Устройство преобразования сигналов для передачи данных по первичному сетевому тракту

(19) (11) 5 Н 04 . 25/40 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР И ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕТЕЛ ЬСТВУ ТОРСКОМУ(56) Данилов Б,С. и др. Устройствзования сигналов передачи данСвязь, 1979, с.114 - 120.(54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАСИГНАЛОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАПЕРВИЧНОМУ СЕТЕВОМУ ТРА(57) Изобретение относится к эли может найти применение в упередачи данных по первичнытрактам, Целью изобретения являшение помехоустойчивости придвух независимых информацион.Садова преобр ных. - М ННЫХ ПО У тросвязи ройствах сетевым тся повыпередаче ых потоосвязи йствах тевым ение относится к элек йти применение в уст анных по первичным изобретения является повыше- устойчивости при передаче двух х информационных потоков. теже изображена структурноая схема предлагаемого устройУст ройст первый цифр ра, первый ци тель 3, перв первый прео Вый полосово 8 согласующ фильтр 9, перИзобре и может на передачи д трактам. Целью ние помехо независимь На чер электрическ ства, во содержит первыи кодер 1, свой формирователь 2 спектфроаналоговый преобразоваый фильтр 4 нижних частот, бразователь 5 передачи, перй фильтр 6, первый 7 и второй ие блоки, второй полосовой вый усилитель 10 с автоматиков, Устройство содержит кодеры, цифровые формирователи спектров, цифроаналоговые преобразователи, фильтры нижних частот, преобразователи передачи, полосовые фильтры, согласующие блоки, усилители с автоматической регулировкой усиления, преобразователи приема, демодуляторы, аналого-цифровые преобразователи, цифровые приемники, декодеры, генератор и блок опорных частот. В данном устройстве повышение помехоустойчивости приема сигналов данных достигается за счет двухканальной организации устройства преобразования сигналов, использования в каждом канале 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляции, а также использования адаптивной коррекции. 1 ил. ческой регулировкой усиления, первый преобразователь 11 приема, второй фильтр 12 нижних частот, первый демодулятор 13, первый аналого-цифровой преобразователь 14, первый цифровой приемник 15, первый декодер 16, генератор 17, блок 18 опорных частот, второй кодер 19, второй цифровой преобразователь 20 спектра, второй цифроаналоговый преобразователь 21, третий фильтр 22 нижних частот, второй преобразователь 23 передачи, третий полосовой фильтр 24, четвертый полосовой фильтр 25, второй усилитель 26 с автоматической регулировкой усиления, второй преобразователь 27 приема, четвертый фильтр 28 нижних частот, второй демодулятор 29, второй аналого-цифровой преобразователь 30, второй цифровой приемник 31 и второй декодер 32.Устройство работает следующим образом.Сигналы от двух независимых источников информации поступают на входы первого 1 и второго 19 кодеров, в которых в соответствии с выбранным методом модуляции осуществляется кодирование информационных потоков, в результате которого формируются сигналы с 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляцией. Кодированные сигналы с выходов первого 1 и второго 19 кодеров поступают в первый 2 и второй 20 цифровые формирователи спектров, посредством которых осуществляется формирование спектра передаваемых сигналов. Особенностью каждого из цифровых формирователей 2 и 20 спектра является то, что в них совмещены функции формирователя спектра одиночной посылки и предварительного фазового корректора. Это позволяет повысить точность коррекции неравномерности характеристики первичного сетевого тракта и в конечном счете повысить помехоустойчивость приема сигналов, Первый 5 и второй 23 преобразователи передачи необходимы для перенесения сформированных сигналов в рабочий диапазон частот первичного сетевого тракта.Посредством первого согласующего блока 7 объединяются сигналы с выходов полосовых фильтров 6 и 24, С выхода первого согласующего блока 7 передаваемый сигнал поступает на вход первичного сетевого тракта,С выхода первичного сетевого тракта сигнал поступает на вход приемной стороны, Посредством второго согласующего блока 8 осуществляется распараллеливание принимаемого сигнала, Разделение подканалов осуществляется посредством второго 9 и третьего 25 полосовых фильтров. Посредством первого 11 и второго 27 преобразователей приема осуществляется перенос спектра принимаемого сигнала. Демодулированные сигналы преобразуются в цифровую форму посредством первого 14 и второго 30 аналого-цифровых преобразователей и поступают на первый 15 и второй 31 цифровые приемники, где в соответствии с выбранными алгоритмами осуществляется выделение синхроколебаний, адаптивная коррекция межсимвольных искажений, автоматическая регулировка усиления, Посредством первого 16 и второго 41 декодеров осуществляется декодирование принимаемых сигналов.Частоты преобразования Ь 1, Ь 2, 1 пз выбраны таким образом, что могут быть сформированы при использовании одного генератора 17 и блока 18 опорных частот.+ , ОК(п)снап-К)Т;к = - й450(пт) =Ск(пЩп - К)Т) -- Х Ок(п)2 ЕП - К)Т)к= - й 50 где 2(пТ) и о(пТ) - отсчеты сигналов на выходах демодуляторов, входящих в состав де модулятора 13 (или 29);Ск(п) и Ок(п) - коэффициенты передачирегуляторов отводов адаптивного корректора по прямым и перекрестным связям соответственно. Высокая скорость передачи сигналов вустройстве предьявляет повышенные требования к быстродействию обработки сигналовв цифровых приемниках 15 и 31. Для унифика 5 ции обработки сигналов большинство алгоритмов, реализуемых блоками 15 и 31, сведены коперации "свертка", Адаптивная коррекция,подстройка синхроколебаний и другие систе.мы регулирования осуществляются на основе10 минимизации среднеквадратического отклонения сигнала,Блоки устройства функционируют следующим образом.Первый 1 и второй 19 кодеры, а также15 первый 16 и второй 32 декодеры легко могутбыть реализованы на основе правил, изложенных в Рекомендации Ч.22 МККТТ, в ко-торой описано однозначное соответствиесигналов на входах и выходах кодеров 1 и 1920 и декодеров 16 и 32.Рассмотрим алгоритмы функционирования цифровых приемников 15 и 31.Посредством блоков 15 и 31 осуществляются адаптивная коррекция межсимволь 25 ных искажений, подстройка синхроколебаний,компенсация постоянной составляющей и точная автоматическая регулировка усиления.Адаптивный корректор имеет перекрестную структуру, позволяющую корректиро 30 вать как симметричные искажения вквадратурных подканалах В и О, так и несимметричныее, следствием которых является взаимное влияние между сигналамиподканалов К и О, Сигналы на выходах син 35 фазного К 0(пТ) и квадратурного 00(пТ) подканалов адаптивного корректораформируются по правилу(5) 40 45 50 55 Коррекция фазы принимаемого сигнала осуществляется. путем. поворота от корректированного сигнала.на угол: 6 ь; й 1(пТ) =,- йо(м)соз 6,+ 6, (пТ)зп.,6 Ь;г0(пТ) =., 0(пТ)соз Ий - й(пТ)з 1 п.6 ь; (2). а подстройка несущего колебания в соот.ветствии с выражением. 61, = 6 +КЕ 1(п)ЛлР 1(п) = 1 а(пТ)й (пТ) - 1 в(пТ) О (пТ); (3) где К 1, Кг - коэффициенты,Сигналы 1 в(пТ) иа(пТ) отображают отклонение от корректированных сигналов Я 1 и 01 от их оценок Й и О.по правилу: А 1 в(пТ) = В(пТ) - В (пТ).1 а(пТ) = 01(пТ) - 01 (пТ),Коэффициенты Ск и Ок, Ак изменяются в соответствии со следующими рекуррентными алгоритмами: Ск(п) = Ск(-".) - Р (в (пТ)2(п-К)Т++ 1 ам(пТ)цп-К)Т),Оп(п) = О(п - 1) - Р (1 в(пТ)ц(п - К)Т -1 в (пТ) = 1 в(пТ)соз 6 Ь - 1 а(пТ)з и бЬ; 1 ам(пТ) = 1 а(пТ)соз 6 ь + 1 в(пТ)з 1 п 6 Ь, (6) где ф - коэффициент адаптации,Уменьшение числа арифметических операций, выполняемых цифровым приемником 15 (31), может быть достигнуто при реализации (5) для К = пМоб(2 И+1).В адаптивном корректоре предусмотрена компенсация постоянной составляющей, обусловленной неидеальностью реализации демодулятора 13 (29),преобразователя 11 (27) приема фильтров 12 (28) нижних частот и аналого-цифровой преобразователь 14 (30). С этой целью введены цифровые регуляторы, коэффициенты передачи которых изменяются по правилу Св(п) = Св(п - 1) -ф 1 в(пТ); Са(п) = Са(п) - ф а)пТ), (7) Подстройка тактового колебания осуществляется по алгоритму+ 1 а(п - 1)Т(01 (и - 2)Т - , 01,(пТ. ,(8) Фазовая и частотная йодстройка тактовогоколебания осуществляются аналогично (3).Точная автоматическая регулировка усиления осуществляется по алгоритму К(пТ) = К(п.-1)т - а Гз(пт). где Рз(пТ) = 1 в(пТ)81(пТ)+ а(пТ)01(пТ)Анализ .уравнений (1)-,(9) показывает, что они в основном основаны.на вычислении операции "свертки." и легко могут быть реализованы с,использованием цифрового процессора.Импульсные последовательности, необходимые для работы кодеров 1 и 19, цифровых формирователей 2 и 20 спектров,аналого-цифровых преобразователей 14 и 30, цифровых:приемников 15 и 31 и декодеров 16 и 32, легко могут быть сформированыпосредством блока 18 опорных частот.Технико-зкономическая эффективность устройства заключается в повышении помехоустойчивости приема сигналов данных за счет двухканальной организации устройства преобразования сигналов, а также использования в каждом канале 16-позиционной квадратурной . амплитудной . модуляции, повышении помехоустойчивости приема за счет эффективной коррекции неравномерности характеристики, заключающейся в совмещении функций формирования спектра и предварительного фазового корректора, а также использовании адаптивной коррекции, повышении помехоустойчивости приема эквивалентно увеличению дальности сигналов передачи данных.Формула изобретения Устройство преобразования сигналов для передачи данных по первичному сетевому тракту, содержащее последовательно соединенные первый кодер, первый цифровой формирователь спектра, первый цифровой аналоговый преобразователь, первый фильтр нижних частот, первый преобразователь передачи, первыйполосовой фильтр и первый согласующий блок,. последовательно соединенные второй согласующий блок, второй полосовой,фильтр, первый усилитель с.автоматической регулировкой усиления, первый преобразователь приема,1739503 оставитель О,Андрушкоехред М.Моргентал Редактор И.Горная Корректор мчи аказ 2010 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 второй фильтр нижних частот, первый демодулятор, первый аналого-цифровой преобразователь, первый цифровой приемник и первый декодер, последовательно соединенные генератор и блок опорных частот, одни выходы которого подключены к вторым входам первого преобразователя передачи, причем входы первого кодера и второго согласующего блока являются соответственно первым и вторым входами устройства, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого согласующего блока и первого декодера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при передаче двух независимых информационных потоков, введены последовательно соединенные второй кодер, второй цифровой преобразователь спектра, второй цифроаналоговый преобразователь, третий фильтр нижних частот, второй преобразователь передачи и третий полосовой фильтр, последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр, второй усилитель с автоматической регулировкой усиления, второй преобразователь приема, четвертый фильтр нижних частот, второй демодулятор, второй анало го-цифровой преобразователь, второй цифровой приемник и второй декодер, при этом выход третьего полосового фильтра подключен к второму входу первого согласующего блока, второй выход второго согласующего 10 блока подключен к входу четвертого полосового фильтра, выход второго фильтра нижних частот подключен к второму входу первого усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход четвертого фильтра нижних 15 частот подключен к второму входу второгоусилителя с автоматической регулировкой усиления, другие выходы блока опорных частот подключены к вторым входам второго преобразователя передачи, второго преобра зователя приема и второго демодулятора, авход второго кодера и выход второго декодера являются соответственно третьими входом и выходом устройства.