Система передачи дискретной информации частотно манипулированными сигналами

СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ 4117877/24-0915.09,8623.02.88, Бюл. У 7Ф,А. Катков, В.А. Артеменко,Ролик, В.В, Руденко,Истокский и Е,Д, Кушнир621, 394.6(088.8)Емельянов Е.А. и др. Передачаетной информации и основы тефии. - М.: Связь, 1973, с. 196(54) СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИИНФОРМАЦИИ ЧАСТОТНО- МАНМИ СИГНАЛАИИ(57) Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - повышениепомехоустойчивости. Система передачидискретной информации частотно-манипулированными сигналами содержит напередающей стороне источник 1 информации, модулятор 2, опорный генератор 5 и фильтр 6, а на приемной стороне - получатель 7 сообщений, фильтр 8 приема, усилитель.9, высокодоброт-, ные фильтры 10 и 11, детекторы 12 и 13 огибающей, блок сравнения 14 и блок согласования 15. С целью повышения помехоустойчивости на передающей стороне введены блок 4 определения момента изменения фазы и блок 3 определения величины фазового сдвига сигнала.В блоке 3 на основании значения бита данных, поступающего от источника 1, значения 3 , поступающего из блока 4, и значения фазы гармонического колебания, поступающего из модулятора 2, происходит определение значений угловЧ,( с ) илиц(ь) и вырабатывается сигнал, соответствующий необходимому фазовому сдвигу, который и поступает в модулятор 2. В блоке 4 происходит формирование управляющих импульсов, по которым в модуляторе 2 осуществляется сдвиг фазы и выработка сигналов, соответствующих значению С 5 ил.Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для передачи данных.Цель изобретения - повышение по 5 мехоустойчивости.На Фиг, 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемой системы; на Фиг. 2 - структурная электрическая схема модулятора; на 10 фиг. 3 - структурная электрическая1схема аппроксиматора; на фиг. 4 структурная электрическая схема блока определения величины Фазового сдвига сигнала; на фиг5 - структур ная электрическая схема блока определения момента изменения Фазы сигнала.Система передачи дискретной информации частотно- манипулированными сиг налами содержит на передающей стороне источник 1 информации, модулятор 2, блок 3 определения величины фазового сдвига сигнала, блок 4 определения момента изменения Фазы сигнала, опор ный генератор 5 и Фильтр 6, а на приемной стороне - получатель 7 сообщений, Фильтр 8 приема, усилитель 9, первый и второй высокодобротные фильтры 10 и 11, первый и второй де текторы 12 и 13 огибающей, блок 14 сравнения и блок 15 согласования.Модулятор содержит аппроксиматор 16, триггер 17, постоянный запоминающий блок 18; управляемый делитель 19 частоты и. делитель 20 частоты. Аппроксиматор содержит счетчики 21, постоянный запоминающий блок (ПЗБ) 22 и цифроаналоговый преобразователь 23. Блок определения величины фазо вого сдвига сигнала содержит инверторы 24, сумматоры 25-27 и цифровой коммутатор 28, Блок определения момента изменения фазы сигнала содержит управляемые делители 29 и 30 частоты и делители 31 и 32 частоты.Система работает следующим образом.На передающей стороне источник 1 информации Формирует сигналы логического нуля или логической единицы в соответствии со значением бита данных. Сигнал, соответствующий символу передаваемых данных, поступает в модулятор 2, где происходит Формирование сигнала с частотой К если бит данных имеет значение О, или с частотой Г , если значение бита данных 1. Для этого передаваемые данные, поступающие от источника 1 информации, последовательно записываются в триггер 17 в начапе каждого значащего интервала времени импульсамипоступающими из блока 4, определения момента изменения Фазы сигнала. С выхода триггера 17 сигнал, соответствующий передаваемым данным, поступает на адресный вход ПЗБ 18, на выходе которого появляется двоичный код коэффициента К или К , записанный по адресу 00000 или 00001 соответственно. Коды коэффициентов К, или К , необходимых для получения псевдосинусоидальных сигналов соответственно с частотой Е 1 или Г поступают на управляемый делитель 19 частоты.В управляемом делителе 19 частоты происходит деление частоты импульсов Г опорного генератора 5 на коэффициент К, или К , Делитель 20 частоты с постоянным коэффициентом деления Ко осуществляет дальнейшее понижение частоты импульсов с выхода управляемого делителя 19 частоты и служит для устранения нежелательных переходных явлений на выходе управляемого делителя 19 частоты, Таким образом, на выходе делителя 20 частоты частота импульсов изменяется дискретно и может быть равна Г илие где 1 оКоК 1 2 оКоКИмпульсы с частотой Г 1 или Г с выхода делителя 20 частоты поступают на суммирующий счетчик 21. Сигналы с выходов счетчиков 2 1 поступают на вход ПЗБ 22, где обычный двоичный код преобразуется в синусоидальный. Синусоидальный код поступает на вход цифроаналогового преобразователя ЦАП) 23, на выходе которого появляется псевдосинусоидальный сигнал. Каждый период псевдосинусоиды строится из И дискрет. Таким образом, частота Формируемой псевдосинусоиды в И раэ меньше, чем частота импульсов с выхода делителя 20 частоты. Для получения на выходе ЦАП 23 псевдосинусоидальных сигналов с частотой Е, или Г коэффициенты К , К К и частоту Й опорного генератора 5авыбирают таким образом, чтобы выполнялись следующие соотношения:О оКф 2 оКоКгВ данной реализации И = 64, и, следовательно, один период псевдо- синусоиды состоит из 64 ступеней и формируется за 64 импульса, поступающих с выхода делителя 20 частоты.Для осуществления манипуляции фазы на середине длительнрсти единичного элемента сигнала (е.э,с) из блока 4 определения момента изменения фазы сигнала поступает управляющий импульс на счетчики 21, по которому в них записывается код, поступающий из блока 3 определения величины фазового сдвига сигнала. На выходе счетчиков 21 должен присутствовать такой код, при записи которого в счетчики 21 происходит фазовый сдвиг в формируемой псевдосинусоидальной последовательности на угол ср (С) = н (1 +С/Т) или( ) = (1 - /Т), если формируются сигналы с меньшей частотой Г, или большей частотой Г соответственно. При этом- длительность элемента сиг нала, меньше интервала ортогональности Т = 1/Г - Г 1. Поскольку один период псевдосинусоиды формируется за 64 импульса, поступающих на вход счетчиков 21, то прибавление к 30 содержимому счетчиков 21 дополнительной единицы приводит к фазовому сдвигу на угол Ь с = 360 /64 = 5, 625, в то время, как вычитание одной единицы, что эквивалентно изъятию одного импульса из последовательности, поступающей на вход счетчиков 2 1, приводиот к фазовому сдвигу на угол - 5,625 или, что в данном случае то же самое, на угол 354,375 40Поскольку двоичный счетчик 21 сум. мирует импульсы по модулю 64 то, если в нем находится двоичный код, соответствующий числу х, при вычитании числа у выполняется соотношение 45х - у = х + (64 - у) (той 64) . Тогда для осуществления фазового сдвига в Формируемом псевдосинусоидальном сигнале на угол ц к содержимому счетчика необходимо прибавить двоичный код, соответствующий частному от деления/5,625, еслиО, и код, соответствующий двоичной записи числа 64 - Ц /5,62555 если д с О.Для того, чтобы углы с,(Т) и (,(7) делились на 5,625 без остатка в данной реализации установлено, что длительность можно изменять только дискретно с шагом ь, = Т/32, Тогда изменение длительности е.э.с.Т на + 6приводит к изменению углов ср,(о) и с,(,) на 1 5,625 . Поскольку значения угла Ч, лежат в пределах 180ц(с)360 , а угла Р, ( ) в пределах 0 с(г) ы 180 , то для введения .фазового сдвига на угол Ч, к содержимому счетчиков 21 прибавляется разность между числом 64 и частным от деления значения Ср,(ь) на 5,625 , а для осуществления сдвига фазы в формируемом сигнале на угольк содержимому счетчиков 21 прибавляется двоичный код результата деления ц (.) на 5,625. С выхода ЦАП 23 псевдосинусоидальный сигнал поступает на вход фильтра б,В блоке 3 определения величины фазового сдвига на основании значения бита данных, поступающего от источника 1 информации, значения (Г), поступающего из блока 4 определения момента изменения фазы сигнала и значения фазы гармонического колебания из модулятора 2, происходит определение значений углов у,илиу (7) и вырабатывается сигнал, соответствующий необходимому фазовому сдвигу, который и поступает в модулятор 2.Блок 3 определения величины фазового сдвига сигнала работает следующим образом.Из блока 4 определения момента изменения Фазы сигнала поступает двоичный код А , , А , определяющий значение. В данной реализации длительность е.э,с. может устанавливаться дискретно с шагом ь = Т/32 и иметь 32 значения, и на блок 3. определения величины фазового сдвига сигнала поступает двоичный код А .Ао выражающий значение Гчерез Осот.е. Коду определяющий отношение/й, изменяющийся в пределах 000001, что соответствует Г = Т/32 до 100000, что соответствует= Т. В блоке 3 определения величины Фазового сдвига сигнала происходит определение кода относительной разности (Т -ь)/лс = Т/а,/К = 32 - ь/ ь который представляет собой код, дополняющий код А,А числа/ь до 32. Для получения дополнительного кода от кода А ,А, последний инвертируется(= 64 -66 в инверторах 24 и к младшему разрядуинверсного кода прибавляется 1 в сумматорах 25. На выходе сумматоров 25получается код, соответствующий (Т -- )/6 С,Поскольку в предлагаемом устройстве период псевдосинусоидальногосигнала аппроксимируется 64 ступенями, то фазовый сдвиг на 2 Гэквивалентен прибавлению к содержимому счетчиков 21 в аппроксиматоре 16 числа 64,тогда угол , можно представитьследующим образом:-64 Т - ь Т - Сг : - ( -- -)сд 2 Т Следовательно, для введения в Формируемый на передающей стороне псевдосинусоидальный сигнал фазового20 сдвига на угол с,необходимо к содержимому счетчиков 21 аппроксиматора 16 прибавить код с выхода сумматоров 26. Для этого сигнал управления, соответствующий передаваемому биту дан ных из источника 1 информации, в виде уровня логической единицы поступает на цифровой коммутатор 28, который срабатывает таким образом,что на его выходе появляется сигнал прямого кода 30 числа (Т -)/6 ь, который суммируется с нулями в сумматорах 26. Таким образом, на выходе сумматоров 26 появляется код числа (Т - Г )/6, который поступает на входы сумматоров 27, где. прибавляется к коду, определяющему состояние счетчиков 21, В этом случае на выходе сумматоров 27, постоянно будет присутствовать такой код, при записи которого в счетчики 21 проис ходит сдвиг в формируемом псевдосинусоидальном сигнале на угол Ч .По аналогии с представлением угла Ц, выражение для определения угла (,расписываем следующим образом: 45/ Гсе (ь) = Я 1 + -) =12 - (1 - ЧТ ТТ л2 Т -7 ( - -)Т тогда для данной реализации угол(, можно представить Таким образом, для получения сдвига на уголр когда передаваемый бит данных равен нулю, необходимо. к содержимому счетчиков 21 в аппроксиматоре 16 прибавить код разности между 64 и (Т -с)/6, т.е. прибавить код, дополняющий код числа (Т -)/ /дь до 64. Для получения дополнительного кода числа (Т - Т)/ЬГ сигнал управления, полученный инверсией символа передаваемых данных, поступает на цифровой коммутатор 28, который срабатывает таким образом, что на его выходе появляется код, инверсный коду числа (Т - Г)/6. К младшему разряду инверсного кода в сумматорах 26 прибавляется логическая единица, и на выходе сумматора появляется код, дополняющий код числа (Т - Г)/до до 64. Дополнительный код поступает в сумматоры 27, где к нему прибавляется код, соответствующий состоянию счетчиков 21, и на выходе сумматоров 27 будет присутствовать код, при записи которого в счетчиках 21 в формируемой псевдосинусоиде происходит сдвиг на угол (р,(Г).В блоке 4 определения момента изменения фазы сигнала происходит формирование управляющих импульсов, по которым в модуляторе 2 осуществляется сдвиг фазы и выработка сигналов, соответствующих значению, поступающих в блок 3 определения величины Фазового сдвига сигнала. Для этого на входе делителей 30 и 32 частоты до начала работы устанавливают двоичный код, соответствующий значению Г, При этом считают, что интервалу ортогональности, т.е, отрезку времени Т, соответствует двоичный код 100000. Код, соответствующий ь,записывается в делители 30 частоты, откуда считывается импульсами, поступающими с делителя 32 импульсов. По сигналу, появляющемуся в конце интервала времени , происходит перезапись кода Т в делители 30 и запись следующего информационного бита в триггер 17. Двоичный код А , , А значения Г поступает в блок 3 определения величины фазового сдвига сигнала. Для определения момента времени 6/2 код числазаписывается в делители 32, откуда считывается импульсами, частота которых в два раза превышает частоту импульсов, идуших для получения интервала времени с , Таким образом, импульс на выходе появляется в моменты времени Г /2. По этому импульсу в модуляторе 2 осуще 7 137626 ствляется сдвиг фазы в формируемой псевдосинусоиде.Фильтр 6 производит выделение низкочастотной составляющей сигнала, по ступающего из модулятора 2. Сигнал с выхода фильтра 6 подается в канал связи.На приемной стороне сигйалы из канала связи проходят через фильтр 8 приема и усилитель 9, где происходит выделение и усиление сигналов в полосе частот, используемой для передачи. Усиленные сигналы поступают на входы двух подканалов, в каждом из которых имеются последовательно соединенные высокодобротный фильтр 10 (11) и детектор 12 (13) огибающей.Фильтры 10 и 11 настроены на частоты 20 соответственно Г, и Е. Детекторы 12 и 13 огибающей выдела т огибающие сигналов с выходов фильтров 10 и 11, которые сравниваются в блоке 14 сравнения в конце значащего интервала 25 времени каждого е.э,с. Блок 14 сравнения в совокупности с блоком 15 согласования формирует символ принятых данных. Считается, что передан О, если в конце значащего интервала време ни сигнал Н, с выхода детектора 12 огибающей больше сигнала с выхода детектора 13 огибающей 11 и, что передана 1 в противном случае.Формула изобретенияСистема передачи дискретной информации частотно-манипулированными г 8сигналами, содержащая на передающейстороне опорный генератор, выход которого соединен с первым входом модулятора, второй вход которогопод"ключен к выходу источника информации,при этом первыйвыход модулятора соединен с входом фильтра, а на приемнойстороне - фильтр приема, выход которого через усилитель подключен к входам первого и второго высокодобротныхфильтров, выходы которых через соответственно первый и второй детекторыогибающих подключены к входам блокасравнения, выход которого соединенс входом блока согласования, выходкоторого подключен к входу получателя сообщения, о т л и ч а ю щ а -я с я тем, что, с целью повышенияпомехоустойчивости, на передающейстороне введены блок определения момента изменения фазы сигнала и блокопределения величины фазового сдвигасигнала, выход которого соединен стретьим входом модулятора, второйвыход которого соединен с первымвходом блока определения величины фазового сдвига сигнала,. второй входкоторого подключен к второму входумодулятора, четвертый вход которогоподключен к первому выходу блокаопределения момента изменения фазысигнала, второй выход которого соединен с третьим входом блока определения величины фазового сдвига сигнала, при этом выход опорного генератора подключен к входу. блока определения момента изменения фазы сигнала.1376262 Составитель О, Геллер Редактор Н. Яцола Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай Заказ 798/56 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб д, 4/5