Приемник дискретных сигналов

(57 Из нике етение отно ь изобретен я к ппение связи.помехоу повьппения канала святойчивости путе очнос ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский институт инженеровгражданской авиации(56) Авторское свидетельство СССРй 771889, кл. Н 04 В 1/10, 1978,МНИК ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ з ущему спектру помех. Устр-вос Фильтры 1, амплитудные детекторы 2, коммутатор 3, инвертор 4,блоки 5 сравнения, пороговые блоки6, решающий блок 7, запоминающие блоки 8, ключи 9, блок 10 выбора режима,формирователь 11, генератор 12 тактовых импульсов, синхронизатор 13.Фильтры 1 - узкополосные, В устр-ве используются три канала, каждая элементарная посылка несет больше одногобита информации, Схема блока 7,построена так, что при поступлении сигнала по 1-му каналу блок 7 вырабатьгвает последовательность символов "00",по 2-му - "11", по 3-му - "10" (возможны и др. варианты). 3 ил.1 13176Изобретение относится к техникеэлектрической связи и может использоваться в системах передачи дискретной информации и телеграфии по частотно-ограниченным каналам связи.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости путем повышения точности адаптации к амплитудно-частотной характеристике канала связи итекущему спектру помех. 10На фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема предложенногоприемника, на фиг.,2 - структурнаясхема блока выбора режима, на фиг.3 -структурная схема решающего блока.Приемник содержит фильтры 1, амплитудные детекторы 2, коммутатор 3,инвертор 4, блоки 5 сравнения,пороговые блоки 6, решающий блок 7, запоминающие блоки 8, ключи 9, блок 10 20выбора режима, Формирователь 11, генератор 12 тактовых импульсов и синхронизатор 13.Блок 10 состоит из элементов ИЛИ14, вычитающих блоков 15, пороговых 25блоков 16, элементов НЕ 17, первого,аналогового сумматора 18, первых 19и вторых 20 ключей, аналогового делителя на три 21, аналогового делителя на два 22, аналогового сумматора 3023, элемента НЕ 24, элемента И 25,элемента И-ИЛИ 26 и элемента И 27.Решающий блок 7 выполнен на элементеИ 28, элементах ИЛИ 29 и 30; элементах И-ИЛИ 31-33, триггерах 34-36,элементе ИЛИ 37, триггере 38, умножителе частоты на два 39, Формирователе 40, элементе И 41, элементах ИЛИ42 н 43 и триггеров 44 и 45,Приемник работает следующим образом.При отсутствии полезного сигналаили идентичных характеристиках фильтров 1 и амплитудных детекторов 2воздействие помех не вызывает срабатывания пороговых блоков 6 и навыходе решающего блока 7. не появляется разрешенных значений символа.При появлении полезного сигнала навыходах соответствующих блоков 5сравнения появляется сигнал рассогласования, который вызывает срабатывание соответствующих пороговых блоков 6 и решающий блок 7 вьдает требуемое значение информационного символа. При появлении сигналов в канале, используемом для сравнения с остальными, срабатывают все пороговыеблоки 6. При появлении полезного сиг 66 гнала в одном из остальных каналовсрабатывает пороговый блок 6, соответствующий этому каналу. Все остальные сочетания сработавших пороговых блоков 6 являются для приемника запрещенными. Реально полезныйсигнал на входе одного из каналовприемника присутствует всегда. Отсутствие хотя бы одного сигнала вканалах приемника может быть вызвано помехой и вызывает появление врешающем блоке 7 сигнала стирания.Вьдача информации решающим блоком 7 на выход производится по сигналам с синхронизатора 13, причем,поскольку число каналов больше илиравно трем, принятие одной посылкивызывает появление на выходе болееодного символа. С синхронизатора 13сигналы поступают на формирователь11 обеспечивающий запись мгновенного значения уровня сигналов с требуемым значением фазы элементарной посылки в запоминающие блоки 8. С приходом очередного импульса от формирователя 11 происходит перезаписьв запоминающем блоке 8 мгновенногозначения сигнала в канале приемника,запоминающие блоки 8 выполняют функции выборки и хранения, перезаписьпроизводится одним импульсом,Момент перезаписи определяется Формирователем 11 и обусловлен двумя факторами; момент времени внутри элементарной посылки выбирается из условий установления входного сигнала, т.е. окончания переходных процессов, при измененииканала приемника, по которому идет сигнал, Формирователь 11 может включать делитель, который осуществляет выбор частоты подстройки, т.е. сравнение каналов, выбор среднего значения осуществляется не по каждой посыпке, а через определенное число посыпок, что обусловлено медленным изменением амплитудно- частотной характеристики канала связи и спектра помех, а также снижением числа и длительности переходных процессов при изменении сравниваемого каналаОпределение решающим блоком 7 значения принятого сигнала позволяет одновременно определить номер канала приемного, по которому принят полезный сигнал. Решающий блок 7 выдает управляющий сигнал на ключи 9 и блок 10 выбора режима. Ключ 9,3 13176 соответствующий каналу, по которому принят полезный сигнал, закрывается и не пропускает данное значение сигнала в соответствующем канале приемника на вход блока 10, для вычисления 5 среднего значения, Блок 10 выполняет следующие функции: определяет среднее значение сигнала по всем каналам приемника: определяет номер каналаприемника, значение сигнала в котором наиболее близко к среднему значению и выцает сигналы на коммутатор3 и решающий блок 7 для,их переключения таким образом, чтобы для сравнения с остальными использовался тот 15канал приемника, значение сигнала вкотором наиболее близко к среднему.Схемы коммутатора 3 и решающего блока 7 выполнены таким образом, чтобыобеспечить инвариантность выхода при емника от номера канала, выбранногодля сравнения с остальными. Далее(для следующей посылки) схема работает аналогичным образом, При возникновении ситуации, когда решающий 25блок 7 не выдает ни одного разрешенного значения символа, по сигналу,выдаваемому им непосредственно наблок 1 О, происходит изменение коэффициента усреднения для правильного 30разрешения проблемы вычисления среднего, так как в этом случае ни одинзапрещающий сигнал на ключи 9 не поступает и на блок 10 подаются сигналысо всех запоминающих блоков 8 (в неопределенной ситуации целесообразнопринимать решение по всем каналам,так как неизвестно, какой следуетисключить из анализа), При использовании трех каналов коэффициент усреднения изменяется с "2" по "3". Коммутатор 3 и решающий блок 7 в этомслучае позволяет осуществить инвариантность выходного сигнала. 45Фильтры 1 являются узкополосными, Выходной сигнал на синхронизатор 13 поступает в момент смены одного значения входного сигнала приемника на .другой. Момент смены может быть искажен помехами и расхождением частот задающих генераторов передатчика и приемника, однако синхронизатор 13 за счет принципа функционирования и наличия демпфирующего устройства, 55 обеспечивает тактовую (фазовую) подстройку частот принимаемого сигнала и местного генератора тактовых импульсов. 66 4Блок 10 работает следующим образом.Сигналы с ключей 9 поступают на первый аналоговый сумматор 18 и при выдаче решающим блоком 7 разрешенного изменения символов (на вход 46 поступает единичный сигнал и открывает ключ 20) поступают на аналоговый делитель на два 22 и через аналоговыйКанал 1 =24 х 17, х 17 з+35 х (33 х 17 х 17 ), Канал 2 = 24 х 16 х 17, +35 х(32 х 7+ +34 х 16, );Канал 3 = 24 х 16 х 16 +35 х(32 х 16+ +33 х 16 )Сигналы с элементов НЕ 17 являются инверсиями соответствующих сигналов с пороговых блоков 6.Например, если сигналс вычитаю- щего блока 15, больше сигнала с вычитающего блока 15 и оба они больше сигнала с вычитающего блока 15 то при наличии разрешенного значения символа с решающего блока 7 (на входе 46-"1") и при единичном сигнале на входе 50 (что соответствует решению решающего блока 7 о том, что сигнал передавался по второму каналу) решение о передаче сигнала по,первому каналу вызывает появление единичного сигнала на входе 51, а по третьему - на входе 52, в соответствии с выражениями (1) при нулевом значении порога срабатывания пороговых блоков 16 на них соответственно появляются сигналы 16,=1, 16 =1, бай, а на элементах НЕ 17, д ="0" (для сравнения с ос.тальными будет выбран третий канал, так как только вторая часть выражения для канала 3 принимает значение "1". При отсутствии разрешенного значения символа (35=0,24 2 1, 32 = = 33 = 34 = 0) будет сделан тот же выбор по первой части для канала 3 в выражении (1). В любом из описанных случаев появляется сигнал на выходе 53, что свидетельствует о выборе для сравнения с остальными третьего канала. Аналогично при выборе второго канала появляется сигнал на выходе 54, а при выборе первого - на выходе 55,1 Решающий блок 7 работает следующим образом.В зависимости от того, какой канал используется в сумматор (второй вход его закрыт ключом 9) на вторые входы вычитающих блоков 15, вычитаются из5 13176значений сигналов, поступивших с соответствующих запоминающих блоков 8,Вычитающие блоки 15 определяют мо/дуль разности соответствующего сигнала с запоминающих блоков 8 и среднего значения аналогового сумматора23,Допустим, что на входы 47-49 поступают сигналы соответственно спервого, второго и третьего каналов 10приемника. Далее. логика работы блоковприемника инвариантна номеру канала,используемого для сравнения с остальными на блоках 5 сравнения,Пороговые устройства определяют 15знак разности между модулями, поступившими с вычитающих блоков 15,16,= Й;-Б,р /-/Пд-Пса/ф16= /П "со / /Ц-Пер /16 з= /П, "с / /Пз П р /фгде 16,ь - соответственно выходыпороговых блоков 16. При положительном знаке разности пороговые блоки16 выдают единичный сигнал, в противном случае - нулевой. 25Когда решающий блокне выдаетни одного разрешенного значения символа, на входе 46 имеется нулевойсигнал, срабатывает (открывается)ключ 19 и происходит усреднение по 30всем каналам через аналоговый делитель на три 21, Ключ 20 в это время закрыт,Логические выражения для каждогоканала имеют вид: в приемнике длясравнения с остальными, выходы триггеров 34, 35 и 36 для инвариантнойработы приемника от выбранного канала приемника должны реализоватьследующие логические функции:40+56 х 59 х 58. При различных каналах, использующихся для сравнения с остальными,по входам 56 и 59 поступают соответственно сигналы со следующих каналов: при выборе для сравнения канала 1 по входу 56 поступает сигнал с канала 2, по входу 59 - с канала 3, при выборе канала 2 по входу 56 поступает сигнал с канала 1, по входу 59 с канала 3, при выборе канала 3 по входу 60 поступает сигнал с канала 1, по входу 59 - сигнала 2. 66 6При отсутствии хотя бы одного раз" решенного значения символа с выходов элементов И-ИЛИ 31,32, и 33 поступают нулевые значения сигналов и через элементы ИЛИ 37 в триггер 38 записывается "0", что.свидетельствует о неопределенной ситуации, и усреднение в соответствии с алгоритмом работы блока 1 О проводится по всем трем каналам.Исходной информацией для вычисле" ния решающим блоком 7 данных о канале, по которому поступил полезный сигнал, является информация, поступающая на решающий блок 7 с пороговых елоков 6 по входам 56 и 59 (зто комплексная информация о взаимном состоянии сигналов в каналах приемника.), а также информация о том, ка кой сигнал выбран в данном такте для сравнения (входы: 60 - канал 1, 57 - канал 2, 58 - канал 3). Эта информация является необходимой и достаточной для правильной работы решающего блока 7.Поскольку в приемнике используются три канала, каждая элементарнаяпосылка несет больше одного бита информации. Схема решающего блока построена так, что при поступлении сигнала по первому каналу решающий блок7 вырабатывает последовательностьфсимволов "00", по второму - "11" потретьему - "10" (возможны и любыедругие варианты). Элементы И 41 иИЛИ 42 вырабатывают соответствую-щие сигналы для переключения триггеров 44 и 45, Выход элемента И 41,на вход которой подан сигнал с элемента И-ИЛИ 31, подключен к входуэлемента ИЛИ 43 и входу установкив "0" триггера 44. Выход элементаИ 41, к входу которого подключен выход элемента И-ИЛИ 32, соединен свходом элемента ИЛИ 42 и входом установки в "1". триггера 45. Выходэлемента И 41, к входу которого подключен выход элемента И-ИЛИ 33, соединен с входами элементов ИЛИ 42и 43, выходы которых подключены соответственно к входу установки в "1"триггера 44 и входу установки в "0"триггера 45, обеспечивая работу выходной схемы в соответствии с описанными соотношениями сигналов в каналах и выходных пос-.едовательностейсимволов,Формула 7 13176изобретения Приемник дискретных сигналов,содержащий п каналов (где и ) 3), каждый из которых состоит из последовательно 5 соединенных фильтра и амплитудного детектора, последовательно соединенных блоков сравнения и пороговых блоков, выходы амплитудных детекторов подключены к информационным входам 10 коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами блоков сравнения, объединенные вторые входы которых подключены к соответствующему выходу коммутатора через инвертор, выходы 15 пороговых блоков соединены с информационными входами решающего блока, входы фильтров и первый вход синхронизатора объединены и являются входом приемника, выход генератора так товых импульсов соединен с вторым входом синхронизатора, выход которого соединен с управляющим входом решающего блока, о т л и ч а ю щ и й 66с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости путем повышения точности адаптации к амплитудно-частотной характеристике канала связи и текущему спектру помех, в него введены формирователь, блок выбора режима и последовательно соединенные запоминающие блоки и ключи, причем информационныевходы запоминающих блоков соединены с выходами амплитудных детекторов, выход синхронизатора через формирователь соединен с объединенными управляющими входами запоминающих блоков,.управляющий выход решающего блока соединен с входом блока выбора режима, управляющие входы которого объединены с управляющими входами ключей и соединены с соответствующими выходами решающего блока, выходы ключей соединены с информационными входами блока выбора режима, выходы которого соединены с объединенными соответствующими входами коммутатора и решающего блока.1317666 Составитель Н, Лазарева чолинская Техред Л.Олийнык Корректор И. Медакто Заказ 243 наб. Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ВНИИПИ по 3035, Тираж 638 Государственного ком лам изобретений и от осква, Ж, Раушска ПодписноСССРй