Способ формирования несущих сигналов

(19) (11) 0433 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВ ЕЙЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР 1092 Я ОПис К АВТОР У,СВИДЕТЕЛЬСТВ мно- ре- при" чИзобретение относится к технике пере- нимают общую полосу частот, ьтличающие-дачи дискретных Сообщенйй, в частности к ся друг от друга по своей форме (кодовому Я технике формирования сигналов, и может признаку), Такие сигналы называют сложбыть использовано при построении асинх- ными; широкополосными или шумоподобронно-адресных системйередачидискрет- ными (ШПС). При этом объем системы, ф ной информации...,." . квазиортогональнцх сигналов определяетИзвестенспособФормированияузкопо- ся их базой В= ЬсТс, где ЬР и Тс - соот- фь лосных сигналов в виде отрезков гармони- ветственно полоса частот и длйтелькость Соческих колебаний с разносом частот, сигнала, и выбранным правйломформиро- р достаточным для обеспечения ортогональ- . вания.ности (квазиортогональности) этих сигналов. При этом каждому радиокайалу отводят Для увеличения объема системы сигнасвой парциальный участок спектра на опре- лов необходимо увеличивать их базу В либо деленной рабочей частоте. - . путем увеличенйя полоСы частот Ь Ес, либо РНедостатком такого способа формир(1- путем увеличенйя "длйтельнбсти сигналов вания сигйалов является незффективйое ис- Т.пользование отведенной для передачи Первый путь неэффективен вследствие полосы частотв случае неполной загрузки увеличениявероятности попадания Узкопоотдельных радиоканалов.лосных помех в широкую полосу приема, чтоДругим известным способом формиро-приведет к снйжениюдостоверности перевания сигналов является кодовый способ, дачи информации в каждом канале радиосепри котором все формиоуемые сигналы обь- ти, Второй путь приводит к уменьшению единены единым правилом построения и за- скорости передачи информации; 1(56) Авторское свидетельство СССРМ 1358101, кл, Н 04 3 3/00, 1985.(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ НЕСУСИГНАЛОВ(57) Изобретение отйосится к техникегокальной связи, Цель - уменьшениэультирующей полосы частот 2сохраненйи качества передачи информа Цйи и числа формируемйх сигналов. Цель достигается эа счет того, что формирование дополнительной группы широкополосных сигналов производится за счет фазовых сдвигов сигналов основной группы таким образом, что всйлвск"частотной характеристики сигнала основной группы соответствуют провалу ее в сигнале дополнительной группы и наоборот, Результйрующая полоса частот при этом сохраняется такой же, как и уисходного шумоподобного сигнала. 2 ил,Наиболее близким к предлагаемому является способ формирования несущих сигналов, сущность которого заключается в том, что формируют группу исходных широкополосных сигналов и основную группу 5 широкополосных сигналов, каждйй из которых получают путем М-кратного временного дублирования. соответствующего исходного щиокополосного сигнала с равномернымвременным перерытием. При э;ам время 10 смещения исходных ЯИ;: определяют поформуле ь= ( ), гдеТ,иЬ Г - соответственно длительность и полоса частот исходных ШПС,Амплитудно-частотный спектр сигналовосновной группы имеет лепестковый харак"тер ввиде чередующихся провалов и всплесков спектральной плотности,Затем формируют дополнительнуюгруппу широкополосных сигналов, каждыйиз которых получают путем сдвига по частоте соответствующего сигнала основнойгруппы. При этом для обеспечения ортогональности частотный сдвиг выбирают равным = - , при котором максимумы2 лИ. тоспектральной плотности дополнительнойгруппы широкополосных сигналов совпадают с минимумами спектральной плотностиосновной группы широкополосных сигналов, после чего сигналы основной и дополнительной группы складывают.Недостаткам данного способа форми рования является дополнительное увеличение результирующей полосы частот,занимаемой всем ансамблем сигналов, посравнению с шириной спектра исходныхширокополосных сигналов за счетчастотно го"сдвига дополнительной группы широкаполосных сигналов,Цель изобретенйя - уменьшение результирующей полосы частот при сохранении качества передачи информации и числа 45формируемых сигналов.Поставленная цель достигается тем, что,время смещения исходных ШПС при формировании широкополосных сигналов основной группы определяют по формуле то.- 2/ Л Ес, а дополнительную Группу широкополосных сигналов формируют с помощью измерения начальных фаз,каждой изй составляющих их широкополосного сиг- б 5нала основной группы по закону Оа,п =2 л где п=1, 2, , й - номер составляющей широкополосного сигнала основной группы;в=1, 2, , Й- номер формируемогоширокополосного сигнала дополнительнойгруппы,Здесь так же, как и в прототипе, возможность совмещения широкополосных сигналов основной и дбполнительной группобусловлена лепестковым характером ихамплитудно-частотных спектров в виде чередующихся провйлов и всплесков спектральной плотности в заданной полосеастот, Причем, в отличие от прототипа,"противофазность" частотного совмещенияосновной идополнительной групп широкополосных сигналов реализована за счет соответствующего подбора. сдвиговначальных фаз каждой из И составляющейширокополосного сигнала оснОвной группы, определяемых выражением (1). Б результате границы занимаемой полосычастот дополнительной группой сигналов неизменяются и, следовательно, результирующая полоса частот опРеделяется. толькополосой частот исходных ШПС присохраненйи качества передачи информациии числа формйруемых сигналов. Для минимизации длительности как основной; так идополнительной групп широкополосныхсигналов время смещения исходных ШПСвыбирается минймальным и равным 1 о=2г, = в , где ту, - длительность укороЬРсченного (сжатого) во времени импульса навыходе фильтра, согласованного с исход-.ным ШПС,В данном способе формирования сигналов обьединены одновременно преимущества кодового и частотного уплотнениясигналов в одной и той же полосе частот,Кодовое уплотнение реализовано за счетразличной структурй исходных ШПС, а до-.полнительное частотное уплотнение оказа- -лось возможный вследствие наличия вэнергетических спектрах сйгналов основной и дополнительной групп чередующихся: .,устойчивйх провалов и всплесков. Такаяструктура спектров и позволяет получитьдополнительную группу сигналов, используя "противофазное" частотное уплотнениеосновной и дополнительной груМ широкополосных сигналов, когда максимумыспектральной плотности дополнительнойгруппы сигналов совмещаются сминиму-.мами спектральной плотности основнойгруппы сигналов, Результирующая ортогоиальность полученной таким образом системы сигналов будет определятьсяО) ортогональностью ансамбля исходных ВСП(2)К=1для сигналов дополнительной групЪ(1 а)1=З 10") т" где (34ШПС; и ортогональностью между сигналами ос- более предпочтительным является такой вановной и дополнительной групп, Ортого- риантраспределения, прикотором каждому нальность ансамбля исходных ШПС каналу выделяются сигналы основной.и доопределяется выбранной структурой сигна- полнительной групп соответствующей (одлов и их базой, а ортогональность сигналов 5 ной) формы исходных ШПС. В результате основной и дополнительной групп опреде- общее количество каналов будет определяется площадью взаимного перекрытия их ляться количеством разлйчных форм исход- амплитудно-частотных спекров. ных ШПС, а число полезнйх сигналовМожно показать, что модули амплитуд- каждого канала будет определяться суммарно-частотных спектров сигналов основной и 10 ным количеством сигналов основной и додополнительной групп имеют следующие полнительной групп, порожденных выражения : некоторым исходным ШПС определенной для сигналов основной группы формы. Ям(1 в) =1 зт 0)1 е Так, например; если И=2, то полезными15 сигналами одногоканала будут являться И+2 Х(Й - К) с 0 КОко ) к сигнал основной гоуппы образованныйвременным перекрытием двух исходных и, ШПС с нулевыми начальными фазами (ДО 1 = уо 2=0) и сигнал дополнительной груп 20 пы с начальными фазами в исходных ШПС й+ Х Х сов(квк,+р-ярк+1), (3)011=0, у 12=Л (180 ) в соответствии с выражением (1). При этом амплитудно-частотные В)1 - МОдуЛЬ СПЕКтРа ИСХОДНОГО СПЕКтри СИГНаЛОВ ОСНОВтНтой й дОПОЛНИтЕЛЬной групп будут "противофаэны". ПолезныеМ- колйчество исходных ШПС, образу сигналы другйхканалов будут отличаться ющих сигнал основной (дополнительной). только формами (структурами) исходных группы; . ШПС.ф, фк +1 - сдвиги начальных фаз в со- .: При таком вариайте рассйределения сигОтветствующих исходных ШПС, образую- налов между"каналами мбжно показать, что щих сигйалоы дуойолнительной группы;30 коэффициент взаимной корреляции между . 1, К - индексы суммирования,сигналами основной и дополнительной Из выражения (2) следует, что спектр групп определяется веьражтением основной группы сигналов действительноееааетсе периодтической фуикциее частоты : тт . т ( о - 1 т , в вйде регулярно чередующихся провалов и 35 . ге" д всплесков спектральной плотности эа счетналичия в йодкоренном выражении косину- Из выражения (4) следует, что при лю соидальной функции",:бом Й и гл=1, 2, йзначение коэффициИз выражения (3) следует, что спектр ента взаимной корреляции между дополнительной группы сигналов кРоме то- сигналами основной и дополнительной- 40 го,чтоонявляетСяпериОдичЕСкойфункцией групп в совпаДающие момЕнты ВРЕМЕНИ частоты, зависит еще От сочотношенйя на- равйонулю(лф 0), что свидетельствует о чальных фаз исходных ШПС. Изменяя это. применимостисигналовсданнымспособом соотношение, можно управлять начальной форирования в каналах связи, При этом фазои спектральной плотности дополни- междуканальная корреляция (ортогональ 45 тельной группы широкополоснь 1 х сигналов, ность) сигналов будет определяться велйчи- . При этом значения начальных фаз установ- ой базы и структурой исходных ШПС. лены в соответствии с вйражением (1), то-На фиг. 1 приведена схема устройства, максймумы спектральной плотностй допол- реализующая предлагаемый способ; на фиг. нительнои группы сигналов совпадут с ми - спектрограммы (а - энергетический- 50 нимумами спектральной плбтности спектр исходного широкополосного сигнаосновной группы сйгналов, обеспечивая да; б - .энергетический спектр основной тем самым частотную Разделимость. Этих группыширокополосныхсигналов в - энерСигналов в процессе их приема,гетический спектр дойолйительной группы При построении системы связи Одним широкойолуосных сигйалов, г - результиру 55из главных является вопрос Оптимального ющий (суммарный) энергетический спектр . Распределения сигналов между каналамиосновной и дополнительной групп широкорадиосети. Анализ показывает, что при дан- полосных сигналов).ном способе формирования сигналов наи1748271Устройство содержит (фиг. 1) генератор: энергетический спектр. суммы сигналов ос исходных радиочастотных широкополос- новной и дополнительной группы (фиг. 2 г). ных сйгналов, линию 2 задержки, фазовра- При этом результирующая полоса частот щатель 3, первый 4, второй 5 и третий 6 сигналов основной идополнительной групп сумматоры. 5 не превышает полосы частот, занимаемойУстройство, реализующее предлагае- исходным ШПС, мый способ; для И=2 работает следующим ф о р м у л а и з о б р е т е н и я образом. Способ формирования. несущих сигнаС помощью генератора 1 формиоуютис- лов, включающий формирование группы исходный широкополосйый радиочастотный 10 ходнцх широкополосных сигналов и сигнал заданной структуры с длийельно- основной группы широкополосных сигнастью Тс, обладающий, практически равно- лов, каждый из которых формируют путем ,: :мерным энергетическим спектром (фиг. 2 а) й-кратного временного дублирования соотв эффективной полосе частот Ь Гс. С выхода ветствующего исходного широкополосного генератора 1 сигналодновременнопоступа сигнала с равномерным временным переет:на вход линии 2 задержки и на первые . крытием, и формируют дополнительную входы первого 4 и второго 5 сумматоров. групйу широкополосных сигналов, после чеВремя задержки сигнала в линии 2 вы- . го сигналы основной и дополнительной бирают из условия ь=2/ Ь Рс, С выходагруппскладывают, отличающийся тем, линии 2 задержки сигнал одновременно по что, с целью уменьшения результирующей ступает на второй вход первого"сумматора полосы частот"при сохранении качествапе и на вход фазовращателя 3; с выхода кото- редачи информации и числа формируемых рого на второй вход второго сумматора 5. сигналов, времясмещения исходных широВ результате на выхбде первого сумма- кополосных сигналов при формированИи тора 4 формируется широкополосный сиг широкополосных сигналов основной групйал оСновной груйпы, обладающий йы определяют йо формуле с=2/ ЛЮС, где эйергетическйм спектром (фиг. 2 б) с рогу- . Ьс - полоса частот, занимаемая исходным лярно чередующимися провалами и вспле- широкополосйым сигналом, адополнитель- . сками., ную группу широкополосных сигналов фор- -На выходе второто сумматора 5 форми мируют с помощью изменения начальных руется широкополосный сигнал допОлни- фаз каждой йз И составляющих широкопотельнойгруппы, имеющий также лосйого сигнала оСновной группы, г 1 о закоэнергетический спектр с чередующимися ну: провалами и всйлесками, но с другой (про- ъ,пзв(п)(М, тйвоположной) начальной фазой (фиг. 2 в), 35 где п=1, 2, ; Й -номер составляющей шипри которой максймумы .энергетического рокополоснбго сигнала основной группы; спектра сигнала дополнительной группЫ со-оп=1(й) - номер формируемого вмещаются с минимумами энергетическбго широкополосного сигнала дополнительной спектрасигнала основной группы. На выхо- группы. де сумматора 6 получают оезчльтирчащий 40оф1748271 Составитель А, Евстафиевйна Техред М.Моргентал Корректор Л, беск Редактор М заодстаенно.издател ьскид комбинат. Патент", г. ужгород, ул.Гагарина Заказ 2511 . Тираж.:,Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5