Линия передачи дискретной информации по трактам с переменными параметрами

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ТУ Бюл йд 37-38 й научно-исследовательский инс.ГВолчков АНМал ев И.И ский научно-исследовательский инсРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНО ТРАКТАМ С ПЕРЕМЕННЫМ(72) Безгинов ИВолчкова НВ(54) ЛИНИЯ ПФОРМАЦИИ ППАРАМЕТРАМ(51) 5 Н 04 Ь 5 02 последовательности ПСП, сумматоры 23 по модулю два, которыек производят сложение элементов ПСП с информационными символами, поступающими с регистра сдвига 3, и дополнительные селекторы 27. Селекторы 27 пропускают просуммированные элементы на модулятор, на второй вход которого подаются радиоимпульсы с соответствующими частотами. На приемной стороне осуществляется доперемножение символов, их фазирование и линейное сложение посредством дискретно-аналоговой линии задержки, опорного генератора ПСП, перемножителей, делителя, сумматоров по модулю два и анализаторов ПСП. 2 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к области передачи дискретных сообщений и может быть использовано в системах передачи двоичной информации по радиоканалам с замираниями.Информационные замирания (фединг) в многолучевых каналах связи приводят к возникновению мультипликативной помехи, воэдейстВМе которой при наличии адаптивных вомех (шумовцх; импульсных и т.д.) является основнйм препятствием для надежной рефедйчи сигналов.Для подавления мультипликативной помехи в радиоприемных устройствах широко используется АРУ, Однако наличие адаптивных шумов приводит в результате действия АРУ к тому, что при постоянстве уровня сигнала на выходе приемника возникают флюктуации аддитивной помехи, при этом отношение сигнал/шум не улучшается. а при уменьшении уровня полезного си нала на выходе приемника до уровня его внутренних шумов резко возрастает вероятность ошибки даже при отсутствии внешних помех, Таким образом, использование АРУ позволяет обеспечить надежный прием информации лишь в том случае, когда отношение сигнал/помеха на входе приемника допускает выделение информации с требуемым качеством, на абсолютный уровень сигнала недостаточен для работы решающего устройства. Поэтому в условиях глубоких замираний на выходе приемника будут присутствовать ошибки при наличии системы А РУ.Для борьбы с такого рода ошибками увеличение знергопотенциала радиоканала путем, например, увеличения мощности передатчика оказывается неэффективным и более целесообразным является использование помехоустойчивого кодирования, позволяющего исправлять ошибки, если их число не превышает исправляощей способности кода.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости передачи информации в условиях нестационарных помех и медленных селективных по времени замираний.На фиг.1 и 2 дана структурная электрическая схема в предложенной линии передачи.Она содержит синхронизатор 1, кодер ОФМ 2, регистр сдвига 3. временной селектор 4, генератор 5 опорного сигнала., сумматор 6, фазовый манипулятор 7, широкополосный передатчик 8, широкополосный приемник 9, когерентный демодулятор 10 ОФМ сигнала, двухполупериодный выпрямитель 11, первый временной селектор 12, фаэосдвигающую цепь 3, первый сумматор 14, синхронизатор и формирователь сигнала АРУ 15, регистр сдвига 16, знаковый перемножитель 17, регистр сдвига 18 информационных символов, второй сумматор 19, генератор 20 ПСП, второй временной селектор 21, дополнительный интегратор 22, сумматор 23 по модулю два, триггер 24, решающий блок 25, декодер 26 ОФМ. дополнительный временной селектор 27, дополнительный сумматор 28, дискретно-аналоговую линию задержки (ДАЛЗ) 29, перемножитель 30, основной анализатор 31 ПСП. дополнительный анализатор 32 ПСП, опорный генератор 33 ПСП, сумматор 34 по модулю два, дополнительный сумматор 35, делитель 36, элемент задержки 37,Линия работает следующим образом.Синхронизатор 1, работающий от собственного тактового генератора, формирует тактовые импульсы, следующие с частотой, равной скорости передачи информации, и управляет работой кодера 2, на вход которого поступает последовательность бинарных символов, подлежащих передаче, Информация должны быть синхронной во времени с фазой опорного генератора синхронизатора.Кодер 2 осуществляет перекодирование поступающей на его вход информации по методу ОФМ, С выхода кодера 2 перекодированные информационные символы поступают на вход регистра сдвига 18 информационных символов, на тактовых вход которого поступают тактовые импульсы с выхода синхронизатора 1. При поступлении на тактовый вход регистра сдвига 18 каждого очередного тактового импульса информации, записанная в ячейках этого регистра, сдвигается на один разряд. Число отводов от регистра сдвига 18 информационных символов равно числу ветвей разнесения, причем отводы расположены через одинаковое число разрядов. Общее число разрядов регистра сдвига информационных символов равно М =(т)п+1, где пт - выбранное число ветвей разнесения, и - интервал перемежения (разнесения), выраженный в количестве информационных символов. Длительность интервала перемежения должна превышать длительность интервала корреляции замираний или длительность присутствующих в канале мощных импульсных (прерывистых) помех,Информационные символы, продвигаясь по ячейкам регистра 18, последовательно появляются на выходах этого регистра. Т.к. сигнал с каждого из выходов регистра 18 манипулирует строго определенную несущую, генерируемую соответствующим генератором 5, то на каждой несущейпередае 1 ся один элемент составного сигнала, относящегося к одному информационному символу. Таким образом, каждый информационный символ передается с разнесением по времени последовательно на различных несущих частотах,Информационные символы с одного из гп отводов регистра сдвига 18 информационных символов, выбранного в качестве опорного, поступают на вход соответствующего временного селектора 27 непосредственно, а с остальных гп - 1 отводов - через сумматоры 23 по модулю два. На вторые входы этих сумматоров поступает ПСП, периодически генерируемая генератором ПСП 20, который тактируется импульсами, выдаваемыми синхронизатором 1. Период повторения ПСП должен быть кратным числу ветвей разнесения. Помимо тактовых импульсов синхронизатор 1 формирует последовательность импульсов, следующих также с тактовой частотой и поступающих на вход регистра 3, а также последовательность импульсов, следующих с частотой, большей тактовой в число раз, равное выбранному количеству ветвей разнесения, которая поступает на вход синхронизации регистра 3. Регистр сдвига 3 последовательно формирует на своих выходах импульсы, количество которых равно числу ветвей разнесения, а длительность - тактовому интервалу, деленному на число ветвей. Эти импульсы управляют временными селекторами 4 и 27, которые пропускают поступающие на их входы сигналы только в ламент подачи импульса с выхода регистра 3, Временные селекторы 27 пропускают поступающие на их входы символы с регистра сдвига 18 информационных символов и со. ответствующих сумматоров 23 по модулю два на сумматор 28. Временные селек 1 оры 4 пропускают сигналы от генераторов 5 опорного сигнала. Радиоимпульсы соответствующих частот, которые получаются в результате стробирования временными селекторами 4 напряжений генераторов 5 суммируются сумматором б. Выходной сигнал сумматора б подвергается фазовой манипуляции манипулятором 7, управляемым выходным сигналом сумматора 28. Результирующий сигнал переносится по спектру в нужный участок диапазона, усиливается в передатчике 8 и излучается в пространство.Пройдя через канал с переменными параметрами и мощными широкополосными нестационарными помехами, этот сигнал подвергается селективным по частоте и времени замираниям, после чего поступает на вход широкополосного приеглника 9, который усиливает его и переносит на промежу 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 точную частоту. Далее сигнал поступает в демодуляторь 110 ОФМ, в качестве которых может быть использована любая схема корреляционного когерентного приема узкополосного сигнала, каждый иэ которых работает на частоте, соответствующей одной из поднесущих принимаемого сигнала, Выходные напряжения демодуляторов 10 ОФМ, представляющие собой видеоимпульсы различных полярностей, поступают на двухполупериодные выпрямители 11, осуществляющие сьем фазовой манипуляции и на временные селекторы 12, аналогичные временным селекторам 4 и 27 передающей стороны. Временные селекторы 12 управляются регистром 16, работающим в соответствии с управляющими импульсами синхронизатора и формирователя сигнала АРУ 15, который управляется приходящим сигналом, Для этого выходные напряжения выпрямителей 11, представляющие собой видеоимпульсы одинаковой полярности, поступают на фаэосдвигающие цепи 13, например линии задержки различной длины, для совмещения импульсов разных подканалов по времени. Выходы цепей 13 обьединены сумматором 14, соединенным с синхронизатором 15. В синхрониэаторе 15 суммарный сигнал, пропорциональный мощности принимаемого сигнала, фильтруется иэ шума узкополосным фильтром, настроенным на тактовую частоту. В ыходнсе напряжен ие фил ьтра служит для тактовой синхронизации и формирования сигнала АРУ, Сигналы, стробированные временным селектором 12, поступают на интеграторы 22 со сбросом. Интеграторы 22 производят накопление сигнала в течение длительности элемента сигнала, Временные селекторы 12 пропускают сигнал с выходов демодуляторов 10 на интеграторы 22 также в течение длительности элемента сигнала. Выходные напряжения интеграторов 22 поступают на сумматор 19. Сброс накопленных интеграторами 22 на ряжений ссуществляется импульсами, поступающими с соответствующих выходов регистра сдвига 16, из которых формируются импульсы сброса в формирователе импульсов сброса 37, представляющего из себя последовательно соединенные одновибратор и элемент задержки. С помощью этих импульсов разряжаются интеграторы 22, подготавливая их к новому циклу накопления, С выхода сумматора 19 накопленные интеграторами 22 напряжения поочередно поступают на вход ДАЛЗ 29, на тактовый вход которой подаются тактовые импульсы с выхода синхронлзатора 15. частота следования кото 20015355 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рых превышает скорость передачи информационных символов в число раз, равное выбранному числу ветвей разнесения, В момент поступления тактового импульса в ДАЛЗ 29 происходит запоминание значения напряжения, поступившего на ее вход, до поступления следующего тактового импульса, При поступлении каждого очередного тактового импульса заполненный уровень напряжения переписывается в последующую ячейку памяти и т.д. Число ячеек памяти в ДАЛЗ 29 должно превышать число разрядов регистра сдвига 18 информационных символов в число раз, равное числу ветвей разнесения. Число же отводов от ДАЛЗ 29 равно числу ветвей разнесения, причем число ячеек памяти между двумя любыми соседними отводами одинаковые,Отсчеты напряжений с отводом ДАЛЗ 29 поступают на перемножители 30. Число перемножителей на единицу меньше числа отводов ДАЛЗ 29, т.к. один иэ отводов является опорным (аналогично опорному отводу регистра сдвига 18) и служит общим входом для всех перемножителей 30, на вторые входы которых поступают отсчеты напряжений с соответствующих отводов ДАЛЗ 29.Для осуществления сложения элементов сигнала, относящихся к одному информационному символу, которые передаются с размежением по времени, необходимо определить момент времени, в который на всех отводах ДАЛЗ 29 присутствуют отсчеты элементов сигнала, относящихся к одному информационному символу, Кроме того, при работе когерентных демодуляторов 10 ОФМ возникает взаимная неоднозначность полярностей их выходных напряжений (явление обратной работы), являющаяся известным принципиальным недостатком всех когерентных демодуляторов ОФМ. Поэтому для осуществления линейного сложения сигналов отдельных подканалов требуется привести выходные напряжения этих подканалов к одной фазе(одинаковой полярности), И, наконец, поскольку на переда ощей стороне символы всех подканалов, кроме опорного, подвергались суммированию по модулю два с элементами ПСП, то перед сложением сигналов всех подканалов необходимо восстановить их истинные значения. Для этого выходные напряжения соответствующих перемножителей 30 поступают в основной 31 и дополнительный 32 анализаторы ПСП, на тактовые входы которых подаются тактовые импульсы с синхронизатора 15. В моменты появления на отводах ДАЛЗ 29 отсчетов элементов сигнала, относящихся к одному и тому же информационному символу, на выходе соответствующего перемножителя формируется последовательность отсчетов, соответствующая ПСП, генерируемой на передающей стороне генератора ПСП 20. При этом в зависимости от того, в какой фазе (прямой или противоположной) работают соответствующие демодуляторы 10, на выходе перемножителей 30 формируется прямая или инверсная ПСП. Основной анализатор 31 ПСП анализирует поступающую на его вход последовательность отсчетов на предмет присутствия в ней отсчетов, принадлежащих прямой или инверсной ПСП, В момент опознания прямой или инверсной ПСП анализатор 21 формирует на своем первом выходе импульс опознания, который подается на синхронизирующий вход опорного генератора ПСП 33 и второй вход делителя 36. Этот им пул ьс осуществляет синхронизацию генераторов 33 ПСП, обеспечивая его синхронную работу с генератором 20 ПСП, находящимся на передающей стороне, На тактовый вход опорного генератора 33 поступают тактовые импульсы с второго выхода синхронизатора 15, с третьего выхода которого на первый вход делителя 36 поступает последовательность импульсов, следующих с частотой, превышающей тактовую в число раз, равное числу ветвей разнесения, которое равно коэффициенту деления делителя 36. На выходе делителя 36 выделяется последовательность импульсов, следующих с тактовой частотой в фазе, задаваемой импульсом. поступающим на второй вход делителя 36 с первого выхода основного анализатора 31. Т.к. период повторения ПСП кратен числу ветвей разнесения, то момент появления импульса на выходе делителя 36 соответствует моменту появления на всех отводах ДАЛЗ 29 отсчетов элементов сигнала, относящихся к одному и тому же информационному символу.Взаимная неоднозначность полярностей выходных напряжений демодуляторов 10 ОФМ, а, следовательно, и отсчетов напряжения на отводах ДАЛЗ 29 выявляется следующим образом:Если полярность последовательности элементов сигнала на каком-либо из отводов линии совпадает по знаку с последовательностью элементов сигнала, поступающих с отвода ДАЛЗ, выбранного в качестве опорного, то ПСП, выделяющаяся на выходе соответствующего перемножителя 30, будет иметь правильную полярность, в противном случае на выходе перемножителя 30 будет выделяться инверсная ПСП, что свидетельствует о необходимости инвертирования полярности элементов сигнала, поступающих с данного отвода линии.Для этого основной 31 и дополнительные 32 анализаторы ПСП анализируют поступающие на их входы последовательности на принадлежность их к инверсной ПСП, В случае опознания какой-либо из последовательностей как инверсной на выходе соответствующего дополнительного анализатора 32 ПСП или на втором выходе основного анализатора 31 ПСП появляется импульс опознания инверсной ПСП, который поступает на вход установки "1" соответствующего триггера 24, устанавливая на его выходе уровень логической единицы. Выход триггеров 24 подключен к вторым входам сумматоров 34 по модулю два, на первые входы которых поступает ПСП с выхода генератора 33 ПСП. Если на втором входе любого из сумматоров 34 по модулю два присутствует логическая единица, то на выходе этого сумматора выделяется инверсная ПСП, в противном случае полярность ПСП не изменяется, С выхода сумматора 34 по модулю два ПСП в соответствующей фазе поступает на вторые входы знаковых пере- множителей 17. а на первые входы - отсчеты напряжения с соответствующих отводов в ДАЛЗ 29, т,к. на передающей стороне информационные символы во всех ветвях, кроме опорной, подвергались суммированию по модулю два с элементами ПСП, то перемножение элементов ПСП с отсчетами напряжений с отводов ДАЛЗ 29 знаковых перемножителей 17 приводит к восстановлению истинных значений этих отсчетов с точностью до знака. Приведенные же полярности отсчетов напряжений, поступающих с отводов ДАЛЗ 29, к одной и той же полярности, соответствующей полярности отсчетов напряжений с опорного отвода лиФормула изобретения ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ТРАКТАМ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМГТРАМИ, содержащая на передающей стороне синхронизатор, два выхода которого соединены с входами регистра сдвига, выходы которого через соответствующий временной селектор соединены с входами сумматора, а вторые входы временных селекторов соединены с выходами соответствующих генераторов опорного сигнала, выход сумматора через фазовый манипулятор подключен к входу передатчика. третий выход синхронизатора соединен с входом кодера относительной фазовой манипуляции (ОФМ), а на приемной стороне - широкополосный приемник, выход которого соединен с входами соответствующих когерентных демодуляторов ОФМ элементов сигнала, выходы которых нии, производится за счет соответствующего изменения полярности элементов ПСП на выходах сумматора 34 по модулю два по сигналам, поступающим с выходов тригге 5 ров 24, Таким образом, на вход дополнительного сумматора 35 со всех отводов ДАЛЗ 29 поступают отсчеты элементов сигнала, принадлежащих одному и тому же информационному символу в одинаковой10 полярности. В дополнительном сумматоре 35 эти отсчеты суммируются, и их сумма поступает на вход временного селектора 21, который управляется делителем 36. Временной селектор 21 пропускает на вход ре 15 шающей схемы 25 те из сумм отсчетов, которые соответствуют элементам сигнала, принадлежащим одному и тому же информационному символу. Решающий блок 25 в соответствии со знаком суммарного отсчета20 выдает на вход декодера 26 ОФМ импульсы той или иной полярности. Декодер ОФМ 26 производит окончательное декодирование информации по методу сравнения полярностей,25 Кроме того. следует отметить. что согласованные во времени входных сигналов и импульсов управления ДАЛЗ 29 обеспечивается автоматически эа счет подачи одной и той же последовательности тактовых им 30 пульсов на тактовые входы ДАЛЗ(определяющих моменты записи входных сигналов в ячейки ДАЛЗ) и регистра 16 сдвига, служащего распределителем импульсов, управляющих моментами открывания и закрывания35 временных селекторов 12 и сбросов интеграторов 22.(56) Авторское свидетельство СССР М 429546, кл, Н 04 В 7/02, 1974,40 соответственно через последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель и фазовращатель подключены к соответ-твующим входам первого сумма 45 тора, выход которого соединен с входом синхронизатора, один выход которого подключен к второму входу широкополосного приемника, а два других выхода соединены с двумя входами регистра сдвига, выхо;50 ды демодуляторов через соответствующие первые временные селекторы соединены с выходами регистра сдвига, первые пере- множители и триггеры, а также последовательно соединенные второй временной55 селектор, решающий блок и декодер ОФМ, отличающаяся тем, что на передающей стороне введены регистр сдв,1 га информационных символов, сигнальный вход которого подключен к выходу кодера ОФМ, а тактовый вход - к выходу синхронизатора,200153 12 Е,Сурин ргентал оставител ехред М.М Ред А.Купрякоо ектор М.Максимиш Тираж аз 3133 ПодписноеО "Поиск" Роспатентава, Ж, Раушская наб., 4/5 113035 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 сумматоры по модулю два, первые входы которых соединены с соответствующими выходами регистра сдвига информационных символов, генератор ПСП, вход которого соединен соответственно с выходом синхронизатора, а выход подключен к вторым входам сумматора по модулю два, дополнительные временные селекторы, вход одного из которых подключен к соответствующему выходу регистра сдвига информационных символов, а входы остальных временных селекторов - к выходам соответствующих сумматоров по модулю два, выходы дополнительных временных селекторов соединены с входами дополнительного сумматора, выход дополнительного сумматора подключен к одному из входов фазового манипулятора, а вторые входы дополнительных временных селекторов соединены с соответствующими выходами регистра сдвига, на приемнойсторсне введены дискретно-аналоговая линия задержки (ДАЛЗ), информационный вход которой подключен к выходу второго сумматора, а тактовый вход - к выходу си. хронизатора, вторые перемножители, входы которых соединены с соответствующими выходами ДАЛЗ и входами первых перемножителей, первый и второй анализаторы ПСП, входы которых подключены к выходам вторых перемножителей, э тактовые входы соединены с одним из выходов синхронизатора, а выходы анализатора ПСП соединены с соответствующими входами триггеров, до полнительньй сумматор, выход которогоподключен к входу второго временного селектора, один из входов дополнительного сумматора соединен с соответствующим отводом ДАЛЗ, два других - с выходами 10 первых перемножителей, опорный генератор ПСП, синхронизирующий вход которого соединен с первым выходом основного анализатора ПСП, а тактовый вход - с выходом синхронизатора, сумматоры по модулю два, первые входы которых соединены с выходами опорного генератора, а вторые - с выходами триггеров, выходы сумматоров по модулю два подключены к вторым входам первых перемножителей, и делитель, первый вход которого соединен с выходом синхронизатора, э второй вход подключен к синхронизирующим входам триггеров и первому выходу основного 25 анализатора ПСП, а также элементы задержки, входы которых соединены с выходами регистра сдвига, а выходы - с вторыми входами интеграторов, причем выходы временных селекторов соединены с входами 30 второго сумматора через интеграторы.