Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов

.ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬТИЯМппигкнтссспс :, .: И 1 О 9 2ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕЛЬСсТВУ. .:, ," фф 4 Й.,ЯДф2 Изобрестепнсиеотпноссится к многоканаль- ширбкойолосный приемник, М согласован : нйм системам радиосвязи и предназйачено .ных фильтров. й перемножителей, й интегдля.иСйользоэания в многолучевых линияхраторов, решающий блок,преобразователь тропрбфесрной, ионОсфенрйой идр. связей сигналов; знаковый перемйожитель, блок: при передаче дискретнь)х сообщений; .:формирования опорногосигнала, которыйИзвестно устройство для йерпедачй и содержитМ блоков стробирования, суммайРИсЕМа ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНаЛОВ, СО-ТО, ПЕрвпМНпОжИтЕПЬ, ГрЕбЕНЧатййфИЛЬтр И держащее на передающей стороне выде- . Н линий задержки, Й формирователей стро- лйтюль твсктовой частоты, делиТель бирующего йапряжейия, преобразовательТактовой частоть. блок пресобразованияотнбсительного кода в абсолютный, элесигналпов. формирователей многопозици- мент Н,блок синхронизации,онных широкопОлосных сигналов; выходНедостатком данного устройства являной сумматор, фазовый манипулятор, ет"ято,чтоотносительная фаэоваятелеграрадиопередатчик, преобразователь абсо- . фия при -испол ьзованйи мощного лютного кода в относительный. На прием- пе)едатчика. обладающего значительной ной стороне устройство содержит нелинейностью амплитудной характеристи(61),1345361 :. .: на передающей стороне-выделитель такто(21) 4637833/09 .:.: : -: .: : . вых импульсов,делитель-тактовой часто" (22)09.12.88 - :-.: ;.".: . ,;: ты, блок йреобразования сигналов.,(46) 15.07;92, Бюл. М 26,коммутатор, Й формирователей многопо(72)С,О,.Гурнский; Е,И,КлйоТ и Г.В.Косновалов зицйонных шисрокопсолосных сигналов-(54) УСтрсйСтВО для ПВ ЕдАЧИ И ПРИ- допослнйтельный Фазовый модулятор, комму ЕМАс МНОГОПОЗИцИОННЫХ ШйРОКО- татор; основ) айпи до,)блснительный преобраПОЛОСНЫХ СИГНАЛсОВ;.:,. .зователи абси:юткрго кода в относительный,,(57) Изобретение относится к мниогоканаль-. второй допблпйтельный сусмматор, радиоНЫМСИСТЕМаМнРаДИсОСВЯЗИ ИПРЕДНаэнаЧЕНОПЕРЕДатЧИК И ДЕЛИТЕЛЬ ЧаетОтцНа ДВа, На. Д)а йСсПОЛнЬЗОВайИЯ В МНОГОЛУЧЕВсЫХ ЛИНИЯХПРИЕМсНОй СТОРОйЕ УСтРОйСТВО СОДЕРжИт,:тсроспосферной, ионосферйой связи при пе-приемник, Мсогласованных фильтров, йреДачв дсискретснйх Сообщений. Цель изо-дополйитбльнык соглассованных фильтров,..бретейия - уменьшесние внепОлосных основной идолоеительный блоки кваэиоп, излучений переднасвае)4 осго сигнала, устрой- тимальной обработки сигналов с.относи,.:,:,":.;:;СтВО 4 йя:ПЕРЕдаЧИ И ПрИЕМа МсНОГОПОЗИцИп-ТЕЛЬВОй фазаасй МаййПуЛяцИЕй. 1 табЛ.,. , Ьннйх шсирокопояопсньи сигналов содержит:.б ил,ки, прйводит к значительному росту внеполосных излучений,Цель изобретения - уменьшение внеполосных излучений передаваемого сигнала,Для достижения поставленной цели в устройство введены на передающей сторонепервый. ивторой коммутаторы, Й дополнительных формирователей широкополосных сигналов, первый и второй дополнительные сумматоры, второй фазовый модулятор и второй преобразователь абсолютного кода в относительный, причем Й выходов блока преобразования сигналов подключены через первый коммутатор к входам Й формирователей широкополосных сигналов и к входам Й дополнительных формирователей широкополосных сигналов, при этом вь ход первого фазового модулятора подключен к входу йередатчика через второй дополнительный сумматор, а выходы Й дополнительных формирователей широкополосных сигйалов подключены к входам" первого дополнительного "сумматора, выход которого через второй фазовый модулятор подключен к второму входу второго дополнительного сумматора, причем вйход делителя тактовой чаСтоты подключен к управляющему входу первого коммутатора и через последовательно соединенные второй коммутатор и второй преобразователь абсолютного кода в относйтельйый, к вторбму входу второго фазового модулятора, а И+1 выход блока преобразования сигналов подключен к входу первого преобразователя абсолютного кода в относительный через второй коммутатор, на приемной стороне введены Й дополнительных согласованных фильтрбв,дополнительный блок квазиоптимальной обработки сигналов с относительнойфазовой модуляцией и элемент ИЛИ, при этом к входам Й дополнительных согласОванных фильтров подключен выход приемника, а выходы Й дополнительных согласованйых фильтров подключены к входам соответствующих дополнительных перемножителей дополнительного блока квазиоптимальной обработки сигналов с относительной фаэовой модуляцией, выход которого подключен к йервому входу элемейта ИЛИ, к второму входу бторого подключен выход знакового перемножителя, а выход элемента ИЛИ является выходом устройства,На фиг, 1 приведена структурная схема передающей части устройства для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов; на фиг. 2 - структурная схема приемной части устройства; на фиг, 3 - структурная схема коммутатора логических сигналов; на фиг. 4 - структурная схема другого коммутатора; на фиг, 5 и 6 - графики работы устройства,Устройство содержит на передающейстороне выделитель 1 тактовых импульсов, делитель 2 тактовой частоты, блок 3преобразования сигналов, коммутатор 4, Й формирователей 5 многопозиционных широкополосных сигналов, Й дойолнитель 10 ных формирователей 6 многопозиционных: широкополосных сигналов, сумматор 7, дополнительный сумматор 8, фазовый модуля-.тор 9, дополнительный фазовый модулятор10, коммутатор 11 основной 12 и дополни тельный 13 преобразователи абсолютногокода в относительный, второй дополнительный сумматор 14, радиопередатчик 15.На приемной сторойе устройство содержит приемник 16, Й согласованных фильт ров 17, Й дополнительных согласованныхфильтров 18, основной 19 и дополнительный 20 блоки квазиоптимальной обработки сигналов с относительной фазовой манипуляцией, в состав каждого из которых входит 25 Й перемножителей 21, Й интеграторов 22,решающий блок 23, преобразователь 24 сигналов, знаковый перемножитель 25, блок 26 формирования опорйого Сигнала, который содержит Й блоков стробирования 27, сум матор 28, перемножитель 29, гребенчатыйфильтр 30, Й линий 31 задержки, Й формирователей 32 стробирующего напряжения, преобразователь 33 относительного кода в абсолютный, элемент НЕ 34; блок 35 синх-.35 ронизации. Кроме того, на приемной стороне устройство содержит схему ИЛИ 36;Устройство работает следующим образом.Двоичная последовательность (фиг. 5 а) 40 поступает на третий вход блока 3 преобразования сигйалов. и вход выделителя 1 так.товых импульсов, который осуществляет формировайие коротких импульсов с частотойследованиятт 1 "1/хи, где ти -длитель-.45 ность двоичного информационного символа(фиг. 5 б). Таковые импульсы от выделителя 1 тактовых импульсов поступают на второй вход блока 3 преобразованиясигналов и на вход делителя 2 тактовой частоты, с выхода 50 которого тактовые импульсы с частотойтт 2 -тт 1 /К, где К о 92 Й (фиг, 5 в), поступают на первый вход блока 3 преобразования сигналов.Осциллограммы выходных напряжений 55 блока 3 преобразования сигналов показаны - .на фиг. 5 г.Выходы блока 3 преобразования сигналов подключены к входам коммутатора 4 логических сигналов на два положения ичетыре направления, который управляется модуляторах 9, 10 осуществляется манипуимпульсами с выхода делителя 2 тактовой ляция начальной фазы широкополосных частоты. Сигналы с выхода делителя 2 так- многопозиционных сигналов в соответсттовой частоты поступают на вход делителя . вии с двоичными последовательностями, 37 частоты на два, имеющего два выхода - 5 поступающими с выходаосновного 12 и допрямой и инверсный и вырабатывающего полнительного преобоэзователей абсолютмеандр поделенной на два тактовой часто- ного кода в относительный (фиг, 5 з, и), ты. Сигналы с прямого вь хода делителя Ж Знаковый сигнал, поступающий с выхочастоты поступают на входы М элементов И. да блока 3 преобразования сигналов (фиг, 38, 39,. на вторые входы которых также под 5 д), поступает на коммутатор 11, на второй .в,отся сигналы блока 3 преобразования сиг- вход которого йоступает управляющий сигналов, В соответствии с импульсами . нал с вйхода делителя 2 тактовой частоты.делителя 2 тактовойчастоты выходйыесйг- .Коммутатор 11 поочередно распределяет налц блока 3 преобразования сигналов под-импульсы знакового сигйала на два паралаются попеременно то на "входы 15 лельных потока(фиг.5 е, ж). В состав комму- формирователей 5 широкополосных сигма- таторэ 11 (фиг. 4) входят делитель 40 на двэ, лов,тона входы дополнительных формиро-имеющий два выхода - прямой й инверс.вателей 6 широкополосных сигналов При ный; Делитель 40 формирует меандр поде- этом возбуждение мйогопозиционных ши-" . ленной на два тактовой частоты, которую рокополосйых сигналов происходит попе вырэбэтывэет делитель 2 тактовой частоты.ременнб в основных 5 или дополнительных Инверсный выход делителя 40 подключен к 6 формирователях шйрокополосных сигна-триггеру 41, которыйпо фронту инверсноголов. Сигналы, формируемйе дополнйтель- "сигнала тактовой частоты перепиСывэетнымиформирователями 6 широкополосных . сйгнал знака, поступающий с выхода блока сигналов, отличаются от соответствующих 25 3 преобразования сигналов,сигналов формирователей 5 широкополос- . Прямой выход делителя 40 подключен к ных сигйалов только сдвигом частоты запал-. триггеру 42, который срабатывает по фронту кения на величину ЬЛ Г, где Ь Р - сигнала тактовой частоты, вырабатываемо- полоса широкополосного сигнала-, и" пово- - го делйтелем 39. Выходные сигналы тригге ротом фазы. сигнала на 90. Для обеспече ров 41,42 поступают на входы бсновйого 12ния . стыковки соседних широкополосных и дойолнительного 13, преобразователей . многопозйцйонных"сигналов без разрыва., -абсолютного кода в относйтельный. Осфазы начала и концы всех многопозицион- циллогралмы выходных сигналов преобных "ширОкополосныхсигналов имеют оди- разователей прйведейй на фиг. 5 з, и. : наковую частоту заполнения; а фронт 35 Выходные сигналыосновного 9 и дополни- . нарастания (спада) сигналов формируетсятельного 10 фазовых модуляторов поступапозако в ( з 1 0сф ф ютна ьтоРойдополнительныйсумматор 142и далее на выход радиопередатчика 15. По, по закону в 1 пх (созх); 0х- , Формирование широкополосных многопозиционных скольку соседние широкополосйьте сигналы сигналов может проводиться с полощью 40 перекрываются"нэвелйчМу Ьт, имеют фафильтров на поверхностных акустических зовый сдвиг+90 О и одинаковую частоту заволнах. Длительность формируемых сигма- полнения стыковсигналов, а фронты лов составляет Гс = К ти + Ьт, где Ьх - : нарастания (спадэ) сформированных сигнэвремя, необходимое для формирования . лов имеют закон зпх (созх), 0х- , тостыковСигналов; Длительность формируе-2мых сигналов определяется длительностью "стыковка соседних сигйалов осуществляет- . импульсного отклика ПАВ-фильтров; а фор- ся без разрыва фазы, что дает возможностьмиройайие сиГЙала начинается по фронту уменьшить внеполосные излучения радиоимпульса, поступающего с коммутатора 4;:. передатчика 15.. Сигналы, сформированные формировате Нэ.приемной стороне после широколями 5 широкополосных сигналов, обьеди- полосного прйемйика 16 сигнал поступает няются сумматором 7, а сигналы; нэ оСновные 17 и дополнительные 18 со сформированные дополнительными фор-, глэсованные фильтры, согласованные сомировэтелями 6 широкополосных сигналов, структурой соответствующих широкопообьединяются первым дополнйтельным 55 лесных сигналов, Нэ выходах основных 17 сумматором 8, С выхода сумматора 7 сигнали дополнительных 18 согласовэннйх филь- поступает на вход фазового модулятора 9, а тров появляются отклики (короткие радиос выхода дополнительного сумматора 8 сиг- импульсы), начальная фаза которых может нэл поступает на вход дополнительногб фа- принимать значения 0 и 180" в зависимо- ." зового модулятора 10. В фазовых сти от передаваемых сигналов. Изменениеначальной фазы в последовательностях принимаемых сигналов осуществляется по относительному закону, Сигналы с выходов основных 17 и дополнительных 18 согласованных фильтров поступают на два идентичных блока 19, 20 квазиоптимальной обработки сигналов с относительной фазовой модуляцией; в каждом из которых осуществляется когерентный прием сигналов, для чего выделяется опорное когерентное колебание путем суммирования откликов согласованных фильтров 17 в сумматоре 28 и очищение этой суммы от шумов с помощью гребенчатого фильтра 30, Для повышения эффективности работы гребенчатого фильтра 30 применяется обратная связь по решению со съемом манипуляции с помощью лйний 31 задержки на длительность сигнала и блоков 27 стробирования, пере- множителя 29, связанного со знаковым выходом решающего блока 23.На выходе сумматора 28 появляются колебания с переменной фазой, что не дает возможности гребенчатому фильтру 30 осуществлять когерентное накопление сигналов за много тактов передачи. Для устранения фазовой манипуляции на второй вход перемножителя 29 поступают управляющие импульсы положительной или отрицательной полярности со знакового выхода решающего блока 23. На выходе сумматора 28 появляются колебания с переменной фазой, что не дает возможности гребенчатому фильтру 30 осуществлять когерентное накопление сигналов за много тактов передачи. Для устранения фазовой манипуляции на второй вход перемножителя 29 поступают управляющие импульсы положительной или отрицательнбй полярности со знакового выхода решающего блока 23, Таким образом осуществляется съем манипуляции и обеспечение работы гребенчатого фильтра.Очищенное от шумов опорное когерейтное напряжение с выхода гребенчатого фильтра 30 поступает на вторые входы перемножителей 21, первые входы которых соединены с выходами согласованных фильтров 17. Этим осуществляется синхронное когерентное детектирование принятых сигналов. Для борьбы с замираниями, которые проявляются в рассыпании откликов на выходах согласованных фильтров 17 (многолучевая картина), сигналы с выходов перемножителей 21 поступают на интеграторы 22, в которых осуществляется когерентное накопление лучей,Пределы интегрирования устанавливаются блоком 35 синхронизации, соединенным по входу с гребенчатым фильтром 21, а по выходу- суправляющими входами интеграторов 22 и последующими устройствами обработки сигналов. Блок синхронизации 35 осуществляет формирование синхросиг нала, представляющего собой последовательность коротких импульсов с частотой 1/( тс - Ь 7).Моменты появления коротких импульсов соответствуют временным границам 10 прянятого широкополосного сигнала, Конкретная реализация блока 35 синхронизации определяется структурой используемого многопозиционного широкополосного сигнала15 Поскольку принимаемые широкополосные сигналы манипулированы по фазе (у =0 или у=1800), на выходах интеграторов 22 появляются раэнополярные импульсы, Временныв диаграммы напряжений на выходах 20 интеграторов приведены на фиг. 66. С выходов интеграторов 22 сигнал поступает на й входов решающего блока 23, На выходах решающего блока появляется сигнал в той. ветви, которая соответствует максимальной 25 амплитуде принятого сигнала. Кроме того,решающий блок 23 выносит решение о знаке отсчета сигнала с максимальной амплитудой.С М выходов решающего блока 23 сиг налы, несущие в себе информацию о том, вкакой иэ й ветвей обработки максимальный сигнал, поступают на выходы преобразователя 24 сигналов, На выходе преобразователя 24 сигналов в соответствии с номером его 35 входа, на который поступает сигнал с решающего блока 22, формируется соответствующая кодовая комбинация. При этом на выходе преобразователя 24 сигналов формируется одна из первых четырех кодовых 40 комбинаций, приведенных в таблице.Вид кодовой комбинации определяетсяструктурой принятого многопозиционного широкополосного сигнала, Преобразова-. тель 24 сигналов не учитывает знак илина чальную фазу(срили 1800), с которым былпередан многопозиционный сигнал, и не обеспечивает формирование остальных четырех кодовых комбинаций; которые являются инверсией первых четырех кодовых 50 комбинаций. Временные диаграммы сигналов на выходе преобразователя 24 сигналов приведе- ны на фиг. бе, Кодовые комбинации с выхода 55 преобразователя 24 сигналов поступают напервый вход знакового перемножителя 25.Второй вход знакового перемножителя 25 соединен через последовательно соединенные преобразователь 33 относительного кода в азсолютный и первый элемент НЕ 34со знаковым входом решающего блока 23.В связи с тем, что в устройстве используется относительная фазовая манипуляция, информация о знаке передаваемогосигнала представлена в относительномкоде. Поэтому для окончательного получения на выходе приемного устройствапоследовательности двоичных символовс относительной фазовой манипуляциейнеобходимо двоичную последователь-ность, поступающую со знакового выходарешающего блока 23, представить в абсолютном коде, а затем с противоположнымзнаком перемножить с последовательностью импульсов, получаемой на выходе преобразователя 24 сигналов.Преобразователь ЗЗ относительного кода в абсолютный производит сравнение йо лярностей двух сосеДних двоичныхсимволов, Если при этом полярности сравниваемых импульсов одинаковы, то на выходе формируется импульс с положительнойполярностью, Если сравниваемые импульсы имеют различные полярности, то на выходе преобразователя 33 относительногокода в абсолютный будут импульсы, которые приведены на фиг. 6 г, д, На выходепервого элемента Н Е 34 эта последователь-"ность инвертируется,Знаковый перемножитель 25 производит сравнение полярностей, поступающихна два его входа импульсов. Если эти полярности совпадают, то на выходе блока 25формируется положительный импульс; еслине совпадают, то на выходе блока 25 форми-руется импульс отрицательной полярности.В результате сравнения полярностей импульсных последовательностей, поступающих с выхода преобразователя 24сигналов и с выхода первого элемента НЕ34, на выходе знакового перемножителяформируется выходная импульсная последовательность,Сигналы блоков 19, 20 квазиоптимальной обработки сигналов объединяются схемой ИЛИ 36, на выходе которойвосстанавливается исходный информационнйй поток.формула изобретенияУстройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов15 20 25 преобразователь абсолютного кода в отно 30 сительный - квторому"входу второгО фазо 35 40 45 дополнительного блока квазиоптималь 50 выход элемента ИЛИ является выходомустройства. 510 по авт. св. М 1345361, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения внеполосных излучений передаваемого сигнала, на передающей стороне введены первый и второй коммутаторы, Й дополнительных формирователей широкополосных сигналов, первый и второй дополнительные сумматоры, второй фазовый модулятор и второй преобразователь абсолютного кода в относительный, причем М выходов блока преобразования сигналов подключены через первый коммутатор:к вхОдам М формирователей широкополосных сигналов и к входам М дополнительных формирователей широкополосных сигналов, при этом выход первого фазового модулятора подключен к входу передатчика через второй дополнительный сумматор, а выходы И дополнительных формирователей широкополосных сигналов подключены к" входам первого дополнительного сумматора; выход которого через второй фазовый мудулятор подключен к второму входу второгодополнительного сумматора, причем выход делителя тактовой частоты через делитель частоты на два подключен к управляющим входам первого коммутатбра ичерез последовательно соединенные второй коммутатор и второй вого модулятора, а (К+1)-й выход блока преобразования сигналов подключен к входу г:зрвого преобразователя абсолютного кода в относительный через второй коммутатор, на приемной стороне введены М дополнительных согласованных фильтров,дополнительный блок квазиоптимальной обработки сигналов с относительной фазовой модуляцией и элемент ИЛИ, при этом к входам Й дополнительных согласованных фильтров пбдклюЧЮНбйход "приемника, а выходы М дополнительных согласованных фильтров подключены к входам соответствующих дополнительных перемножителей ной обработки сигналов с относительной фазовой модуляцией, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход знакового перемножителя, ак1748270 б еСоставитель В. Разумов Редактор М; Циткина Техред ММоргегнтал Корректор Л, Бескид511 Тираж Подписное ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская на 6., 4/5изаодотеенно-издателзокий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10