Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов

Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„„. Ж„„1748270 А2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 J 1/00

ГОСУДАРСТВЕ)НЫЛ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР f 1092

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЙДЕ П-Л Ь СТВУ

««ь,, «фыр„„„ .. „ь, ф, -« = . 1чед у ,1; ...: : ... :.": 2 (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, N формирователей многопо(72)С;О,ГУ«Робкий, Е,И,Клйоти Г.В.КогнОватлов зиционных ши«РОкогпьолОсных сигналов (53) 621.394.14(088.8):.":" " . . ::..:.::,,:.- .:: " . (МШС}, N дополнительных формировате(56) Авторское свидетельство СССР, ;: лей МШС, сумматор,"первый"дополнитель. Ь134536Ф,кл. 104L1/00,1987;,;.;:".;:. ный сумматор, фазовый модулятор, -(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И. llPN- допотлнйтельный фазовый модулятор, коммуПОЛОСНЫХ СИГНАЛгОВ . -; . :.,::. . : зо

,(57) Изобретение относиться к мнс оггокганга . для исчполтьзовайитя в многолучЕвчых лигнтйягх - приемчной стороне устройство содержит

:тролпосфернгой, ионосферйой связи при пе- приемник, 1ч согласовансных фильтров, N реда«че дискретчнйх Сообщений. Цель изо- дополйитбльных соглагсованных фильтров, . . оннйх шлирокополоьсных сигналов содержит .: 6 ил, ь ии

° и ф .,: нйм системам радиосвязи и преднатзначено .ных фильтров, N перемножителей, N интегдгля.иСйользоэания в многолучевых линиях раторов,"решающий блок, преобразователь

„тройОСферной, ионОсфелрйой и др. связей сигналов; знаковый перемйожитель, блок

-: при передачечдискрегтных сообщений, .-: =:. формирования опорного сигнала, который «Э

Известно устройство для йерчедачи и содержит N блоков стробирования, суммаЛриеиа широиололосных сигйалчсв, сс-: toi;;, лертеиьнолгитель, гребенчатый фильтр и )чь держаЩее на передающей стороне выде- . N линий задержки, Й формирователей стро - лител ь твсктовой частоты, делитель бирующего йапряжейия, преобразователь таКтОВОй ЧаСтатЬ1. 6ЛОК ПрвтОбраЗОВаНИя ОтНбСИтЕЛЬНОГО Ксда В абСОЛЮтНЫй, ЭЛЕсигналов. формирователей многопозици-.: мент НЁ. блок сййхтронизации. онных широкополосных сигналов;выход- . -..::Недостатком дганнчого устройства явля:ной сумматор, фазовый манипулятор, ет ято,чтоотносительная фаэоваятелеграрадиопередатчик, преобразователь абсо- . фия при -испол ьзованйи мощного лютного кода в относительный. На прием- передатчика. обладающего значительной ной стороне устройство содержит нелинейностью амплитудной характеристи1748270 ки, прйводит к значительному росту внеполосных излучений, Цель изобретения — уменьшение внеполосных излучений передаваемого сигнала.

Для достижения поставленной цели в устройство введены на передающей стороне первый . и второй коммутаторы, N дополнительных формирователей широкополосных сигналов, первый и второй дополнительные сумматоры, второй фазовый модулятор и второй преобразователь абсолютного кода в относительный, причем

N выходов блока преобразования сигналов подключены через первый коммутатор к входам N формирователей широкополосных сигналов и к входам N дополнительных формирователей широкополосных сигналов, при этом вйход первого фазового модулятора подключен к входу йередатчика через второй дополнительный сумматор, а выходы N дополнительных формирователей

wMpoKohолосных сигйалов подключены к входам первого дополнительного "сумматора, выход которого через второй фазовый модулятор подключен к второму входу второго дополнительного сумматора, причем айхат 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, à 8+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 относительной фазовой модуляцией и элемент ИЛИ, при этом к входам N 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 передающей стороне выделитель 1 тактовых импульсов, делитель 2 тактовой частоты. блок 3 преобразования сигналов, коммутатор 4, N формирователей 5 многопозиционных широкополосных сигналов, N дойолнитель10 ных формирователей 6 многопозиционных

: широкополосных сигналов, сумматор 7, дополнительный сумматор 8, фазовый модулятор 9, дополнительный фазовый модулятор

10, коммутатор 11, основной 12 и дополни-

15 тельный 13 преобразователи абсолютного кода в относительный, второй дополнительный сумматор 14, радйопередатчик 15.

На приемной сторойе устройство содержит приемник 16, N согласованных фильт20 ров 17, N дополнительных согласованных фильтров 18, основной 19 и дополнительный 20 блоки квазиоптимальной обработки сигналов с относительной фазовой манипуляцией, в состав каждого из которых входит

25 N перемножителей 21, N интеграторов 22, решающий блок 23, преобразователь 24 сигналов, знаковый перемножитель 25, блок 26 формирования опорйого Сигнала, который содержит N блоков стробирования 27, сум30 матор 28, перемножитель 29, гребенчатый фильтр 30, N линий 31 задержки, N формирователей 32 стробирующего напряжения, преобразователь 33 относительного кода в абсолютный, элемент ЙЕ 34; блок 35 синх-.

35 ронизации. Кроме того, на приемной стороне устройство содержит схему ИЛИ 36.

Устройство работает следующим образом.

Двоичная последовательность (фиг. 5а)

40 поступает на третий вход блока 3 преобразования сигйалов.и вход выделителя I так.товых импульсов, который осуществляет формировайие коротких импульсов с частотой следования tr> -1/х где х -длитель-.

45 ность двоичного информационного символа (фиг. Бб). Таковые импульсы от выделителя

1 тактовых импульсов поступают на второй вход блока 3 преобразования сигналов и на вход делителя 2 тактовой частоты, с выхода

50 которого тактовые импульсы с частотой

fez -1т1 /К, где К-! оцгй (фиг. 5в), поступают на первый вход блока 3 преобразования сигналов.

Осциллограммы выходных напряжений

55 блока 3 преобразования сигналов показаны- —на фиг. 5г.

Выходы блока 3 преобразования сигналов подключены к входам коммутатора 4 логических сигналов на два положения и

1748270 четыре 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 выхода основного 12 и допрямой и инверсный и вырабатывающего полнительного преобразователей абсолютмеандр поделенной на два т"--ктовой часто-: ного кода в относительный (фиг. 5 з, и). ты. Сигналы с прямого вь хода делителя 37 Знаковый сигнал, поступающий с выхочастоты поступают на входы N элементов И. да блока 3 преобразования сигналов (фиг.

38, 39,. на вторые входы которых также под- 10 5д), 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 тактовой частоты выходйые сйг- Коммутатор 11 поочередно распределяет налы блока 3 преобразования сигналов под- импульсы знакового сигйала на два паралэются попеременно то на "входы 15 лельных потока(фиг.5е, ж). В состав коммуформирователей 5 широкополосных сигнэ- татора 11 (фиг. 4) входят делитель 40 на два, лов, то нэ входы дополнительных формиро- имеющий два выхода — прямой и 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- 20 вырабатывает делитель 2 тактовой частоты. ременнб в основных 5 или дополнительных Инверсный выход делителя 40 подключен к

6 формирователях шйрокополосных сигна- триггеру 41, который по фройту инверсного лов. Сигналы, формируемйе дополнйтель- "сигнала тактовой частоты переписывает ными формирователями 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 Л f Л F, где A F — сигнала тактовой частоты, вырабатываемополоса широкополосного сигнала-, и" пово - - го делйтелем 39. Выходные сигналы триггеротом фазы сигнала на 90 . Для обеспече- 30 ров 41,42 поступают на входы бсновйого12 ния . стыковки соседних широкополосных:: и дойолнительного 13.преобразователей

: . многопозйцйонных" сигналов без разрйва, -абсолютного кода в относйтельный. 0сфазы начала и концы всех многопозицион- циллогрэммы выходных сигналов преобных "ширОкополасных сигналов имеют оди- разователей прйведены на фиг. 5з, и.

: наковую частоту заполнения; а фронт. 35 Выходные сигналы основного 9 и дополни: - нарастания (спада) сигналов формируется тельного 10 фазовых модуляторов поступапо закону в1пх cosx); 0 -х —. ФормироЛ" .. ют нэ второи дополнительныи сумматор 14

2 ..... и далее на выход радиопередатчика 15. Повэние широкополосных многопозиционных скольку соседние широкополосные сигналы сигналов может проводиться с помощью 40 перекрываются"нэ велйчМу Ьт, имеют фафильтров на поверхностных акустических . зовый сдвиг +90О и одинаковую частоту заволнах. Длительность формируемых сигна- полнения стыков сигналов, а фронты лов составляет z< = К ти + At где At — : нарастания (спада).сформированных сигнавремя, йеобходимое для фоРмиРовэния; . лов имеют закон sinx (cosx), O х =", то стыков Сигналов ; Длительность формируе- 45 — :- -- 2 мых сигналов anðåäåëÿåtñÿ длительностью " стыковка соседних Сигйалов осуществляет. импульсного отклика llAB-фильтров; а фор- ся без разрыва фазы, что дает возможность мировэйие сиГЙала начинается по фронту уменьшить внеполосные излучения радиоимпульса, поступающего с коммутатора 4;:. передатчика 15. . Сигналы, сформированные формировате- 50 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.- сформировэнные дополнительными фор-, гласованные фильтры, согласованные со мйровэтелями 6 широкополосных сигналов, структурой соответствующих широкопообьединяются первым дополнйтельным 55 лбсных сигналов, На выходах основных 17 сумматором 8. С выхода сумматора 7 сигнал и дополнительных 18 согласованнйх фильпоступает 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 дополнительного фа- принимать значения 0 и 180" в зависимо- ." зового модулятора 10. В фазовых сти от передаваемых сигналов. Изменение

1748270

8 начальной 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, перемножителя 29, связанного со знаковым выходом решающего блока 23.

На выходе сумматора 28 появляются колебания с переменной фазой, что не даet возможности гребенчатому фильтру 30 осуществлять когерентное накопление сигналов эа 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 отрицательной 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 синхросиг5 нала, представляющего собой последовательность коротких импульсов с частотой

1/(tc — Лr).

Моменты появления коротких импульсов соответствуют временным границам

10 прянятого широкополосного сигнала, Конкретная реализация блока 35 синхронизации определяется структурой используемого многопозиционного широкополосного сигнала.

15 Поскольку принимаемые широкополосные сигналы манипулированы по фазе (р =0 или р=180О), на выходах интеграторов 22 появляются раэнополярные импульсы. Временные диаграммы напряжений на выходах

20 интеграторов приведены на фиг. 66. С выходов интеграторов 22 сигнал поступает на N 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 N выходов решающего блока 23 сиг30 налы, несущие в себе информацию о том, в какой иэ N 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 определяется структурой принятого многопозиционного широкополосного сигнала, Преобразова- тель 24 сигналов не учитывает знак или на45 чальную фазу(р-0 или 180О), с которым был передан многопозиционный сигнал, и не обеспечивает формирование остальных четырех кодовых комбинаций, которые являются инверсией первых четырех кодовых

50 комбинаций.

Временные диаграммы сигналов на выходе преобразователя 24сигналов приведены на фиг. бе, Кодовые комбинации с выхода

55 преобразователя 24 сигналов поступают на первый вход знакового перемножителя 25.

Второй вход знакового перемножителя 25 соединен через последовательно соединенные преобразователь 33 относительного ко9

1748270 да в азсолютный и первый элемент НЕ 34 ..со знаковым входом решающего блока 23.

В связи с тем, что в устройстве используется относительная фазовая манипуляция, информация о знаке передаваемого сигнала представлена в относительном коде. Поэтому для окончательного получения на выходе приемного устройства последовательности двоичных символов с относительной фазовой манипуляцией необходимо двоичную последователь- ность, поступают;ую со знакового выхода решающего блока 23, представить в абсолютном коде, а затем с противоположным знаком перемножить с последовательностью импульсов, получаемой на выходе преобразователя 24 сигналов.

Преобразователь 33 относительного кода в абсолютный производит сравнение йо-лярностей .двух соседних двоичных символов. Если при этом полярности сравниваемых импульсов одинаковы, то на выходе формируется импульс с положительной полярностью, Если сравниваемые импульсы имеют различные полярности, то на выходе преобразователя 33 относительного кода в абсолютный будут импульсы, которые приведены на фиг. 6г, д, На выходе первого элемента НЕ 34 эта последователь-" ность инвертируется, Знаковый перемножитель 25 производит сравнение полярностей, поступающих на два его входа импульсов. Если эти полярности совпадают, то на выходе блока 25 формируется положительный импульс; если не совпадают, то на выходе блока 25 форми- руется импульс отрицательной полярности.

В результате сравнения полярностей импульсных последовательностей, поступа ющих с выхода преобразователя 24 сигналов и с выхода первого элемента НЕ

34, на выходе знакового перемножителя формируется выходная импульсная последовательность.

Сигналы блоков 19, 20 квазиоптимальной обработки сигналов объединяются схемой ИЛИ 36. на выходе которой восстанавливается исходный информационнйй поток.

Формула изобретения

Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов

20

25 преобразователь абсолютного кода в отно30 сительный — к второму"входу второгб фазо35

45 дополнительного блока квазиоптималь50

5 10 по авт. св. N. 1345361, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения внеполосных излучений передэваемого сигнала. на передающей стороне введены первый и второй коммутаторы, N дополнительных формирователей широкополосных сигналов, первый и второй дополнительные сумматоры, второй фазовый модулятор и второй преобразователь абсолютного кода в относительный, причем N выходов блока преобразования сигналов подключены через первый коммутатор:к входам N формирователей широкополосных сигналов и к входам N дополнительйых формирователей широкополосных сигналов, при этом выход первого фазового модулятора подключен к входу передатчика через второй дополнительный сумматор, а выходы N дополнительных форМирователей широкополосных сигналов подключены к" входам первого дополнительного сумматора; выход которого через второй фазовый мудулятор подключен к второму входу второго дополнительного сумматора, причем выход делителя тактовой частоты через делитель частоты на два подключен к управляющим входам первого коммутатбра и через последовательно соединенные второй коммутатор и второй вого модулятора, а (N+1)-й выход блока преобразования сигналов подключен к входу гзрвого преобразователя абсолютного кода в относительный через второй коммутатор, на приемной стороне введены N дополнительных согласованных фильтров, дополнительный блок квазиоптимальной обработки сигналов с относительной фазовой модуляцией и элемент ИЛИ, при этом к входам N дополнительных согласованных фильтров пбдклюЧбй "бйход "приемника, а выходы N 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, а выход элемента ИЛРГ является выходом устройства.

1748270

1748270 к форнироБотслР. 5 роргиробателон Ю

1 ореоГразойлелом кг о овнос0шельный

1748270

Составитель В. Разумов

Техред ММоргегнтал . Корректор Л. Бескид

Редактор М; Циткина

Производственно-издательский конбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 2511 Тираж . " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6., 4/5