean value generator (13), and the output is connected to the second input of the second adder (16) )
Дополнительное улучшение качества передаваемого сигнала может быть достигнуто при раздельной обработке четных и нечетных строк. Для этого в устройство передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты введен второй блок уплотнения строк (20), первый, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым, третьим и четвертым входами первого блока уплотнения строк (19), а второй вход подключен ко второму выходу дискретизатора видеоинформации (7), причем во втором блоке уплотнения строк (20) первый и второй выходы ключа (10) подключены соответственно к входу формирователя среднеарифметических значений (13) и первому входу первой линии задержки (11), а выход второго блока уплотнения строк связан с третьим входом мультиплексора.An additional improvement in the quality of the transmitted signal can be achieved by separately processing the even and odd lines. For this, a second line compression unit (20) is introduced into the telemetry and video information transmission device with time-frequency compression of the radio channel and the analog-to-digital method of frequency (phase) modulation of the carrier frequency, the first, third and fourth inputs of which are connected respectively to the first, third and fourth the inputs of the first block of row compression (19), and the second input is connected to the second output of the video information sampler (7), and in the second block of row compression (20), the first and second outputs of the key (10) are connected respectively on to an input of the arithmetic mean values (13) and the first input of the first delay line (11) and the output of the second seal line block connected to the third input of the multiplexer.
На фиг. 1 приведена структура сигналов при уплотнении видеоинформации, в том числе:In FIG. 1 shows the structure of the signals during video compression, including:
а) сигналы видеоинформации (в виде аналоговых импульсов) с выхода дискретизатора видеоинформации;a) video information signals (in the form of analog pulses) from the output of the video information sampler;
б) сигналы видеоинформации (после прореживания в блоке уплотнения строк) на входе мультиплексора.b) video information signals (after thinning in the line compression unit) at the input of the multiplexer.
На фиг. 2 приведена схема по п. 1 устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты.In FIG. 2 is a diagram according to
На фиг. 3 приведена схема по п. 2 устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты.In FIG. 3 is a diagram according to
Устройство работает следующим образом: коммутатор (2) осуществляет сбор измерительной информации от L датчиков, формируя первый поток (телеметрической) информации, который представляет собой последовательно скоммутированные сигналы от измерительных датчиков и служебные сигналы (маркерный импульс, калибровка). Коммутатор (8) осуществляет прием видеоинформации от видеокамеры (9). Оба коммутатора (2, 8) синхронизируются от одного генератора тактовых частот (1), работающего на частоте Fтак.The device operates as follows: the switch (2) collects measurement information from L sensors, forming the first stream of (telemetric) information, which is a series of switched signals from measuring sensors and service signals (marker pulse, calibration). The switch (8) receives video information from the video camera (9). Both switches (2, 8) are synchronized from one clock generator (1) operating at a frequency F like that.
Высокочастотная и высокоинформативная видеоинформация поступает на дискретизатор видеоинформации (7). Видеоинформация при помощи последовательности тактовых импульсов с частотой F=(2N/(N+1))×Fтак и синхронизирующих импульсов, выделенных из видеоинформации, оптимизируется с учетом последующего сжатия под допустимую информативность частотой (2N/(N+1))×J радиоканала, согласно соотношениюHigh-frequency and highly informative video information is supplied to the video information sampler (7). Video information using a sequence of clock pulses with a frequency of F = ( 2N / (N +1)) × F and synchronizing pulses extracted from video information is optimized taking into account subsequent compression under the permissible information content with a frequency of ( 2N / (N +1)) × J radio channel according to the ratio
J=P×H×G×K, где J = P × H × G × K , where
Р - количество пикселей в строке видеокадра, P is the number of pixels in the line of the video frame,
Н - количество строк в видеокадре, H is the number of lines in the video frame,
G - количество кадров, G is the number of frames
K - число информационных каналов в потоке. K is the number of information channels in the stream.
Сжатие видеоинформации осуществляется в блоке (19) (фиг. 2) или отдельно по четным и нечетным строкам в блоках (19, 20) (фиг. 3). Рассмотрим работу одного такого блока. Оптимизированные после дискретизатора видеоинформации (7) видеоимпульсы разделяются ключом (10) на последовательности четных и нечетных видеоимпульсов. Из каждой пары последовательно следующих нечетных видеоимпульсов формирователь среднеарифметических значений (13) формирует среднеарифметическое значение и подает на схему попарного сравнения (12). На другой вход схемы попарного сравнения (12) поступают задержанные четные видеоимпульсы и сравниваются со среднеарифметическим значением окружающих их нечетных видеоимпульсов.Compression of video information is carried out in block (19) (Fig. 2) or separately on even and odd lines in blocks (19, 20) (Fig. 3). Consider the operation of one such unit. The video pulses optimized after the video information sampler (7) are separated by the key (10) into sequences of even and odd video pulses. From each pair of consecutively following odd video pulses, the arithmetic mean generator (13) generates the arithmetic mean value and feeds it to the pairwise comparison circuit (12). Delayed even video pulses arrive at the other input of the pairwise comparison circuit (12) and are compared with the arithmetic mean value of the odd video pulses surrounding them.
Количество пар сравниваемых видеоимпульсов (N) соответствует разрядности регистра (14) и определяется допустимым уровнем шумов используемого радиоканала. Этот код с помощью цифроаналогового преобразователя (15) преобразуется в аналоговый вид и суммируется на втором сумматоре (16) с последовательностью нечетных видеоимпульсов, задержанных второй линией задержки (18) на время этого преобразования. Таким образом, вместо посылки 2×N видеоимпульсов, мы имеем посылку N+1 видеоимпульсов, не потеряв существенно видеоинформацию. Это позволяет при тех же параметрах радиоканала передать видеоинформацию либо с большим разрешением, либо с большей частотой кадров. Далее видеоимпульсы четных и нечетных строк с помощью мультиплексора (17) подаются на второй коммутатор (8), где формируется второй (видеотелеметрический) поток.The number of pairs of compared video pulses (N) corresponds to the width of the register (14) and is determined by the permissible noise level of the used radio channel. This code using the digital-to-analog converter (15) is converted into analog form and summed on the second adder (16) with a sequence of odd video pulses delayed by the second delay line (18) for the duration of this conversion. Thus, instead of sending 2 × N video pulses, we have sending N + 1 video pulses without significantly losing video information. This allows for the same parameters of the radio channel to transmit video information either with a higher resolution or with a higher frame rate. Next, the video pulses of the even and odd lines with the help of the multiplexer (17) are fed to the second switch (8), where the second (video telemetric) stream is formed.
Блок фазовой автоподстройки частоты (4) обеспечивает подстройку несущей частоты потока по уровню маркерного импульса, значение которого соответствует середине измерительной шкалы потока и номинальному значению несущей частоты излучаемого сигнала. Работа блока фазовой автоподстройки частоты (4) обеспечивает привязку несущих частот потоков 1 и 2 между собой.The phase-locked loop (4) provides adjustment of the carrier frequency of the stream according to the level of the marker pulse, the value of which corresponds to the middle of the measuring scale of the stream and the nominal value of the carrier frequency of the emitted signal. The operation of the phase-locked loop (4) provides a reference carrier frequencies of
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить почти в 2 раза количество передаваемой видеоинформации в полосе частот используемого радиоканала, что позволит увеличить либо разрешение видеоизображения, либо частоту видеокадров.Thus, the proposed device allows to increase almost 2 times the number of transmitted video information in the frequency band of the used radio channel, which will increase either the resolution of the video image or the frequency of the video frames.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109488A RU2641460C1 (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Transmission device for telemetry and video information with time-frequency radio channel multiplex and analog-to-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109488A RU2641460C1 (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Transmission device for telemetry and video information with time-frequency radio channel multiplex and analog-to-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2641460C1 true RU2641460C1 (en) | 2018-01-17 |
Family
ID=68235485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109488A RU2641460C1 (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Transmission device for telemetry and video information with time-frequency radio channel multiplex and analog-to-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2641460C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040406A2 (en) * | 2001-04-27 | 2004-05-13 | The Directv Group, Inc. | Estimating the operating point on a nonlinear traveling wave tube amplifier |
| RU2332791C1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Satellite communications system control unit |
| RU2387080C1 (en) * | 2008-08-28 | 2010-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологическая лаборатория" | System of video monitoring and communication |
| RU2398353C2 (en) * | 2008-08-28 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологическая лаборатория" | Video monitoring and communication mobile station |
| RU2571731C2 (en) * | 2014-02-06 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Method of transmitting telemetric and video information with radio link frequency-time multiplexing and analogue-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency and device therefor |
-
2017
- 2017-03-21 RU RU2017109488A patent/RU2641460C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040406A2 (en) * | 2001-04-27 | 2004-05-13 | The Directv Group, Inc. | Estimating the operating point on a nonlinear traveling wave tube amplifier |
| RU2332791C1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Satellite communications system control unit |
| RU2387080C1 (en) * | 2008-08-28 | 2010-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологическая лаборатория" | System of video monitoring and communication |
| RU2398353C2 (en) * | 2008-08-28 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологическая лаборатория" | Video monitoring and communication mobile station |
| RU2571731C2 (en) * | 2014-02-06 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Method of transmitting telemetric and video information with radio link frequency-time multiplexing and analogue-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency and device therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1450555A1 (en) | Video device and method for synchronising time bases of video devices | |
| WO2016110933A1 (en) | Communication device and method for carrier frequency control | |
| US3978282A (en) | Apparatus and method for measuring the transmission characteristics of a network | |
| US3471646A (en) | Time division multiplex system with prearranged carrier frequency shifts | |
| KR101568138B1 (en) | Multi-frequency chirp signal generator | |
| US3399278A (en) | Time division and frequency devision multiplexing system | |
| RU2641460C1 (en) | Transmission device for telemetry and video information with time-frequency radio channel multiplex and analog-to-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency | |
| US3349181A (en) | Phase shift modulation radio communication system | |
| RU2571731C2 (en) | Method of transmitting telemetric and video information with radio link frequency-time multiplexing and analogue-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency and device therefor | |
| JP2015171083A (en) | Optical transmission system, optical transmission device, and optical wavelength adjusting method | |
| JPS6345143B2 (en) | ||
| RU2342783C1 (en) | Method of transmission and reception of telemetering information with time-and-frequency consolidation of radio channel and analog-digital method of frequency (phase) modulation of carrier frequency and device for its realisation | |
| JP3745458B2 (en) | Multi-carrier transmitter and receiver | |
| US2691726A (en) | Circuit arrangement for adjusting the frequency during the operation of diversity receiver systems | |
| RU2236754C2 (en) | Method and device for telemetering data transfer using time-and-frequency-division multiplexed radio channel and analog-to-digital method for carrier conversion | |
| GB2113940A (en) | Data transmission system | |
| CN108604927B (en) | Band identification circuit, wavelength-multiplexed optical signal transmission device, wavelength-multiplexed optical signal transmission system, and band identification method | |
| RU2262201C1 (en) | Method for forming of signal in mobile communication system with temporal separation of channels | |
| SU1601757A1 (en) | Device for adaptive control of transmitter power | |
| JP4664896B2 (en) | Information distribution system and method, transmitting apparatus and receiving apparatus | |
| RU2375837C1 (en) | Method of transmitting and receiving television signals | |
| RU2224359C1 (en) | Method and device for transmitting and receiving signals represented by spectral-modulation decomposition parameters | |
| JPH0530338B2 (en) | ||
| SU454710A1 (en) | Device for transmitting and opening continuous additional information on a television channel | |
| SU439071A1 (en) | RADIOTELEMETRIC LINE |