Способ передачи и приема сигналов, представленных параметрами ступенчатого модуляционного разложения, и устройство для его осуществления

Способ передачи и приема сигналов, представленных параметрами ступенчатого модуляционного разложения, и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в цифровых системах передачи.

Уровень техники

Известен способ (Патент РФ №2224359, БИ №5 от 20.02.2004 «Способ передачи и приема сигналов, представленных параметрами спектрально-модуляционного разложения и устройство для его осуществления») передачи и приема сигналов, представленных параметрами спектрально-модуляционного разложения, включающий на передающей стороне на первой ступени модуляционного разложения - разделение путем фильтрации исходного аналогового сигнала на n частотных полос и формирование n полосовых аналоговых сигналов, двухполупериодное выпрямление каждого полосового аналогового сигнала, формирование из каждого полосового аналогового сигнала сопряженного ему по Гильберту сигнала и получение таким образом первого комплексного сигнала, выделение из первого комплексного сигнала первой пары параметрических сигналов, содержащей сигнал первой мгновенной частоты и сигнал первой гильбертовской амплитудной огибающей, выделение из первой пары параметрических сигналов путем низкочастотной фильтрации первой пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящей из первого и второго квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, связанных, соответственно, с сигналом первой мгновенной частоты и сигналом первой гильбертовской амплитудной огибающей, аналого-цифровое преобразование каждой пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, относящихся к первой ступени модуляционного разложения каждого из n полосовых аналоговых сигналов и формирование n групп индивидуальных цифровых сигналов передачи, каждая из которых состоит из пары индивидуальных цифровых сигналов передачи, объединение пары индивидуальных цифровых сигналов передачи и формирование цифрового группового сигнала передачи в каждой из n групп индивидуальных цифровых сигналов передачи, объединение n цифровых групповых сигналов передачи и формирование цифрового линейного сигнала, передача цифрового линейного сигнала по линии связи, а на приемной стороне - разделение цифрового линейного сигнала на n цифровых групповых сигналов приема, разделение каждого из цифровых групповых сигналов приема на пары индивидуальных цифровых сигналов приема и формирование n групп индивидуальных цифровых сигналов приема, а затем на первой ступени модуляционного восстановления - цифроаналоговое преобразование в каждой из n групп индивидуальных цифровых сигналов приема и формирование n групп аналоговых сигналов приема, каждая из которых содержит пару квазипостоянных аналоговых сигналов приема, состоящую из первого и второго квазипостоянных аналоговых сигналов приема, формирование в каждой из n групп аналоговых сигналов приема первого квазигармонического частотно-модулированного колебания на основе использования первого квазипостоянного аналогового сигнала приема в качестве управляющего частотой, модуляция по амплитуде первого квазигармонического частотно-модулированного колебания на основе использования второго квазипостоянного аналогового сигнала в качестве модулирующего и формирование n выходных групповых аналоговых сигналов приема, объединение групповых аналоговых сигналов приема и формирование восстановленного аналогового сигнала.

Известно устройство передачи и приема сигналов, представленных параметрами спектрально-модуляционного разложения (Патент РФ №2224359, БИ №5 от 20.02.2004 «Способ передачи и приема сигналов, представленных параметрами спектрально-модуляционного разложения и устройство для его осуществления»), содержащее передающую часть, линию связи и приемную часть, причем передающая часть состоит из параллельно подключенных ко входу устройства n блоков обработки сигналов передачи, выход каждого из которых подключен к соответствующему входу блока объединения цифровых групповых сигналов, выход которого является выходом передающей части устройства, при этом каждый из n блоков обработки сигналов передачи содержит полосовой фильтр, вход которого является входом блока обработки сигналов передачи, а также первый блок разложения сигнала и блок объединения индивидуальных цифровых сигналов, выход которого является выходом блока обработки сигналов передачи, при этом первый и второй информационные входы блока объединения индивидуальных цифровых сигналов соединены, соответственно, с первым и вторым цифровыми выходами первого блока разложения сигнала, содержащего последовательно соединенные гильбертовский выделитель мгновенной частоты и амплитудной огибающей, первый фильтр низкой частоты и первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого является первым цифровым выходом первого блока разложения сигнала, при этом первый вход гильбертовского выделителя мгновенной частоты и амплитудной огибающей соединен со входом двухполупериодного выпрямителя и является входом первого блока разложения сигнала, а выход двухполупериодного выпрямителя подключен ко второму входу гильбертовского выделителя мгновенной частоты и амплитудной огибающей, второй выход которого подключен через второй фильтр низкой частоты ко входу второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого является вторым цифровым выходом первого блока разложения сигнала, а приемная часть состоит из блока разделения цифровых групповых сигналов, вход которого является входом приемной части устройства, а каждый из n его выходов подключен, соответственно, ко входу соответствующего блока обработки сигналов приема, выход каждого из которых подключен к соответствующему входу блока объединения выходных сигналов, выход которого является выходом устройства, причем каждый из n блоков обработки сигналов приема содержит блок разделения индивидуальных цифровых сигналов, информационный вход которого является входом блока обработки сигналов приема, при этом первый и второй выходы блока разделения индивидуальных цифровых сигналов соединены, соответственно, с первым и вторым цифровыми входами первого блока восстановления сигнала, содержащего последовательно соединенные первый цифро-аналоговый преобразователь, генератор управляемый напряжением и амплитудный модулятор, выход которого является выходом первого блока восстановления сигнала, а второй вход амплитудного модулятора подключен к выходу второго цифроаналогового преобразователя, причем вход первого цифроаналогового преобразователя и вход второго цифроаналогового преобразователя являются, соответственно, первым и вторым цифровыми входами первого блока восстановления сигнала.

Особенностью известного способа и устройства является то, что они основаны на спектрально-модуляционном разложение сигнала со ступенчатым разбиением каждого из n полосовых аналоговых сигналов на две, четыре и восемь верхних и нижних боковых полос и выделением из них сначала гильбертовской амплитудной огибающей и мгновенной частоты, а затем квазипостоянных параметров этих боковых полос, часть которых используется для дальнейшего разбиения сигнала на боковые полосы. Выделенные параметры после оцифровки передаются на приемную сторону, где по ним осуществляется восстановление аналогового сигнала.

Недостатком известного способа и устройства является то, что при разбиении каждого из n полосовых аналоговых сигналов на верхние и нижние боковые полосы с помощью управляемых фильтров, происходит пропадание части спектра в полосе расфильтровки между управляемыми фильтрами нижних частот и управляемыми фильтрами верхних частот. Такое пропадание части спектра в нижних и верхних боковых полосах снижает точность формирования квазипостоянных параметров этих боковых полос, по которым на приемной стороне осуществляется восстановление информационного аналогового сигнала. Кроме того, неточное выделение упомянутых квазипостоянных параметров боковых полос на второй ступени спектрально-модуляционного разложения дополнительно снижает точность выделения квазипостоянных параметров боковых полос на третьей ступени спектрально-модуляционного разложения, т.к. квазипостоянные параметры второй ступени разложения используются в качестве управляющих для третьей ступени спектрально-модуляционного разложения. Все это приводит к снижению качества передачи информационных аналоговых сигналов и не позволяет заметно уменьшить скорость цифрового сигнала.

Сущность изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества передачи информационных аналоговых сигналов и уменьшение скорости цифрового сигнала.

Задача решается за счет разделение исходного аналогового сигнала на n частотных полос и формирования из каждого полосового аналогового сигнала квазипостоянных и переменных аналоговых сигналов, связанных с параметрами мгновенной частоты и гильбертовской амплитудной огибающей каждого полосового аналогового сигнала. А затем из переменных аналоговых сигналов на второй и третьей ступенях модуляционного разложения снова формируют квазипостоянные и переменные аналоговые сигналы, связанные с параметрами мгновенной частоты и гильбертовской амплитудной огибающей этих переменных аналоговых сигналов. Выделенные на первой второй и третьей ступенях модуляционного разложения параметры в виде квазипостоянных аналоговых сигналов после оцифровки передаются на приемную сторону, где по ним осуществляется восстановление аналогового сигнала.

Предлагаемый способ передачи и приема сигналов, представленных параметрами ступенчатого модуляционного разложения, включающий на передающей стороне на первой ступени модуляционного разложения - разделение путем фильтрации исходного аналогового сигнала на n частотных полос и формирование n полосовых аналоговых сигналов, двухполупериодное выпрямление каждого полосового аналогового сигнала, формирование из каждого полосового аналогового сигнала сопряженного ему по Гильберту сигнала и получение таким образом первого комплексного сигнала, выделение из первого комплексного сигнала первой пары параметрических сигналов, содержащей сигнал первой мгновенной частоты и сигнал первой гильбертовской амплитудной огибающей, выделение из первой пары параметрических сигналов путем низкочастотной фильтрации первой пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящей из первого и второго квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, связанных, соответственно, с сигналом первой мгновенной частоты и сигналом первой гильбертовской амплитудной огибающей, аналого-цифровое преобразование каждой пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, относящихся к первой ступени модуляционного разложения каждого из n полосовых аналоговых сигналов и формирование n групп индивидуальных цифровых сигналов передачи, каждая из которых состоит из пары индивидуальных цифровых сигналов передачи, объединение пары индивидуальных цифровых сигналов передачи и формирование цифрового группового сигнала передачи в каждой из n групп индивидуальных цифровых сигналов передачи, объединение n цифровых групповых сигналов передачи и формирование цифрового линейного сигнала, передача цифрового линейного сигнала по линии связи, а на приемной стороне - разделение цифрового линейного сигнала на n цифровых групповых сигналов приема, разделение каждого из цифровых групповых сигналов приема на пары индивидуальных цифровых сигналов приема и формирование n групп индивидуальных цифровых сигналов приема, а затем на первой ступени модуляционного восстановления - цифроаналоговое преобразование в каждой из n групп индивидуальных цифровых сигналов приема и формирование n групп аналоговых сигналов приема, каждая из которых содержит пару квазипостоянных аналоговых сигналов приема, состоящую из первого и второго квазипостоянных аналоговых сигналов приема, формирование в каждой из n групп аналоговых сигналов приема первого квазигармонического частотно-модулированного колебания на основе использования первого квазипостоянного аналогового сигнала приема в качестве управляющего частотой, модуляция по амплитуде первого квазигармонического частотно-модулированного колебания на основе использования второго квазипостоянного аналогового сигнала в качестве модулирующего и формирование n выходных групповых аналоговых сигналов приема, объединение групповых аналоговых сигналов приема и формирование восстановленного аналогового сигнала. В отличие от прототипа, после первой ступени модуляционного разложения, в каждой из n частотных полос на второй ступени модуляционного разложения из сигнала первой мгновенной частоты и первого квазипостоянного аналогового сигнала передачи формируют первый переменный аналоговый сигнал, а из сигнала первой гильбертовской амплитудной огибающей и второго квазипостоянного аналогового сигнала передачи формируют второй переменный аналоговый сигнал, а затем из первого и второго переменных аналоговых сигналов формируют, соответственно, второй и третий комплексные сигналы, из которых выделяют, соответственно, вторую и третью пары параметрических сигналов, состоящих, соответственно, из сигнала второй мгновенной частоты и сигнала второй гильбертовской амплитудной огибающей, сигнала третьей мгновенной частоты и сигнала третьей гильбертовской амплитудной огибающей, а затем из второй и третьей пар параметрических сигналов выделяют, соответственно, вторую и третью пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящих, соответственно, из третьего и четвертого, пятого и шестого квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, причем в каждой из n частотных полос на третьей ступени модуляционного разложения из сигнала второй мгновенной частоты и третьего квазипостоянного аналогового сигнала передачи, сигнала второй гильбертовской амплитудной огибающей и четвертого квазипостоянного аналогового сигнала передачи формируют, соответственно, третий и четвертый переменные аналоговые сигналы, а из сигнала третьей мгновенной частоты и пятого квазипостоянного аналогового сигнала передачи, сигнала третьей гильбертовской амплитудной огибающей и шестого квазипостоянного аналогового сигнала передачи формируют, соответственно, пятый и шестой переменные аналоговые сигналы, а затем из пар - третьего и четвертого, пятого и шестого переменных аналоговых сигналов формируют пары из, соответственно, четвертого и пятого, шестого и седьмого комплексных сигналов, из которых выделяют, соответственно, четвертую и пятую, шестую и седьмую пары параметрических сигналов, состоящих, соответственно, из сигнала четвертой мгновенной частоты и сигнала четвертой гильбертовской амплитудной огибающей, сигнала пятой мгновенной частоты и сигнала пятой гильбертовской амплитудной огибающей, сигнала шестой мгновенной частоты и сигнала шестой гильбертовской амплитудной огибающей, сигнала седьмой мгновенной частоты и сигнала седьмой гильбертовской амплитудной огибающей, а затем из четвертой и пятой, шестой и седьмой пар параметрических сигналов выделяют, соответственно, четвертую и пятую, шестую и седьмую пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящих, соответственно, из седьмого и восьмого, девятого и десятого, одиннадцатого и двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, после чего пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, относящихся к первой, второй и третьей ступеням модуляционного разложения каждого из n полосовых аналоговых сигналов подвергают аналого-цифровому преобразованию и формируют n групп индивидуальных цифровых сигналов передачи, каждая из которых состоит из B_n пар индивидуальных цифровых сигналов передачи, которые далее объединяют и получают цифровой групповой сигнал передачи, при этом каждый из n цифровых групповых сигналов передачи формируют независимо от других групп и составляют: либо из индивидуальных цифровых сигналов передачи, относящихся только к первой ступени модуляционного разложения, при которой B_n равно 1, либо первой и второй ступеням модуляционного разложения, при которых B_n равно 3, либо из цифровых сигналов, относящихся ко всем трем ступеням модуляционного разложения, при которых B_n равно 7, после чего n цифровых групповых сигналов передачи еще раз объединяют и сформированный цифровой линейный сигнал передают по линии связи, а на приемной стороне цифровой линейный сигнал разделяют на n цифровых групповых сигналов приема, после чего каждый из n цифровых групповых сигналов приема в свою очередь разделяют на B_n пар индивидуальных цифровых сигналов приема и формируют n групп индивидуальных цифровых сигналов приема, при этом каждую из n групп индивидуальных цифровых сигналов приема формируют независимо от других групп и составляют: либо из пар индивидуальных цифровых сигналов приема, относящихся только к первой ступени модуляционного восстановления, при которой B_n равно 1, либо первой и второй ступеням модуляционного восстановления, при которых B_n равно 3, либо из пар индивидуальных цифровых сигналов приема, относящихся ко всем трем ступеням модуляционного восстановления, при которых B_n равно 7, затем в каждой из n независимых групп индивидуальных цифровых сигналов приема осуществляют цифроаналоговое преобразование и формируют n независимых групп аналоговых сигналов приема, каждая из которых содержит B_n пар квазипостоянных аналоговых сигналов приема, после чего в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=7, на третьей ступени модуляционного восстановления сигнала в каждой из четвертой, пятой, шестой и седьмой пар квазипостоянных аналоговых сигналов приема, используя пары из, соответственно, седьмого и восьмого, девятого и десятого, одиннадцатого и двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого квазипостоянных аналоговых сигналов приема, формируют, соответственно, третий, четвертый, пятый и шестой восстановленные переменные аналоговые сигналы, причем в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема на второй ступени модуляционного восстановления сигнала из третьего восстановленного переменного аналогового сигнала и третьего квазипостоянного аналогового сигнала приема, четвертого восстановленного переменного аналогового сигнала и четвертого квазипостоянного аналогового сигнала приема, пятого восстановленного переменного аналогового сигнала и пятого квазипостоянного аналогового сигнала приема, шестого восстановленного переменного аналогового сигнала и шестого квазипостоянного аналогового сигнала приема, формируют, соответственно, сигнал второй восстановленной мгновенной частоты, сигнал второй восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей, сигнал третьей восстановленной мгновенной частоты и сигнал третьей восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей, а далее, используя сигнал второй восстановленной мгновенной частоты и сигнал второй восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей, сигнал третьей восстановленной мгновенной частоты и сигнал третьей восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей, формируют, соответственно, первый и второй восстановленные переменные аналоговые сигналы, причем в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема на первой ступени модуляционного восстановления сигнала из первого восстановленного переменного аналогового сигнала и первого квазипостоянного аналогового сигнала приема, второго восстановленного переменного аналогового сигнала и второго квазипостоянного аналогового сигнала приема, формируют, соответственно, сигнал первой восстановленной мгновенной частоты и сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей, а далее, используя сигнал первой восстановленной мгновенной частоты и сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей, формируют в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=7, выходной аналоговый сигнал приема, при этом в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=3, на второй ступени модуляционного восстановления сигнала в каждой из второй и третьей пар квазипостоянных аналоговых сигналов приема, используя пары из, соответственно, третьего квазипостоянного аналогового сигнала приема и четвертого квазипостоянного аналогового сигнала приема, пятого квазипостоянного аналогового сигнала приема и шестого квазипостоянного аналогового сигнала приема, формируют, соответственно, первый и второй восстановленные переменные аналоговые сигналы, причем в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема на первой ступени модуляционного восстановления сигнала из первого восстановленного переменного аналогового сигнала и первого квазипостоянного аналогового сигнала приема, второго восстановленного переменного аналогового сигнала и второго квазипостоянного аналогового сигнала приема, формируют, соответственно, сигнал первой восстановленной мгновенной частоты и сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей, а далее, используя сигнал первой восстановленной мгновенной частоты и сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей, формируют в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=3, выходной аналоговый сигнал приема, при этом в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=1, на первой ступени модуляционного восстановления сигнала в каждой из первой пары квазипостоянных аналоговых сигналов приема, используя, соответственно, первый квазипостоянный аналоговый сигнала приема и второй квазипостоянный аналоговый сигнала приема, формируют в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=1, выходной аналоговый сигнал приема, после чего n параллельных выходных аналоговых сигналов приема от n независимых групп аналоговых сигналов приема объединяют и формируют восстановленный аналоговый сигнал.

А в устройство передачи и приема сигналов, представленных параметрами ступенчатого модуляционного разложения, содержащее передающую часть, линию связи и приемную часть, причем передающая часть состоит из параллельно подключенных ко входу устройства n блоков обработки сигналов передачи, выход каждого из которых подключен к соответствующему входу блока объединения цифровых групповых сигналов, выход которого является выходом передающей части устройства, при этом каждый из n блоков обработки сигналов передачи содержит полосовой фильтр, вход которого является входом блока обработки сигналов передачи, а также первый блок разложения сигнала и блок объединения индивидуальных цифровых сигналов, выход которого является выходом блока обработки сигналов передачи, при этом первый и второй информационные входы блока объединения индивидуальных цифровых сигналов соединены, соответственно, с первым и вторым цифровыми выходами первого блока разложения сигнала, содержащего последовательно соединенные гильбертовский выделитель мгновенной частоты и амплитудной огибающей, первый фильтр низкой частоты и первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого является первым цифровым выходом первого блока разложения сигнала, при этом первый вход гильбертовского выделителя мгновенной частоты и амплитудной огибающей соединен со входом двухполупериодного выпрямителя и является входом первого блока разложения сигнала, а выход двухполупериодного выпрямителя подключен ко второму входу гильбертовского выделителя мгновенной частоты и амплитудной огибающей, второй выход которого подключен через второй фильтр низкой частоты ко входу второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого является вторым цифровым выходом первого блока разложения сигнала, а приемная часть состоит из блока разделения цифровых групповых сигналов, вход которого является входом приемной части устройства, а каждый из n его выходов подключен, соответственно, ко входу соответствующего блока обработки сигналов приема, выход каждого из которых подключен к соответствующему входу блока объединения выходных сигналов, выход которого является выходом устройства, причем каждый из n блоков обработки сигналов приема содержит блок разделения индивидуальных цифровых сигналов, информационный вход которого является входом блока обработки сигналов приема, при этом первый и второй выходы блока разделения индивидуальных цифровых сигналов соединены, соответственно, с первым и вторым цифровыми входами первого блока восстановления сигнала, содержащего последовательно соединенные первый цифро-аналоговый преобразователь, генератор управляемый напряжением и амплитудный модулятор, выход которого является выходом первого блока восстановления сигнала, а второй вход амплитудного модулятора подключен к выходу второго цифроаналогового преобразователя, причем вход первого цифроаналогового преобразователя и вход второго цифроаналогового преобразователя являются, соответственно, первым и вторым цифровыми входами первого блока восстановления сигнала, дополнительно введены в передающей части в каждый из n блоков обработки сигналов передачи введены блок второй ступени модуляционного разложения сигнала и блок третьей ступени модуляционного разложения сигнала, а в первый блок разложения сигнала добавлены первый, второй, третий и четвертый аналоговые выходы, которые внутри первого блока разложения сигнала соединены, соответственно, с выходом первого фильтра низкой частоты, с выходом второго фильтра низкой частоты, первым выходом гильбертовского выделителя мгновенной частоты и амплитудной огибающей и вторым выходом гильбертовского выделителя мгновенной частоты и амплитудной огибающей, при этом первый, второй, третий и четвертый аналоговые выходы первого блока разложения сигнала соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым аналоговыми входами блока второй ступени модуляционного разложения сигнала, первый, второй, третий и четвертый цифровые выходы которого соединены, соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестым информационными входами блока объединения индивидуальных цифровых сигналов, а первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой аналоговые выходы блока второй ступени модуляционного разложения сигнала соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым аналоговыми входами блока третьей ступени модуляционного разложения сигнала, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой цифровые выходы которого соединены, соответственно с седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым, двенадцатым, тринадцатым и четырнадцатым информационными входами блока объединения индивидуальных цифровых сигналов, при этом первый, второй …n управляющие входы передающей части устройства соединены с кодовыми входами, соответственно, первого блока обработки сигналов передачи, второго блока обработки сигналов передачи …n блока обработки сигналов передачи, а внутри каждого из n блоков обработки сигналов передачи его кодовый вход соединен с кодовым входом блока объединения индивидуальных цифровых сигналов, а в приемной части устройства дополнительно введены в каждый из n блоков обработки сигналов приема введены блок второй ступени модуляционного восстановления сигнала и блок третьей ступени модуляционного восстановления сигнала, а в первый блок восстановления сигнала введены первый и второй сумматоры, причем первые входы первого и второго сумматоров соединены, соответственно, с выходом первого цифроаналогового преобразователя и выходом второго цифроаналогового преобразователя, а выходы первого и второго сумматоров подключены, соответственно, ко входу генератора управляемого напряжением и второму входу амплитудного модулятора, при этом вторые входы первого и второго сумматоров соединены, соответственно, с первым и вторым аналоговыми входами первого блока восстановления сигнала, которые соединены, соответственно, с первым и вторым выходами блока второй ступени модуляционного восстановления сигнала, первый, второй, третий и четвертый цифровые входы которого соединены, соответственно, с третьим, четвертым, пятым и шестым выходами блока разделения индивидуальных цифровых сигналов, а первый, второй, третий и четвертый аналоговые входы блока второй ступени модуляционного восстановления сигнала соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока третьей ступени модуляционного восстановления сигнала, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой цифровые входы которого соединены, соответственно, с седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым, двенадцатым, тринадцатым и четырнадцатым выходами блока разделения индивидуальных цифровых сигналов, при этом первый, второй … n управляющие входы приемной части устройства соединены с кодовыми входами, соответственно, первого блока обработки сигналов приема, второго блока обработки сигналов приема … n блока обработки сигналов приема, а внутри каждого из n блоков обработки сигналов приема его кодовый вход соединен с кодовым входом блока разделения индивидуальных цифровых сигналов.

Благодаря такому решению задачи предлагаемый способ и устройство передачи и приема сигналов, представленных параметрами ступенчатого модуляционного разложения, в отличие от прототипа, позволяет при модуляционном разложении использовать весь спектр каждого из n полосовых аналоговых сигналов на каждой из трех ступенях этого модуляционного разложения. В результате повышается точность формирования квазипостоянных параметров модуляционного разложения, по которым на приемной стороне осуществляется восстановление информационного аналогового сигнала. Вследствие этого удается повысить качество передачи информационных сигналов и уменьшить скорость цифрового сигнала в канале.

Перечень фигур

Предложенный способ и устройство поясняются фигурами, на которых показаны:

фиг. 1 структурная схема устройства передачи и приема сигналов, представленных параметрами ступенчатого модуляционного разложения;

фиг. 2 схема блока второй ступени модуляционного разложения сигнала;

фиг. 3 схема блока третьей ступени модуляционного разложения сигнала;

фиг. 4 схема блока второй ступени модуляционного восстановления сигнала;

фиг. 5 схема блока третьей ступени модуляционного восстановления сигнала;

фиг. 6 схема блока объединения индивидуальных цифровых сигналов;

фиг. 7 схема блока разделения индивидуальных цифровых сигналов;

фиг. 8 схема блока гильбертовского выделителя мгновенной частоты и амплитудной огибающей.

Осуществление изобретения

Особенностью предлагаемого способа передачи и приема сигналов, представленных параметрами ступенчатого модуляционного разложения, в отличие от прототипа, является отсутствие разбиения каждого полосового аналогового сигнала на несколько верхних и нижних боковых полос и выделения из них квазипостоянных параметров, часть которых используется для разбиения сигнала на боковые полосы. В основе предлагаемого способа лежит формирование из каждого полосового аналогового сигнала квазипостоянных и переменных аналоговых сигналов, связанных с параметрами мгновенной частоты и гильбертовской амплитудной огибающей полосового аналогового сигнала. А затем из переменных аналоговых сигналов на второй и третьей ступенях модуляционного разложения снова формируют квазипостоянные и переменные аналоговые сигналы, связанные с параметрами мгновенной частоты и гильбертовской амплитудной огибающей этих переменных аналоговых сигналов. Выделенные на первой второй и третьей ступенях модуляционного разложения параметры в виде квазипостоянных аналоговых сигналов после оцифровки передаются на приемную сторону, где по ним осуществляется восстановление аналогового сигнала.

Способ передачи и приема сигналов, представленных параметрами ступенчатого модуляционного разложения реализуется следующим образом. На передающей стороне исходный аналоговый сигнал разделяют с помощью полосовых фильтров (фиг. 1) на n частотных полос и формируют таким образом n полосовых аналоговых сигналов. Количество частотных полос n может изменяться от 1 до 7. Ограничение количества частотных полос позволяет уменьшить скорость передачи сигнала в линии связи, а увеличение количества частотных полос позволяет повысить качество передаваемого сообщения. Однако, слишком большое увеличение количества частотных полос n (больше 7), дает сравнительно незначительный прирост качества восстановленных на приеме аналоговых сигналов при заметном увеличении скорости передачи цифрового сигнала в канале связи.

Полосовой аналоговый сигнал в каждой из n частотных полос подвергают двухполупериодному выпрямлению (без фильтрации) и модуляционному разложению (MP) (фиг. 1, фиг. 8). Для этого на первой ступени такого разложения из полосового аналогового сигнала (не выпрямленного) формируют сопряженный по Гильберту сигнал, согласно (Радиовещание и электроакустика. Под ред. Ковалгина Ю.А. М. Радио и связь, 1999, с. 75):

где S₁(t) - сопряженный по Гильберту сигнал от полосового аналогового сигнала S(t).

Сопряженный по Гильберту сигнал является точно таким же как и исходный полосовой аналоговый сигнал, но имеющий поворот фазы всех своих спектральных составляющих на 90°.

Далее из полученного таким образом первого комплексного сигнала, состоящего из S(t) и S₁(t) выделяют первую пару параметрических сигналов, содержащую сигнал первой мгновенной частоты ω₁(t) и сигнал первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t), согласно (Радиовещание и электроакустика. Под ред. Ковалгина Ю.А. М. Радио и связь, 1999. С. 75):

Таким образом, для выделения сигнала первой мгновенной частоты необходимо проделать следующие операции (фиг. 8): вычислить производные от S(t) и S₁(t), после чего, согласно [2] перемножить сигналы, а затем из сигнала, полученного как результат первого умножения, необходимо вычесть сигнал, полученный как результат второго умножения, т.е.

Кроме того, сигнал S₁(t) подвергают двухполупериодному выпрямлению без фильтрации (сигнал S(t) был выпрямлен раньше), а затем каждый из выпрямленных сигналов S(t) и S₁(t) возводят в квадрат, после чего складывают и получают:

И, наконец, сигнал [4] делится на сигнал [5] и получаем сигнал первой мгновенной частоты ω₁(t).

Для выделения сигнала первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t), согласно [3] необходимо ранее полученный сигнал [5] подвергнуть операции извлечения квадратного корня (фиг. 8).

Следует заметить, что преобразование Гильберта позволяет представить аналоговый сигнал в виде произведения двух функций - огибающей A(t) и косинуса фазы cosφ(t):

После этого из сигнала первой мгновенной частоты ω₁(t) и сигнала первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t) (Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы М. Радио и связь, 1986, с. 98, рис. 3.24) путем низкочастотной фильтрации выделяют два квазипостоянных аналоговых сигналов передачи (фиг. 1).

Первый квазипостоянный аналоговый сигнал передачи ω_c1(t) является параметром - средним значением мгновенной частоты (СЗМЧ) полосового аналогового сигнала, характеризующим средневзвешенное значение частоты спектра этого полосового аналогового сигнала.

Средневзвешенное значение частоты спектра ω_св(t) речевого, вещательного и некоторых других многочастотных сигналов в общем случае не соответствует центральной частоте спектра этих сигналов и определяе