УСТРОЙСТВО УПЛОТНЕНИЯ КАНАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК H04J3/00 

Изобретение относится к электросвязи и может использоваться в системах связи с параллельной передачей информации, а также для уплотнения проводных, радиорелейных и космических линий связи.

Наиболее близким техническим решением к предложенному устройству является устройство уплотнения каналов, состоящее из N перемножителей, сумматора, генератора тактовых импульсов и генератора опорных канальных сигналов, причем первые входы перемножителей подключены к выходам соответствующих источников информации, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам генератора опорных канальных сигналов, управляющий вход которого объединен с входами источника информации и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы - к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом устройства.

Однако при использовании в данных устройствах в качестве опорных канальных сигналов квазиортогональных сигналов между каналами на приемной стороне возникают взаимные помехи, существенно снижающие помехоустойчивость передачи информации.

Устройство предназначено для повышения помехоустойчивости передачи информации.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства уплотнения каналов, которое состоит из сумматора 1, N перемножителей 2, генератора 3 опорных канальных сигналов, генератора 4 тактовых импульсов M, блоков 5 корректировки сигналов и N источников информации 6.

Целью изобретения является линейное уплотнение канальных сигналов по правилу
X_гр=C S_j(t) где
С= C_j-C, ir, (1) где C'_mj - результат вычислений на выходах последнего блока 5 корректировки сигналов;
С_j, S_j(t) - соответственно информационный символ и опорный канальный сигнал на j-м выходе генератора опорных канальных сигналов;
r_ij - коэффициент корреляции i-го и j-го опорных канальных сигналов.

Известно, что в устройстве по прототипу групповой сигнал формируется следующим образом:
X_гр(t)=C_i; S_j(t)
Учитывая, что процессы модуляции и демодуляции, усиления и ослабления сигнала являются линейными и взаимообратными, напряжение сигнала в j-м канале приемника в момент окончания реализации группового сигнала будет равно
U_j= 1/T₀X_вх(t)S_j(t)dt=C_jU_c+U_cC_ir_ij+η_j, где U_c= ; E= S2j

Отсюда видно, что если известны коэффициенты корреляции r_ij, то на передающей сторонне можно точно вычислить отсчеты взаимной помехи в j-м канале обработки и скомпенсировать их на передающей стороне путем добавления к составляющей полезного сигнала добавки, равной по величине и обратной по знаку отсчету взаимной помехи. Однако в этом случае взаимные помехи в каналах компенсируются не полностью, так как величины, на которые компенсируют канальные сигналы, являются источником дополнительных взаимных помех. Для полной компенсации взаимных помех необходимо описанную процедуру повторить несколько раз.

Данное устройство работает следующим образом: генератор 4 тактовых импульсов вырабатывает импульсы с периодом Т следования информационных сигналов. С помощью синхроимпульсов обеспечивается синхронная работа генератора 3 опорных канальных сигналов, блоков 5 корректировки сигналов и источников информации.

При поступлении очередного тактового импульса считываются отсчеты сигналов C_j длительностью Т на входы устройства уплотнения. В блоках 5 корректировки сигналов последовательно происходит корректировка сигналов с последующей выдачей результатов на вторые входы соответствующих перемножителей 2, на вторые входы которых поступают опорные сигналы с генератора 3 опорных канальных сигналов. Результаты перемножения суммируются в сумматоре 1.

Обработка сигналов в блоках 5 производится в соответствии с формулой (1).

С последующим тактовым импульсом цикл работы устройства повторяется. Суммарное время вычислений величины C_mj' в блоках 5 коррекции сигналов во много раз меньше длительности информационных сигналов C_j, поэтому будем считать, что запуск генератора 3 опорных канальных сигналов совпадает по времени с выдачей импульсов с амплитудой C_mj' длительностью T на первые входы перемножителей 2.

При этом следует подчеркнуть, что эффективность предложенного устройства по подавлению взаимных помех будет зависеть от величины коэффициентов корреляции. Если среднеквадратическое значение отсчета взаимной помехи в j-м канале σ_bnj= U_cr будет меньше U_c, тогда эффективность устройства будет высока. При приближении σ_bnj к U_c эффективность снижается до минимума, а при σ_bn> U_c эффективность устройства будет отрицательной, т.е. после уплотнения сигналов мощности взаимных помех не уменьшатся, а увеличатся, так как добавки во всех каналах будут давать для j-го канала взаимную помеху, по величине большую, чем скомпенсированная помеха.

Определим область эффективного использования изобретения. На передающей стороне имеем групповой сигнал:
X_гр(t)= CS_j(t), , а на приемной стороне в j-м канале - отсчеты напряжения

Отсюда видно, что если среднеквадратическое значение величины C_ir_ij будет меньше среднеквадратического значения величины U_bnj=C_ir_ij, то эффективность предложенного устройства будет высокая. Так как|C_j|=1,a ΔC_j= C_ir_ij то, приравняв среднеквадратические значения величин C и ΔC_j, получим r=1.

Данное равенство позволяет получить значение r, при котором эффективность устройства будет положительной, т.е. достигается снижение мощности помех.

В первом блоке корректировки сигналов происходит корректировка канальных сигналов C_j на величину ΔC_j. Однако при этом не достигается полная компенсация взаимных помех, так как сама величина ΔC_j вносит в помеху составляющую Δ C_jU_c.

Таким образом значительная компенсация взаимных помех возможна при многократной обработке канальных сигналов и соблюдении условия r< . Для этого дополнительно введены M блоков корректировки сигналов.

Использование: в электросвязи, а именно в системах связи с кодовым уплотнением и разделением каналов (сигналов). Сущность изобретения: для снижения уровня взаимных помех при использовании квазиортогональных сигналов в качестве опорных канальных сигналов устройство содержит сумматор 1, переключатели 2, генератор опорных канальных сигналов 3, генератор тактовых импульсов 4, блоки корректировки 5 и источник информации 6. Блоки корректировки осуществляют преобразование . 1 ил.

УСТРОЙСТВО УПЛОТНЕНИЯ КАНАЛОВ, содержащее N перемножителей, сумматор, генератор тактовых импульсов и генератор опорных канальных сигналов, первые входы перемножителей подключены к соответствующим выходам генератора опорных канальных сигналов, управляющий вход которого соединен с входами источников информации и выходом генератора тактовых импульсов, а выходы перемножителей соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что введены M последовательно соединенных по первым N входам блоков корректировки сигналов, вторые N входов которых соединены между собой с первыми входами первого блока корректировки сигналов и с выходами соответствующих источников информации, выходы последнего блока корректировки сигналов соединены с вторыми входами соответствующих перемножителей, а выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами блоков корректировки.