专利名称：：多时段同步传讯的制作方法
技术领域：
：本发明为对中国专利申请92114053.3及[多频带同步传讯]的研究和改进，属于电子通讯
技术领域：
。第一要在通带内建立多个基频以构成多个子通带。各基频由低到高依序为f1＜f2＜、、、＜fi＜fi+1、、、＜fj共j个基频，若基频f1带宽为bi，那么bi和bi+1之间应该留有间隙，构成以各该基频为中心频率的各个子通带。第二设总共需要传递的信息为A，将A不重复不遗漏地依前后顺序分为A1，A2，A3，、、、，Ai，Ai+1，、、、，Aj即A1为A的时间上的第一段子信息，A2为A的跟在A1之后的第二段子信息，、、、，Aj为A的最后一段子信息。任两个相邻子信息段，如Aj、Aj+1之间，没有重叠也没有间隔以保证A的各个信息分量能被不重复也不遗漏的传递，即A1+A2+A3+、、、+Aj＝A。这样，在频率高低方向上分段构成不同频段通带，在时间先后方向上分段构成信息的不同时间段——以下称时段。前者属于空间分‘段’，后者属于时间分段。信息在不同的空间分段和时间分段组合中传输，传输速度决定于每段信息容量与每单位时间传输多少段的乘积。研究方向因此无非三个；第一是如何增加每段容量a，第二是如何增加每单位时间传输段数j，第三是a.j统筹，使其乘积达到最大值。甲，增加每段容量a的方法；1，压缩编码，或者改变编码方式，用单位码字表示更多的持续长度，或者对目前通用编码——如MH码做成编码后再压缩，压缩得更短，每段就可装入更多信息。显然，编码后，信息成为1和0的连串序列，以mh表示。把1看成一个黑象素，0看成一个白象素，就成为新的交替的黑、白持续长度序列，可以对这个序列做第二次压缩，对于幅面A4结尾码和组合基干码，最大黑连续长度为8，最大白连续长度为9，线终码另行表示，共17种，因此，二次编码----以下称ZYE1码的编码原则仍是码字比其持续长度更短。实施例1；按表1确定ZYE编码表1</tables>续上表</tables>按ZYE1编码后，MH编码后的数字序列mh就变成更短的数字序列——以下以zye1表示。要注意的，Zye1中的每个码字要加“字标”，以将一个个码字区分。如图1Zye1的100001，是表示mh的111111000000而不是1000000001，将zye1的相邻的两个码字以加顶标“一”和加底标“_”区分开来，顶、底标交错出现，例如；以顶、底标的码字之间的间隔来区分，间隔可用载波的特高波幅或零波幅或以相位差表示；顶、底标码以载波的不同波幅电平表示，例如以高电平波幅表示顶标，低电平表示底标，等等。实施例1的ZYE1编码，还注意到表示,mh连续的1、0的ZYE1码字的左首位分别是1、0，这样就能保证ZYE1的任何一个很连续的数字1前0串，最多跨越相邻的两个码字，不会跨越3个mh码字。根据同样的上述方法，可以对zye1以zyE2编码做‘三次压缩’，得到的数字序列为zye2。zyE2码可有多种编法，但编码原则同上述，也仍可参考表1方式，ZyE1与zyE2编码有相同时，对于电路实现是经济的，同一电路可在编(解)码时使用两次，而不是使用两个不同的电路。表的ZYE1码注意尽量使zye1的1(或0)连接起来，就是为zYE2对zye1的1、0连续长度做‘三次压缩’。问题是zye1的一个1或0的连续长，常是跨越两个相邻的ZYE1码字，因此zge2的字标要表示出连续长中属于前、后Zye1码字的部分是一样长、前长后短还是前短后长这样三种基本状态，如图2的例子，图2(a)的5个连续0是前1后4即前短后长，zye2用升顶标“/”’表示；图2(b)zye1的3个连续0是前长后短，zye2用降顶标“\”表示；图2(c)zye1的4个连续0是“前后等长”，zye2用平底标“_”表示，若同是前短后长，但短、长组合不同，例如5个连续0不是图2(a)前1后4，而是前2后3，那么可用另一个斜率的升顶标或升顶标“//”表示，前长后短也是同样。表示方法可有多种。同上述，字标的信号标记可有多种，例如用波幅渐升的载波表示升顶标，降幅载波表示降顶标；或者不同的升、降顶标，不同的平顶、底标，都用不同的载波幅度电平表示，等等。用上述方法，还可用ZYE3编码对zye2做‘四次压缩’，得到压缩后数字序列；再用ZYE4对zye3做“五次压缩”，得到压缩后数字序列zye4；用ZyEn对zyen-1做“n+1次压缩”，得到最终数字序列zyen，只要发送端编码几次，接收端按同样规则对应解码几次(以ZYEn解码ZYEn，以ZYEn-1解码ZYEn-1，、、、、、以ZYE1解码ZyE1，以MH解码MH，就能无逻辑错误地传输，这样实现叠次压缩。压缩次数越多，压缩后最终数字序列越短，但压缩率逐次递减，故不必压缩过多次。上述压缩方法是在数字序列的长度上做压缩，可叫做一维压缩，或一维多次压缩。2，二维压缩用上述一维多次压缩之后，1和0的持续长度绝大部分都短到1，2，很少有3了，压缩比区于饱和，再想大幅度压缩，就要用二维压缩方法，即将数字序列如第2所述分成段，各段等长，再依序将各段按时序从上到下叠起来，形成数字矩阵，再从矩阵的纵向即列的方向做压缩，例如图3那样，图3(a)是一串25个数字的序列，它的1，0持长已经很短了，多数是1与0的间隔排列了。将这25个数字依顺序分成5段，第1段‘10110’作为第1.行…得到图3左部的5×5矩阵，12345表示行号，一二三四五列号。由于图3数列是大部1与0间隔排列的，因此排成的图3(b)矩中，从列的方向看，只要将某些行“左移”1位或“右移”1位，列方向上就出现大量的长连续的1或0，例如图3(b)左矩阵第1行右边“→”箭头表示该行右移1位，因此右端的0越过左矩阵的右虚线，把这个越线的0调到(图中弧箭头所示，下同)该行另一端的空位，该行成为右矩阵第1行的“01011”。同理第3行右移1位第4、5行各左移一位左端数字调到右端空位，这样构成图3(b)的右矩阵，从列的方向看，右矩阵列向1或0是大部分长连续的，这为再次压缩提供可能，将右矩阵按列的方向和顺序展成一行，第一列为第一段“00001”，第二列为第2段“11111”，、、、、、，第五列为第5段‘10000’，就得到图3(c)的数列，再用上述规则编码压缩，得图3(d)之zye1，具体编码规则尚可具体为实施例2；zye2的1个码字完全表示原(zye1中的)1个码字的加平底标，如以01表示000；zye2的数字只表示原某码字一部分的，不加字标，如以1表示100的左部；zye2一码字跨zye1两个码字的，如前所述，表示“左长右短”用降顶标，而“左短右长”则用升顶标如表示图3(d)左2右3的一串5个0，这样得到压缩后数列zye2如图3(e)所示，只有10个数字长了。同前所述，解蚂可对应进行，即以图(e)的zye2数列根据ZYE2如实施2解码得到图3的zye1，再用ZYE1解码得图3(c)数列，再用“第1段对应第一列，第2段对应二列、、、、、、”的段——列对应规则解码得图3(b)有右矩阵，再根据移行规则解码得左矩阵，移行规则可以是实施例3凡左移一行的，在移后矩阵内该行左侧加“2”，右移一行，在移后矩阵内该行左侧加“3”，不移则加“4”，行的左、右移钧只移1位，并如前述将移动方向末位数字调到移动方向首位的空位上来。按这个规定，图3(b)右矩阵成为图4(a)矩阵，左多了一列叫“移行列”34322，按列展开成图4(b)所示，再压缩时，移行列仍放在数列左端，如图4(c)所示，如再压缩，仍放在数列左端，如图4(d所示，这样，移行列不仅在解码时容易将移行矩阵变换解码出来，且也成为一个个矩阵展开成数列连在一起后，各个矩阵数列间的分隔标记。至于移行列所用标记2，3，4用什么方法表示出来，可以有多种方法，例如，用载波的不同波幅电平分别表示2，3，4，或用不同的移相相位分别表示2，3，4，或仍用1与0的组合表示。二维压缩的矩阵，行较长而列较短时，移行列的增加就能带来更大的压缩价值。同样的原理，二维压缩后得到的又是1，0间隔频密的数列，这个数列再行二维压缩(分段列成矩阵、移行、按列展开后再压缩)，相当于平面矩阵叠起来形成三维空间矩阵压缩，是三维压缩，压缩后所得数列可再行四维压缩……，…，、、、、、、，如此依据上述规则，直至n维压缩后得到最终数列。n维压缩原理本质上是将数列做n维空间分段后压缩，每维压缩之压缩方向是相互正交的，因此，在理论上是不趋于压缩比饱和的，但实际上受到码字标记、移行列标记方法优劣的限制，终会饱和。通常使用二维、三维压缩会有很好效果，更高维数之压缩比仍会递减。按本发明方法压缩后，不仅数字序列缩短，而且码字种数大为减少，例如MH有结尾码加组合基干码码字196种(组合码字数千种)，而实施例1的码字只有18种，可有不同的具体编码方法，码字种数趋更少，多次、多维压缩后的码字种数也大为减少，后面将看到，这对于分段传输的意义。乙、增加单位时间传输段数j的方法本发明人在中国专利申请[多频带同步传讯](以下简称“多文”)中，提出以传输频段内不同子通带fi分别同步传输信息不同段落Ai的方法。本发明再予补充和改进。1.以时域有限长之正弦信号通过一个窄带滤波器，它的频域展开的无限宽频谱中在窄带之外的频率分量不得通过，时域有限长信号之起始、结束时之冲激函数快速变化(高频)分量失去，变化的低频分量之表现与信号对线性时不变网络激励产生之过渡过程响应归于一致，如图5(a)所示，左图t为时轴，y为幅轴，(下同)正弦信号自t0时刻开始，通过窄带(见右图)有相位延迟而始自t1，波幅渐增如虚线而趋于恒波幅之稳态，图5(b)左图正弦信号至te结束，经窄带滤波器如图有相位延迟至t2开始波幅衰减如虚线而趋于零，即经窄带滤波器后，原正弦信号开始的时刻t0表现为波幅始增的时刻t1，原正弦信号结束的时刻te表现为波幅始衰的时刻t2。那么离散出现之一段段有限长正弦信号经窄带滤波器后，无信号之间隔Ts之始、末时刻可由波幅始衰、始增始刻表现，无论相移多少，无信号之间隔长度被正确表示为始衰、始增始刻间之时间。例如图6所示，左图为幅恒等频正弦波为一段段离散之时间有限长度信号，长度为Ti的一段终于时刻te，长度为Tz的一段始于时刻t0，长度为T2的一段始于时刻t0，自te至t0为无信号之空白间隔，其时间长度为Ts。通过窄带滤波器后，设无相移延迟，那么T1终点te为波幅始衰时刻，T2起点t0为波始增时刻，如虚线示，间隔to-te＝Ts正确表现出空白间隔长度。若有(时不变)相移，te.t0等值后延，而Ts仍不变。至于如何发现和确定始衰点te、始增点t0，方法可有多种，例如抽样法实施例4在接收端建立与发送信号正弦波y1同频、同相、同幅的正弦波y0为基准，见图7，按一定间隔就接收到y1和y0的信号电平之瞬时值抽样，那么自te时刻起，二者瞬时值绝对值之差函数y＝|yc|-yt|将开始按其确定规律增大，如图7，y(te2)＞y(te1)＞y(te)而y(te)＝y(te-1)，由此确定te，并能够排除干扰信号的不符合上述某确定规律随机起伏的影响。抽样间隔足够小时精确度即足够。至于这种抽样比较方法的电路实现，在技术上早已成熟，例如在数字滤波器的应用。该方法同样可应用于始增点t0的判断和确定。当通带很窄时，te后y1衰减很慢，差函数y的数值很小，增加了抽样判别的困难。为此可预定每次自t0时刻开时后，信号波y1和标准波y0都是按同一规律增幅的正弦波，y1自te衰减，而y0仍按确定规律递增，那么将拉大y1与y0之差，使y值增大，从而使抽样判别变得容易。t0后，y0又按确定规律自y0(t0)值，从头开始从小到大地递增其幅度。由上述，虽然滤波器通带远窄于图6左时域有限长离散信号的频谱宽度，但用上述方法，仍可准确确定te、t0点据以还原出图6信号，对于确定频段内，子通带频带允许变窄，意未着可以增加子通带的数目，即增加了本发明所述单位区间内段数j，不过这里是增加频域内分段的段数。2，乙1中所述窄带传递方法，可应用到很高的频段以实现无线传递。而由于通带窄，可以容纳很多个通带，每个子通带再做时分段，可以容纳很多用户。如实施例5以乙1方法做用户交换站之间无线传真通讯，某子通带中心频率500MHZ，带宽小于1MHZ，传递如图6左的正弦波每5个周期切断一次，以每次切断所得自te至t0的间隔长Ts的长短表示一个ZyE2码字，Ts不大于2个周期，以平均6个周期传1个ZYE2码字计算每秒可传8300万码字。若以0.001秒(约18页)为一个时分单元传输一个用户要求传送的报文，则每秒可服务1000个用户，已可满足一个大都市的传真通迅要求。每个用户的无线传真机都有一个预定的特征编码，用以代替电话号码，加在报文前，用以识别和接受、开启、发送、计费等，为了开启传真机迅速，应使用带有该特征编码的电子开关。此外，除通常传真机电路，本发明涉及部分的编、解码电路和调制电路，无线传真机还应有超短波高频放大、变频、中频放大电路等等，均为成熟技术可实现者，不予细述。上面是说以时分段服务不同顾客，如不够，还可以频分段，例如自500MH起设立如上述10个子通带则每分钟可服务60万个用户。若不用本发明方法，上述每个字6个周期的调制速率，将使带宽达167MHz以上，就难以实现。3、以子通带表示确定的码字或是确定的时序地址，就使不同通带本身成为标识不同信息的工具，造成了信息的非时间传输，等效增加信息时间传输密度。为利于理解，通过下例引述实施例6经甲所述方法压缩后的数列共有10种码字，有4种字标用来标志码字。需传报文为10页A4文件共3万个码字。使用自1800Hz至3400Hz频段普通电话线路，分为40个子通带，子通带宽约40HZ，以其中心频率自低到高依次标记为f1，f2，、、、、、f4。将3万个码字按时间前后顺序分为750段，第1至第40个码字为第1段，记为a1，第41至第80个码字为第2段记为a2，、、、，第29961至第30000个码字为第750段记为a750段，第j段的第i个码字记为Cj-i，例如第50段的第3个码字记为C50-3。以子通带f1传递每段第1个码字Cj-1(j＝1，2，3，、、、，750，下同)，以子通带f2传递每段第2个码字Cj-2，、、、以f40传递Cj-40，若用ΔT＝2ms(对频率约2000Hz的子通带，相当于四个周期)传递一个码字，而该码字必是10种字中的一种，即是2mS传递一段，每字通带在每段(2ms)内只需标明一个码字及其字标即可，如以n表示码字是第n种，本例中共有10种码字，n＝1，2，、、、，10；以m表示码字上有第几种字标，本例共有4种字标，m＝1，2，3，4，而码字Cj-i的n，m值记为Cj-i＝(n，m)。例如第3段第2个码字是第7种码字，第2种字标，记为C3-2＝(7，2)那么子通带f2只需在第4ms末至第6ms末时段内即在第3段时段内，标出7，2两个数值即可，需用2个状态变量，例如1个状态变量是第j段内信号波停止时刻tej，表示n，本例中令tej＝ΔT(j-1)+ΔT/2＋ΔT·n/40另一个状态变量是第j段内信号波再开始时刻toj，表示m，本例中令toj＝tej＋ΔT·m/20＝tej＋TsjTsj为第j段信号波停止间隔，则表示C3-2＝(7，2)，算得te3＝5.35ms，To3＝5.55ms，即子通带f2的信号波在第3段的5·35ms时停止，自5.55ms时又开始，如图8所示，表示出C3-2＝(7，2)这样，40个子通带每一个ΔT时间就传输一段40个码字长的信息，750段共用1500ms。接收端需有对应40个子通带频率的40个窄带滤波器，将接收到的信号解码后依时序在对应的储存器储存起来，例如第2个滤波器经解码后将输出子通带f2输去的码字C1-2，C2-2，C3-2，，、、、，C750-2，各子储存器在控制器控制下按段自先至后提取各子储存器的码字，连接成数列C1-1，C1-2，、、、，C1-40，C2-1，C2-2，、、、，C2-40，、、、，C750-1，C750-2，、、、，C750-40，40×750个码字。此方式在本发明人的先有中国专利申请[多频带同步传迅]中已有详述。状态变量除上述tej、toj以外，还可以有信号波波幅、波幅的增减率，以及toj在前、tej在后——此方式则每段初始、结束时是两个长度可变之无信号空白间隔，等等。状态变量增加，可以使每时段传输2个或更多的码字，提高传输速度。子通带除上述表示确定的时序地址(时间上第几个码字)外，还可表示确定的码字种别n，例如以子通带f1表示第一种码字(n＝1)，、、、。此时子通带fi在时序上将依次自前向后表示码字数列的哪一个码字是n＝i的，不过n＝i的码字不是每段必有一个，其间隔可能忽疏忽密，表达所用状态变量的取值范围可能较大。丙、提高传输速度的综合方法1、减少出错误。以误率W＝传错的信息/传输信息总数来表示传输出错的比率。显然，提高传输速度的方法中有许多是易于造成误率加大的。因此评定传输方法要用综合品质指数Q＝速度提高的倍数/误率加大的倍数，Q提高且Q＞1的提高才蒜有真正的进步。怎样提高Q呢？对于图文传真，传真机内线路质量高、受干扰小，误率小到可忽略成度。而外部传输线路如电话线路却易受很大干扰，产生较大误率。为提高Q本发明提出“多遍传输”方法。干扰是千变万化的，很难重复在同一点上，正如古西腊哲学家赫拉克立特所说“人不能两次涉入同一河流”。就象水流的形状，一去不回。若第一遍传某段信息而某码字传错的概率为P，那么传第二遍仍错该码字的概率为这两个独立事件都发生概率P2＝P2，传K遍都错该码字之概率Pk＝Pk。此原理用于提高Q，用法之一是例如实施例7将同一信息(段)传3遍。由于正确只有一种，干扰形成错误各不相同，按“三局两胜”法则，三遍皆相同的码字是正确的，三遍皆不同的码字是错误的，有二遍相同的码字也认为是正确的(相同错误的概率低到可以忽略)，那么错率就由一遍传输的P，减小到P2，可提高Q值。例如当错率是每一万个码字要出一个错时，即W＝10-4。一万个码字的一段信息，传三遍而出现“三遍皆不同”(即错两次)的码字的概率是W2＝10-8。那么，如有一方法(如乙、1)令传输速度从1000码字/秒提高到3，000码字/秒相应错率从万分之一提高到万分之三，该方法Q=3/3=1。而用“三局两胜法”，将这一万码字传三遍，仍用10秒钟，但错率降到(3×10-4)2＝9×10-8即亿分之九，则Q＝1/(9×10-8/10-4)＝1111，而若将速度及错率都提高到原来的10倍，用“三局两胜”法时，Q＝(10/3)/(10-3×10-3/10-4)，显然本方法令Q大为提高，特别适用于本发明之在采用高速传输方法后滤清错误。由于本方法可确定哪个信息单元(如码字)是传错了(如三局两胜法的三遍皆不同的码字)，就可以将错字地址发回发送端要求再传该字，从而一一纠正错误，形成高速无错传递。2、其它方法2、1由于99％以上传真图文是文字，每页的天、地头及字行间是自左端至右端的全线白象素(A4幅面为1，728白)，这种全线白可不加码字表示，即线终EOL直接连接，以EOLEOLEOL、、、表示这里是全线白。或者用EOL、N、EOL表示有N条连续的扫描线是全线白，N用特定码字组表示。2、2由于所有待发送信息都先存储起来，所以现传真规定的每条全编码扫描线最小时间20ms及填充码是不必要的，存储之每线的扫描时间是多少就是多少，不必等候拾取与记录，用本发明方式编码后，通常远小于每线20ms。同理，页间信号占用时间、训练时间、报文前后的规程时间等，都可由存储得已知信号状况予以大幅压缩。2、3为避免各频带信号之间的频谱重叠造成的干扰及外界干扰，形成前述te、to间空白间隔Ts的方法，可以是在发送输出线端OUT(见图9)加入针对某频率fi的滤波器，例如图9中电感Li与电容Ci串连谐振于fi，内阻为Ri，当电子开关Ki闭合时，信号源S之广谱信号中在OUT端将缺少Fi分量，即可让Ki在te闭合、to断开，即形成Ts长度的fi信号的空白间隔。这是用“彻底消除”方法来代替“防止产生”的方法，用来对付谐波及干扰更有效。因为高调制速率虽然产生宽谱频率分量，但本发明只是利用某一个频率分量在某时刻的“有”、“无”来传递信息。如乙1方法的本质就是用信号在接收端产生之有规律畸变的形态及始、末时刻，来确定信号出现的始末时刻，而确定预知形式的信号的形态及始、末时刻即还原出该信号。始是“有”之始，末是“无”之始，反之亦然。这是以利用规则化失真的传递来代替宽带不失真传输而实现窄带不失真传递。本发明所述各方法是可以相互叠加、组合使用的。本发明方法可用于有线、无线传真、电脑网际网络传递、各种控制信号的传递。权利要求1.一种压缩信号编码长度的方法，被压缩之编码具有以相同或不同的持续长度交替出现的1和0或黑和白的序列，并绝大部分是这样的序列，其特征是，对这样的序列的1和0或黑和白的持续长度予以长度更短的数字、字标表示，从而使得到的信息序列长度变短。2.权利要求1所述的方法，其特征是将压缩对象序列分段之后列成矩阵，再行移行，使列向持续长度变长，而能予以再压缩。3.一种压缩信号传递频带宽度的方法，使频带宽带远小于其应有宽度，其特征是，以信号在接收端产生之有规律畸变失真的形态及始末时刻根据预知的失真形态与信号形态间的对应关系，确定该信号的形及其出现的始、末时刻，从而还原出该信号，而不是直接地、不失真地用宽通带表达出该信号本身。4.权利要求3所述的方法，其特征是，在发送端以开关接入某频率分量的滤波器，以该开关通、断的控制，实现该频率的有、无。5.权利要求1、2、3、4所述的方法，依据这种方法制成的电路和产品，其特征是，它们是应用于有线或无线图文传真机、电脑网际网络传输机及控制信号传送机构的电路和产品。全文摘要对编码后的信息序列的不同信息持续长度再压缩，以更短长度的信息表示之；将信息序列分段列成矩阵再移行，从列向再压缩，以实现多维压缩；以预定失真行态、以窄通带不失真地传输本需宽带传输的信号。文档编号H04B1/66GK1161608SQ9610159公开日1997年10月8日申请日期1996年4月3日优先权日1996年4月3日发明者郑悦申请人:李蕴藻,郑悦