Адаптивное устройство приема оптических сигналов

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1807573 я)5 Н 04 В 10/Об БРЕТ ПИСА Е В оптическ канале с ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Заявка Яп9/00, опубл,26.05.88,Расчет помехоустойчивости систем передачи Дискретных сообщений. Справочник (Коржйк В,И, Финк Л.М. Щелкунов К,Н.)/Под ред, Л.М.Финка - М,: Радио и связь, 1981, с. 175 - 179, рис. 1, 5.(54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИЕМА ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Использование: в области передачи сиг. налов в оптическом диапазоне волн, а более конкретно в устройствах оптимального при- ема оптических сигналов. Сущность изобретения: устройство позволяет повысить помехоустойчивость приема оптических сигналов с пассивной паузой в канале с переменными параметрами за счет синтеза оптимальной структуры приемника, учиты 9юл. Ь 13енкоонии Ь 63-25738, кл. Н 04 В вающей различные дисперсии квантовых шумов при приеме 1 и 0 01 и Оо и их изменения при изменении параметров канала. Для этого с помощью первого квадратора (6) и первого интегратора (7), вычисляется средняя мощность принимаемого сигнала, величина которой с переменным коэффициентом, пропорциональности (01 - Оо)/20 о, формируемым управляемым усилителем (8), добивается в сумматоре (3) к результату оптимальной когерентной последетекторной обработки принимаемого оптического сигнала, В вычитателе (4) из этой суммы вычитается адаптивный порог, .зависящий от величин Ри, 01, Оо, отражающих изменения состояния канала, Использование информации о средней мощности принимаемого сигнала Ри, дисперсия шумов 01 и Оо и их изменениях позволяет достичь потенциальной помехо стойчивости и иема У Ригналов с пассивной паузой вменными параметрами. 1 ил, ЯИзобретение относится к области передачи сигналов в оптическом диапазоне волн, и более конкретно - к устройствам оптимального приема оптических сигналов и может быть использовано для повышения помехоустойчивости оптических сигналов и может быть использовано для повышения помехоустойчивости оптических систем передачи.Целью настоящего изобретения является повышение помехоустойчивости приема оптических сигналов за счет синтеза оптимальной структуры адаптивного приемника, учитывающей различные статистические характеристики квантовых шумов при приеме оптических сигналов с пассивной паузой и изменения этих характеристик.при флуктуациях принимаемого сигнала за счет случайных изменений коэффициента передачи канала.Данное изобретение поясняется чертежом, где изображена структурная схема адаптивного устройства приема оптических сигналов.Согласно чертежу устройство содержит .приемник излучения 1, согласованный фильтр 2, первый сумматор 3, вычитатель 4; компаратор 5, первый квадратор 6, первый интегратор 7, усилитель 8, полосовой фильтр 9, второй квадратор 10, второй ин тегратор 11, первое запоминающее устройство 12, дополнительный вычитатель 13, первый делитель напряжения 14, первый делитель напряжения пополам 15, запоминающее устройство мощности 16, второе запоминающее устройство 17, второй делитель напряжения 18, логарифмический делитель 19, логарифмический усилитель 20, перемножитель 21, второй сумматор 22, второй делитель напряжения пополам 23, инвертор 24, причем выход приемника излучения 1 одновременно подключен к входу полосового фильтра 9, к входу первого квадратора 6, и к входу согласованного фильтра 2, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 3, выход которого подключен к первому входу вычитателя 4, выход которого подключен к входу компаратофа 5, выход которого одновременно подключен к управляющему входу первого запоминающего устройства 12, к управляющему входу запоминающего устройства мощности 16 и к входу инвертора 24, выход . которого подключен к управляющему входувторого запоминающего устройства 17; выход первого квадратора 6 подключен к входу первого интегратора 7, выход которого одновременно подключен к входу второго запоминающего устройства 17, к входуАдаптивное устройство приема оптических сигналов работает следующим образом, Приходящий из канала связи с переменными параметрами оптический сигнал преобразуется.в электрический сигнал ц(т) и усиливается в приемнике излучения 1. о(с) поступает на схему последетекторной обработки при некогерентном детектировании оптических сигналов 40 45- Х ц (1) 51 (С) Й +о202 Т 50 где Т - длительность сигнала;Я ф) - сигнал, соответствующий "1"; Рз - мощность сигнала 511).При синтезе схемы последетекторной обработки использовались следующие факты, Во-первых, что согласованный фильтр 55 запоминающего устройства мощности 16 и 4 к входу усилителя 8, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора 3; выход полосового фильтра 9 подключен к 5 входу второго квадратора 10, выход которого подключен к входу второго интегратора 11, выход которого подключен к входу первого запоминающего устройства 12, выходу которого одновременно подключен ко вто рому входу перемножителя 21, первому входу второго делителя 18, и к первому входу дополнительного вычитателя 13, выход которого подключен к первому входу первого делителя напряжения 14, выход которого 15 подключен к входу первого делителя напряжения пополам 15, выход которого подключен к управляющему входу усилителя 8; выход второго запоминающего устройства 17 одновременно подключен ко второму 20 входу дополнительного вычитателя 13, второму входу первого делителя напряжения 14 и ко второму входу второго делителя напряжения 18, выход которого подключен к входу логарифмического делителя 19, выход 25 которого подключен к входу логарифмического усилителя 20, выход которого подключен к первому входу перемножителя 21, выход которого подключен к первому входу второго сумматора 22, выход которого под ключен к входу второго делителя напряжения пополам 23, выход которого годключен ко второму входу вычитателя 4; к второму входу второго сумматора 22 подключен выход запоминающего устройства 35 мощности 16.,; = -ц(1) Я (т)й+ Т, 20 о Топоступает.на первый вход вычитателя 4,55 1реализует функцию - . / ц(1)Я 1(1)сс (смнат,пример, 5, Теория передачи сигналовА.Г.Зюко, Д,Д,Кловский, М,В,Назаров,Л,М,Финк, - М,: Радио и связь, 1986. -с,175), Во-вторых, что выражение - (Р+1201 1+01 и, воспользовавшись тем, чтоОопри приеме н 1 и средняя мощность принимаемого сигнала Ро 1 Равна Ро = Рэ + 01.В+третьих, что дробовой шум является равномерным (нбелыми) в широкой полосе частот и его дисперсия может быть определенас помощью полосового фильтра 9, имеющего полосу пропускания Р и настроенноготаким образом, что в полосу пропусканияполосового фильтра 9 не попадает спектрсигнала Я 1(т) (аналогично 6. Милютин Е.РЯременко Ю,И. Устройство для приема оптических сигналов. - авт,свид, Кг 768373),В-четвертых, что величины Ра 1, 01 и Оо из,.меняются при изменении состояния каналасвязи и эти изменения необходимо отслеживать и учитывать при реализации алгоритма (1),С учетом вышеуказанных факторов, последетекторная обработка происходит сле,дующим образом. С выхода приемникаизлучения 1 сигнал поступает на вход со- .гласованного фильтра 2, с выхода которо-го результат согласованный фильтрацией1 Т- . ц(т)Я 1(т)ст поступает на первый вход перТоваго сумматора 3.Одновременно сигнал ц(т) поступает навход первого квадратора 6, с выхода которого квадрат сигнала ц (т) поступает на 402вход первого интегратора 7, с выхода которого сигнал, равный средней мощности1 т 2Ро = - ц (т)бт сигнала ц(т), поступает на.Товход усилителя 8 с коэффициентом усиле 01 - Оония к = в , с выхода которого сигнал20 оО - Оо 1 2-- 1 о (т)ст поступает на еторои20 о То 50вход первого сумматора 3, с выхода которого сумма Одновременно также сигнал Цт) поступает на вход полосового фильтра 9, который1имеет полосу пропуска ния Р = - и выделяТет шум, лежащий вне спектра сигнала Я 1(т). С выхода полосового фильтра 9 напряжение шума возводится в квадрат во втором квадраторе 10 и интегрируется во втором интеграторе 11, на выходе которого определяется средняя мощность (дисперсия) шума О (при приеме и 1 и -= 1, а при приеме нОи -= О), величина которой подается на вход первого запоминающего устройства 12, на управляющий вход которого подается сигнал с выхода компаратора 5, обеспечивая тем самым запись величины дисперсии шума только,при приеме и 1", т,е. запись величины 01( =1),.Аналогично в запоминающее устройство мощности 16, на вход которого с выхода первого интегратора 7 подается величина Ро, а на управляющий вход - сигнал с компаратора 5, обеспечивается запись величины средней мощности сигнала при приеме ЕДИНИЦЫ Ро 1 = Рв + 01. А ВТОРОЕ ЗаПОМИНающее устройство 17, на управляющий вход которого сигнал с выхода компаратора 5 поступает через инвертор 24, обеспечивая запись величины средней мощности сигнала при приеме нуля Роо = Оо, т.к, управление записью осуществляется сигналом с уровнем логической единицы (единичным уровнем), Запись новых значений величин Ро 1, 01 или Оо осуществляется всякий раз при приеме очередного символа и 1 и или "0",Из величин 01 и Оо в дополнительном вычитателе 13 образуется разность 01 - Оо, которая в первом делителе напряжения 1401 - Ооделится на йо,т,е. - и затем е перОовом делителе напряжения пополам 15 делится на 2, с выхода которого величина 01 Оо- поступает на управляющий вход20 оусилителя 8, обеспечивая коэффициент усиО 1 Ооления равныйОо Во втором делителе напряжения 18 01 делится на Оо, затем в логарифмической делителе 19 делится на е (е - основание натурального логарифма), затем после логарифмического усилителя 20 величиО 1на и = в перемножителе 21 умножаетсяОона 01, затем во втором сумматоре 22 при- бавлЯетсЯ величина Ро и сУмма Ро 1+01 хОх и во втором делителе напряженияОо10 1807573 Составитель Ю,ЯременкоТехред М,Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор Т,Шубина Заказ 1385 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101 сигналов с пассивной паузой, вызываемые изменениями величин мультипликативных и аддитивных помех, дополнительно введены первый сумматор, первый квадратор, первый интегратор, усилитель, полосовой 5 фильтр, второй квадратор, второй интегра. тор, первое запоминающее устройство, дополнительный вычитатель, первый делитель напряжения, первый делитель напряжения пополам, запоминающее устройство мощ ности, второе запоминающее устройство, второй делитель напряжения, логарифмический делитель, логарифмический усилитель, перемножитель, второй сумматор, второй делитель напряжения пополам, инвертор, 15 причем выход приемника излучения одновременно подключен к входу полосового фильтра и входу первого квадратора, выход которого подключен к входу первого интегратора, выход которого одновременно под ключен к входу запоминающего устройства мощности, входу второго запоминающего устройства и входу усилителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход которого подключен к 25 первому входу вычитателя, а к первому входу первого сумматора подключен выход согласованного фильтра, выход фильтра подключен к входу второго квадратора, выход которого подключен к входу второго ин тегратора, выход которого подключен к входу первого запоминающего устройства,выход которого одновременно подключен к первому входу второго делителя напряжения, второму входу перемножителя и первому входу дополнительного вычитателя, выход которого подключен к первому входу первого делителя напряжения, выход которого подключен к входу первого делителя напряжения пополам, выход которого подключен к управляющему входу усилителя, выход второго запоминающего устройства одновременно подключен к второму входу дополнительного вычитателя, второму входу первого делителя напряжения и второму входу второго делителя напряжения, выход. которого подключен к входу логарифмического делителя, выход которого подключенк входу логарифмического усилителя, выход которого подключен к первому входу пере- множителя, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого подключен к входу второго делителя напряжения пополам, выход которого подключен к второму входу вычитэтеля, к второму входу второго сумматора подключен выход запоминающего устройства мощности, выход компаратора одновременно подключен к управляющему входу первого запоминающего устройства, управляющему входу запоминающего устройства мощности и к входу инвертора, выход которого подключен к управляющему входу второго запоминающего устройства,