Способ формирования несущих сигналов

Способ формирования несущих сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике многокальной связи. Цель - уменьшение результирующей полосы частот при сохранении качества передачи информации и числа формируемых сигналов. Цель достигается за счет того, что формирование дополнительной группы широкополосных сигналов производится за счет фазовых Сдвигов сигналов основной группы таким образом, что всплеск частотной характеристики сигнала основной группы соответствуют провалу ее в сигнале дополнительной группы и наоборот. Результирующая полоса частот при этом сохраняется такой же, как и у исходного шумоподобного сигнала. 2 ил.

„„53J 1748271 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 J 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

»

» . @а,"»- »>Л

@-. »»» Ф -»»»ф (°

"" .».»

2 сохраненйи качества передачи информа Цйи и числа формируемйх сигналов. Цель достигается эа счет того, что формирование дополнительной "группй широкополосных сигналов производится за счет фазовых сдвигов сигналов основной группы таким образом, что всйлас»к частотн»ой характеристики сигнала основной группы соответствуют провалу ее в сигнале дополнительной группы и наоборот. Р»е»э»ультйр»у»ющая полоса частот при этом сохраняется такой же, как и

y исходного шумоподобного сигнала. 2 ил.

Ф»

»О Ф „» нимают общую полосу частот, отли»чающиеся друг от друга по своей форме (кодовому Я признаку). Такие сигналы называют сложными; широкополосными или шумоподобными (ШПС). При этом объем системы квазиортогональных сигналов определяется их базой В= Ь F T, где Ь F и Тс — соот- фь ветственно полоса частот и длйтельно»сть QQ сигнала, и выбранным правйлом формйро- р вания.

Для увеличения объема системы сигналов необходимо увеличивать их базу В либо путем увеличенйя полоСы частот. Л F<, либо путем увеличеййя» длйтелъности сигналов »

Первый путь неэффективен вследствие увеличения вероятности попадания узкополосных помех в широкую полосу приема, что приведет к снйжению достоверности пере. дачи информации в каждом канале радиосети. Второй путь приводит к уменьшению скорости передачи информации;К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4811400/09 (22) 06.04.90 (46) 15.07.92. Бюл. ЬЬ 26 : (72) А.Ф.Евстафиев (53) 621,3.052(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1358101, кл. Н 04 J 3/00, 1985. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ

СИГНАЛОВ (57) Изобретение отйосится к технике многокальной связи. Цель — уменьшение результирующей полосы частот при

Изобретение относится к технике передачи дискретных сообщенйй, в частности к технике формирования сигналов, и может быть использовано при постр»овнии асинхронно-адресны систем йередачй дискретной информации.

Из»вестен способ формирования узкополосных сигналов в виде отрезков гармони ческих колебаний с разносом частот, достаточным для обеспечения ортогональности (квазиортогональности) этих сигналов. При этом каждому р»адиокайалу отводят свой парциальный участок спектра на onðåделенной рабочей частоте.

Недостатком такого способа формирФвалия сигналов является незффекти»вйое использо»вание отведенной для передачи полосы частот в случае неполной загрузки отдельных радиоканалов.

Другим известным способом формирования сигналов является кодовый способ, при котором все формиоуемые сигналы обьединены единым правилом построения и за» ."=М»»»:-.*йв»-:"- «»,»».-»ы»:»" -.-:»»»@асс. *,а »» »,.-,- ° -. ". —;",.р»

1748271

Наиболее близким к предлагаемому яв- где n=1, 2, ..., N — номер составляющей шиляется способ формирования несущих сиг- рокополосного сигнала основной группы: налов, сущность которого заключается в в=1, 2, ..., N-1 — номер формируемого том, что формируют группу исходных широ- широкополосного сигнала дополнительной кополосных сигналов и основную группу 5 группы, широкополосных сигналов, каждйй из кото- . Здесь также, каки в прототипе, возможрых получают путем N-кратного временного " ность совмещения широкополосных сигнадублирования.соответствующегоисходного лов основной и дополнительной групп .широкополосного сигнала с равномерным обусловлена лепестковым характером их временным перерытием. При э;ом время 10 амплитудно-частотных спектров в виде чесмещения исходных ШИ;: определяют по редующихся провалов и всплесков спектральной плотности в заданной полосе

1-, и частот. ПРичем, в отличие от пРототипа, (N — 1 ) A F ."противофазйость" частотного совмещения

Д Р вЂ” соответственно длительность и поло- 15 основной и дополнительной гру широкосВ частот исходных стот исходных ШПС, - полосных сигналов реализована за счет соАмплитудно-частотный спектр сигналов ответствующего подбора- сдвигов основной группы имеет лепестковый харакй группы имеет лепестковый харак- !ачэльных ф» каждой из Й составляющей терв в д ередующихся проваловивспле- широкополосного сигнала основной гРУптер в аиде чередующихся провалов и всплесков спектральной плотности, с ектральной плотности, 20 пы, определяемых выражением (1). 8 реЗа ф рмируют дополнительную зультате границы занимаемой полосы

Затем формируют дополнительную и ш рокополосных сигналов каждый чэстотдопол (ительнойгруппойсигналовне из котОрых получают путем сдвига по часто- изменяются и, следовательно. Результируюте соответствующего сигнала основной с ющего сигнала основной щаЯ полоСэ частот опредЫЯетсЯ только погруппы. При этом для обеспечения ортого- 25 лосой частот исходных ШПС при нальности частотный сдвиг вы ирают равсдвиг выбирают рав- Сокр " " йи ygqgg пеРедgqjj и формэц и числа формйруемых сигналов. Для мини-. ным f=, при котором макс»умы мизации длительности как основной; так и л и о олн тельной дополнительной групп широкополосных

30 сигналов время смещения исходнйх ШПС спект альной плотности дополнительной выбирается минймальным и равным to . г ппы ши окополосныхсигналовсовпадают с минимумами спектральной плотности вы и т . о основной группы широкополосных сигна- ryK = —, где. lyly.— длительность укороnов, после чего сигналы основной и дополЛг нительной группы складывают. ченного (сжатого) во времени импульса на особа форми 5 выходе фильтра, согласованного с исход-.

Недостэтком данного способа форми ования является дополнительное увеличеным Ш ние результирующей полосы частот, В данном способе формирования сигнасигналов по, лов объединены оДноврэменнО преимУЩезэнимаемой всем ансамблем сигналов, по рэ „с„од„ых ства кодового и частотного уплотнения сравнению с шириной спектра исходных широкополосных сигналов за счетчэстотнозас„ет„эстот„о 40 сигналов в одной и той же полосе частот. го"сдвига д6полнитальной группы широкару пы широка» Кодовое уплотнение реализовано за счет полосных сигналов, различной структурй исходных LLIAC. а доьшение ре полнительное частотное уплотнение оказэЦель изобретения — уменьшение рез льтирующей полосы частот при сохранез ль ру и. с о при сохране- лось возможный вследствие наличия в, а Ф р 45 энергетических спектрах сйгналов основнии качества передачи информации и числа ной и дополнительной групп чередующихся:,. устойчивйх провалов и всплесков. Такая ормируемых сигнэлов. стигэетсятем что c"rðóêòóðà Спектров и позволяет получить

Поставленная цель достигается тем, что, чить в емясмещенияисходных ШПСприформив емя смещен д ШПС- р ф рми дойолнительнУю гРУппУ сигналов, испольровании широкополосных сигналов основ50 зуя "противофазное" частотное уплотнение ной группы определяют по Формуле то". ной г у и р д яют по Формуле то- основной и до олнительной "РУПП ШИРО- 2 Е, а дополнительную Группу широ- кополосных сигналов. когда максимумы спектральной плотности дополнительной кополосных сигналов формируют с помо ьюизме ения на э и д - гРуппы сигналов совмещаются с минимуэвля„„и„р 55 мами спектральной плотности основной мо ью изме ения начальных фаз,каждой из и составляющих их широкополосного сиггруппы сигналов, Результирующая ортогоиэльность полученной таким образом систенала основной группы по закону-мы сигналов будет определяться

p„,„=2 л

N (1) ортогональностью ансамбля исходных ВСП

1748271 и ортогональностью между сигналами ос- более предпочтительным является такой вановной и дополнительной групп, Ортого- риантраспределения, прикотором каждому нальность ансамбля исходных ШПС каналу выделяются сигналы основной и доопределяется выбранной структурой сигна- полнительной групп соответствующей (одлов и их базой, а ортогональность сигналов 5 ной) формы исходных ШПС. В результате основной и дополнительной групп опреде- общее количество каналов будет определяется площадью взаимного перекрытия их ляться количеством разлйчных форм исходамплитудно-частотных спек ров. ных ШПС, а число полезнйх сигналов

Можно показать, что модули амплитуд- каждого канала будет определяться сумма рно-частотных спектров сигналов основной и 10 ным количеством сигналов основной и додополнительной групп имеют следующие полнительной групп, порожденных выражения:: : некоторым исходным ШПС определенной для сигналов основной группы формы.

1 зм (1в) I = I s1(I ) 1 ° Так, например; если N=2, то полезными

15 сигналами одного канала будут являться сигнал основной группы, образованный временным перекрытием двух исходных

ШПС с нулевыми начальными фазами (po! = у!}2=0) и сигнал дополнительной груп20 пы с начальными фазами в исходных ШПС

N+ X Х сов (кв1 +р -p(y1), р) .. ф!1=О, pI2= х (180 ) в соответствии с выра— жением (1). При этом амплитудно-частотные где 1$!(1в)1 — модуль спектра исходного спектры сигналов основтнбй и дополнительШПС;...: .:.:,- . ной групп будут "противофазны". Полезные

N - колйчество исходных ШПС, образу- 25 сигналы другйх каналов будут отличаться ющих сигнал основной (дополнительной). только формами (структурами) исходных .группы,: -: - ШПС. ф; фк + — сдвиги начальных фаз в со- .: При таком вауриайте распределения сиг ответствующих исходных ШПС, образую- налов между"каналами мбжно показать, что щих сигйалоы дуойолнительной группы; 1О коэффициент взаимной корреляции между .

I, К вЂ” индексы суммирования. ... сигналами основной и дополнительной

Из выражения (2) следует, что спектр групп определяется вйражтением основной группы сигналов действительно ееааетсе периодтической функцией частоты " т н т у n — 1 } . в вйде регулярно чередующихся провалов и 35 "Оп = QN всплесков спектральной плотности за счет наличиЯ в пОдкоренном выРажении косинУ - . Из выражения (4) следует, что при лю. соидаяьной функции.: " .- бом N и m=1, 2, ..., N-1 значение коэффици ьФРажения (З) следу

Дополнительуной rPynn! i ck1rHanoa xPoMe To . си лами основной дополнительной

ro чтоон яв яется периодической Функцией Групп в совпадающие моменты времени частоты, зависит еще от соотношенйя на- равйо }1улю(щ„(0 0), что св детельствует о чальных фаз исходных ШПС. Изменяя это применимостисигналовсданны способом соотношвние, можно УпРавлЯть начальной форирования в каналах связи. При этом фазои спектральной плотности дополни- междуканальная корреляция (ортогональ- . - 45 тельной гРУппы шиРокополоснь1х сигналов, ность) сигналов будет определяться величиПри Этом значениЯ начальных фаз Установ- ой базы и структурой исходных ШПС. лены в соответствии с вйРажением (1), то- . На ф Г. 1 приведена схема устройства, максимУмы спектральной плотност"! Допол реализующая предлаГаемый способ: на фиг нительной группы сигналов совпадут с ми- 2 — спектрограммы (а — энергетический

- 50 нимумами спектральной плотности спектр исходного широкополосного сигнаоеновной гРУппы сигналов, обеспечиваЯ ла; б —.энергетический спектр основной тем самым частотную разделимость этих: . группы широкополосных сигналов; в — энерСигналов в процессе их приема .,етический спектр дойолйительной Гру„„ы

При построении системы связи одним широкойолуосных сигйалов, r — результиру55 иэ главных является вопрос оптимального . ащий (суммарный) энергетический спектр

РаСпределеH a c"!rHanoa междУ каналамй . ocHoaHoA и дополнительнои групп широко

Радиосети. Анализ оказывает, что при дан- .. полоснь,х сиг,алов) ном способе формирования сигналов наиФ (2) k =! для сигналов дополнительной групп, I Зн (1а) 1 = I S1 (1 с} ) 1748271

Устройство содержит (фиг. 1) генератор: энергетический спектр. суммы сигналов ос1 исходных радиочастотных широкополос- новной и дополнительной группы (фиг. 2 г). ных сйгналов, линию 2 задержки, фазовра- При этом результирующая полоса частот щатель 3, первый 4, второй 5 и третий 6 сигналов основной идополнительной групп сумматоры. 5 не превышает полосы частот, занимаемой

Устройство. реализующее предлагае- исходным LLlflC. мый способ, для N=2 работает следующим Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я образом. Способ формирования. несущих сигнаС помощью генератора1 формируют ис- лов, включающий формирование группы исходный широкополосйый радиочастотный 10 ходных широкополосных сигналов и сигнал заданной структуры с длительно- основной группы широкополосных сигна стью Тс, обладающий, практически равно- лов, каждый из которых формируют путем ,: :мерным энергетическим спектром (фиг. 2 а) N-кратного временного дублирования соотв эффективной полосе частот Ь Fg. С выхода ветствующего исходного широкополосного генератора1сигналодновременнопоступа- 15 сигнала с равномерным временным переет:на вход линии 2 задержки и на первые .. крытием, и формируют дополнительную входы первого 4 и второго 5 сумматоров. групйу широкополосных сигналов. после че Время задержки сигнала в линии 2 вы- . го сигналы основной и дополнительной бирают из условия tI=2/ Ь Fc. С выхода группскладывают, отличающийся тем, линии 2 задержки сигнал одновременно по- 20 что, с целью уменьшения результирующей ступает на второй вход первого"сумматора полосы частот"при сохранении качества пе4 и на вход фазовращателя 3; с выхода кото- редачи информации и числа формируемых рого на второй вход второго сумматора 5. сигналов, время смещения исходных широВ результате на выходе первого"сумма- кополосных сигналов при формировании тора 4 формируется широкополосный сиг- 25 широкополосных сигналов основной групйал оСновной груйпы, обладающий йы определяют йо формуле t =2/ 5 f, где эйергетическйм спектром (фиг. 2 б) с регу- . Л4 — полоса частот, занимаемая исходным лярно чередующимися провалами и вспле- широкополосйым сигналом, адополнитель- . сками. -: ную группу широкополосных сигналов фор- На выходе второто сумматора 5 фарми- 30 мируют с помощью изменения начальных руется широкополосный сигнал дополни- фаз каждой йз N составляющих широкопотельной группы, имеющий также лосйого сигнала оСновной группы, по закоэнергетический спектр с чередующимися ну: провалами и всйлесками, но с другой (про- ф,п-2 ibm(n-1)/М, тйвоположной) начальной фазой (фиг. 2 в), 35 где n=1, 2, ...; N - номер составляющей шипри которой максймумы .энергетического рокополоснбго сигнала основной группы; спектра сигнала дополнительной группы eo- гп=1, ..., (N-1) — номер формируемого вмещаются с минимумами энергетического широкополосного сигнала дополнительной спектра сигнала основной группы. На выхо- группы. де сумматора 6 получают оезчльтируащий 40

1748271

Составитель А. Евстафиев

Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Редактор М; Циткина

Производственно-издательскид комбинат. Патент", г. ужгород, ул.Гагарина.. 101

Заказ 251,1 . Тираж .: . - Подйиснгое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР

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