СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ПАРАМЕТРАМИ СТУПЕНЧАТОГО МОДУЛЯЦИОННОГО РАЗЛОЖЕНИЯ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК H04B1/00 H03C5/00 

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 определяется не в виде полусуммы верхней и нижней частот данного спектра (ω_в+ω_н)/2. Средневзвешенное значение частоты спектра определяется в виде более сложного выражения, в котором участвуют не только частотные составляющие данного спектра, но и его амплитудные составляющие.

Рассмотрим это на примере 2-частотного сигнала, первый из которых имеет низкую частоту ω₁ и амплитуду Α₁, а второй имеет более высокую частоту ω₂ и амплитуду А₂. В случае, если Α₁=Α₂, (спектр сигнала симметричен), то средневзвешенное значение частоты спектра равно средней частоте этого спектра ω_св=(ω₁+ω₂)/2. Если же, например, Α₁>Α₂, т.е. спектр сигнала несимметричен, то средневзвешенное значение частоты спектра определяется из выражения:

В этом случае средневзвешенное значение частоты (СЗЧ) спектра будет находится вблизи от частоты ω₁. Средневзвешенное значение частоты спектра связано со свойством человеческого слуха. Дело в том, что слух, в случае, многочастотного сигнала с разными амплитудами, частоты которого расположены сравнительно близко друг от друга, воспринимает эти частоты не по отдельности, а в виде их средневзвешенного значения. При этом сигнал, соответствующий средневзвешенной частоте спектра будет располагаться вблизи тех из исходных частотных составляющих спектра сигналов, которые имеет наибольшую амплитуду. Слух человека в узкой полосе частот реагирует именно на эти составляющие сигнала с большой амплитудой и не реагирует на частотные составляющие с малыми амплитудами (эффект маскировки). Т.е. человек в узкой полосе частот воспринимает сигнал, соответствующий средневзвешенной частоте спектра. Это подобно тому, как глаз человека при смешении например чистого красного и чистого желтого цветов будет воспринимать различные цвета в диапазоне от красного до желтого в зависимости от соотношения амплитуд (яркостей) этих двух исходных цветов.

Такое свойство слуха позволяет в каждый момент времени заменить частоты, расположенных близко друг от друга, одной частотой, которая располагается в непосредственной близости от частотной компоненты исходного сигнала с наибольшей амплитудой. Данное СЗЧ ω_св(t) полностью характеризует и способен порождать параметр (СЗМЧ) в виде первого квазипостоянного аналогового сигнала передачи ω_c1(t). Это же свойство слуха в отношении близкорасположенных частот является одной из главных причин разделения исходного аналогового сигнала на n частотных полос, т.к. в ограниченной полосе частот в каждый момент времени средневзвешенная частота спектра успешно заменяет частоты находящиеся в данной ограниченной полосе.

Первый квазипостоянный аналоговый сигнал является узкополосным и для его передачи требуется скорость 50-100 бит/с.

Второй квазипостоянный аналоговый сигнал передачи A_c2(t) также является параметром - средним значением гильбертовской амплитудной огибающей (СЗГАО) полосового аналогового сигнала, характеризующим средневзвешенное значение амплитудной огибающей (СЗАО) этого полосового аналогового сигнала. Смысл СЗАО заключается в зависимости амплитуды огибающей не только от амплитуд компонент, входящих в исходный сигнал, но и от расположения этих компонент на оси частот, в частности от ширины спектра этого исходного сигнала. Второй квазипостоянный аналоговый сигнал A_c2(t) также является узкополосным и для его передачи требуется скорость 50-100 бит/с.

После того как полосовой аналоговый сигнал на первой ступени в каждой из n частотных полос подвергся MP, далее (фиг. 1) в каждой из n частотных полос на второй ступени MP из сигнала первой мгновенной частоты ω₁(t) вычитают первый квазипостоянный аналоговый сигнал передачи ω_c1(t) и формируют первый переменный аналоговый сигнал ω_п1(t) (фиг. 2). А из сигнала первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t) вычитают второй квазипостоянный аналоговый сигнал передачи A_c2(t) и формируют второй переменный аналоговый сигнал A_п2(t) (фиг. 2). После этого в отношении первого и второго переменных аналоговых сигналов ω_п1(t) и A_п2(t) осуществляют те же операции, что осуществлялись на первой ступени MP в отношении полосового аналогового сигнала в каждой из n частотных полос. Для этого из первого и второго переменных аналоговых сигналов ω_п1(t) и A_п2(t) формируют соответствующие, сопряженные им по Гильберту сигналы, и из каждого, из сформированных таким образом, соответственно, второго и третьего комплексных сигналов выделяют, соответственно, вторую и третью пары параметрических сигналов, состоящих, соответственно, из сигнала второй мгновенной частоты ω₂(t) и сигнала второй гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t), сигнала третьей мгновенной частоты ω₃(t) и сигнала третьей гильбертовской амплитудной огибающей А₃(t). Затем из второй и третьей пар параметрических сигналов (ω₂(t) и A₂(t), ω₃(t) и A₃(t), путем низкочастотной фильтрации, выделяют, соответственно, вторую и третью пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящих, соответственно, из третьего ω_c3(t) и четвертого A_c4(t), пятого ω_c5(t) и шестого A_c6(t) квазипостоянных аналоговых сигналов передачи (фиг. 1, фиг. 2).

После того как первый и второй переменные аналоговые сигналы ω_п1(t) и A_п2(t) на второй ступени MP в каждой из n частотных полос подверглись модуляционному разложению, далее в каждой из n частотных полос на третьей ступени MP (фиг. 1) из сигнала второй мгновенной частоты ω₂(t) и сигнала второй гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t) вычитают, соответственно, третий ω_c3(t) и четвертый Α_c4(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи, и формируют, соответственно, третий ω_п3(t) и четвертый A_п4(t) переменные аналоговые сигналы (фиг. 3). А из сигнала третьей мгновенной частоты ω₃(t) и сигнала третьей гильбертовской амплитудной огибающей А₃(t) вычитают, соответственно, пятый ω_c5(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи. В результате, получают, соответственно, пятый ω_п5(t) и шестой A_п6(t) переменные аналоговые сигналы (фиг. 3). После этого из третьего ω_п3(t) и четвертого A_п4(t), пятого ω_п5(t) и шестого A_п6(t) переменных аналоговых сигналов формируют соответствующие, сопряженные им по Гильберту сигналы и, из каждого из сформированных таким образом, соответственно, четвертого и пятого, шестого и седьмого комплексных сигналов выделяют, соответственно, четвертую и пятую, шестую и седьмую пары параметрических сигналов, состоящих, соответственно, из сигнала четвертой мгновенной частоты ω₄(t) и сигнала четвертой гильбертовской амплитудной огибающей A₄(t), сигнала пятой мгновенной частоты ω₅(t) и сигнала пятой гильбертовской амплитудной огибающей A₅(t), сигнала шестой мгновенной частоты ω₆(t) и сигнала шестой гильбертовской амплитудной огибающей A₆(t), сигнала седьмой мгновенной частоты ω₇(t) и сигнала седьмой гильбертовской амплитудной огибающей A₇(t). А затем из четвертой и пятой, шестой и седьмой пар параметрических сигналов путем низкочастотной фильтрации выделяют, соответственно, четвертую и пятую, шестую и седьмую пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящих, соответственно, из седьмого ω_с7(t) и восьмого A_c8(t), девятого ω_с9(t) и десятого A_c10(t), одиннадцатого ω_c11(t) и двенадцатого A_c12(t), тринадцатого ω_c13(t) и четырнадцатого A_c14(t), квазипостоянных аналоговых сигналов передачи (фиг. 1, фиг. 3).

После чего пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, относящихся к первой, второй и третьей ступеням модуляционного разложения (фиг. 1) 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. Далее эти B_n пар индивидуальных цифровых сигналов передачи объединяют (фиг. 6) 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 разложения, при которых B_n равно 7. После этого n цифровых групповых сигналов передачи еще раз объединяют и сформированный цифровой линейный сигнал передают по линии связи (фиг. 1).

Независимое формирование каждый из n цифровых групповых сигналов передачи позволяет, в отношении групп, связанных с передачей высокочастотных полос аналоговых сигналов, в определенных случаях ограничиваться передачей 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. Это связано с особенностями слухового восприятия человеком высокочастотных звуковых составляющих. Группы же цифровых сигналов, связанных с передачей низких и среднечастотных полос аналоговых сигналов желательно передавать с помощью трех ступеней модуляционного разложения, при которых B_n равно 7. Такое гибкое формирование каждый из n цифровых групповых сигналов передачи позволяет снижать скорость передачи цифрового сигнала по линии связи без заметного снижения качества передаваемой информации.

А на приемной стороне (фиг. 1) 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 (фиг. 7), 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 этого в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=7, на третьей ступени модуляционного восстановления сигнала (фиг. 1, фиг. 5) в каждой из четвертой, пятой, шестой и седьмой пар квазипостоянных аналоговых сигналов приема, сначала используя, соответственно, седьмой ω_c7(t), девятый ω_c9(t), одиннадцатый ω_c11(t) и тринадцатый ω_c13(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема в качестве управляющих частотой, формируют, соответственно, третье, четвертое, пятое и шестое квазигармонические частотномодулированные колебания (косинус фазы).

А затем, используя восьмой A_c8(t), десятый A_c10(t), двенадцатый A_c12(t) и четырнадцатый A_c14(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема модулируют по амплитуде эти, соответственно, третье, четвертое, пятое и шестое квазигармонические частотномодулированные колебания, и формируют, соответственно, третий ω_п3(t), четвертый A_п4(t), пятый ω_п5(t) и шестой A_п6(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы (фиг. 5).

Эти восстановленные переменные аналоговые сигналы в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема на второй ступени модуляционного восстановления сигнала (фиг. 1, фиг. 4) складывают, соответственно, с третьим ω_c3(t), четвертым A_c4(t), пятым ω_c5(t) и шестым A_c6(t) квазипостоянными аналоговыми сигналами приема и формируют, соответственно, сигнал второй восстановленной мгновенной частоты ω₂(t), сигнал второй восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t), сигнал третьей восстановленной мгновенной частоты ω₃(t) и сигнал третьей восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₃(t). А далее, используя сигналы второй ω₂(t) и третьей ω₃(t) восстановленных мгновенных частот в качестве управляющих частотой, формируют, соответственно, первое и второе квазигармонические частотно-модулированные колебания.

После этого, используя сигналы второй A₂(t) и третьей A₃(t) восстановленных гильбертовских амплитудных огибающих, модулируют по амплитуде эти, соответственно, первое и второе квазигармонические частотно-модулированные колебания, и формируют, соответственно, первый ω_п1(t) и второй A_п2(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы (фиг. 4).

Эти восстановленные переменные аналоговые сигналы в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема на первой ступени модуляционного восстановления сигнала (фиг. 1) складывают, соответственно, с первым ω_c1(t) и вторым A_c2(t) квазипостоянными аналоговыми сигналами приема, и формируют, соответственно, сигнал первой восстановленной мгновенной частоты ω₁(t) и сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t).

После этого, используя сигнал первой восстановленной мгновенной частоты ω₁(t) в качестве управляющего частотой, формируют выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, а затем, используя сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t), модулируют по амплитуде это выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, и формируют в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=7, выходной аналоговый сигнал приема S(t) (фиг. 1).

При этом в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=3, на второй ступени модуляционного восстановления сигнала (фиг. 1, фиг. 4) в каждой из второй и третьей пар квазипостоянных аналоговых сигналов приема, сначала используя, соответственно, третий ω_c3(t) и пятый ω_c5(t) квази постоя иные аналоговые сигналы приема в качестве управляющих частотой, формируют, соответственно, первое и второе квазигармонические частотно-модулированные колебания.

А затем, используя четвертый A_c4(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема, модулируют по амплитуде эти, соответственно, первое и второе квазигармонические частотно-модулированные колебания и формируют, как и при B_n=7, соответственно, первый ω_п1(t) и второй A_п2(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы (фиг. 4).

Эти восстановленные переменные аналоговые сигналы в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема на первой ступени модуляционного восстановления сигнала (фиг. 1) складывают, соответственно, с первым ω_c1(t) и вторым A_c2(t) квазипостоянными аналоговыми сигналами приема, и формируют, соответственно, сигнал первой восстановленной мгновенной частоты ω₁(t) и сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t).

После этого, используя сигнал первой восстановленной мгновенной частоты ω₁(t) в качестве управляющего частотой, формируют выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, а затем, используя сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t), модулируют по амплитуде это выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, и формируют в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=3, выходной аналоговый сигнал приема S(t) (фиг. 1).

При этом в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=1, на первой ступени модуляционного восстановления сигнала (фиг. 1) в каждой из первой пары квазипостоянных аналоговых сигналов приема, сначала используя, соответственно, первый квазипостоянный аналоговый сигнала приема ω_c1(t) в качестве управляющего частотой, формируют выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, а затем, используя второй квазипостоянный аналоговый сигнала приема A_c2(t), модулируют по амплитуде это выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, и формируют в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в которых B_n=1, выходной аналоговый сигнал приема S(t) (фиг. 1).

После этого n параллельных выходных аналоговых сигналов приема от n независимых групп аналоговых сигналов приема объединяют и формируют восстановленный аналоговый сигнал (фиг. 1).

Способ осуществляют при помощи устройства. Устройство передачи и приема сигналов, представленных параметрами спектрально-модуляционного разложения (фиг. 1) состоит из последовательно соединенных передающей части 1, линии связи 2 и приемной части 3.

Передающая часть 1 состоит из первого блока обработки сигналов передачи (БОСП) 4₁, второго БОСП 4₂ … n-го БОСП 4_n, параллельно соединенные входы которых являются входом устройства, а выходы БОСП 4 подключены к соответствующим n входам блока объединения цифровых групповых сигналов (БОЦГС) 5, выход которого является выходом передающей части устройства 1 и соединен с линией связи 2.

Каждый из n БОСП 4 (фиг. 1) содержит полосовой фильтр (ПФ) 6, вход которого является входом БОСП 4, а также первый блок разложения сигнала (БРС) 7₁, блок объединения индивидуальных цифровых сигналов (БОИЦС) 8, блок второй ступени модуляционного разложения сигнала (БВСМРС) 9 и блок третьей ступени модуляционного разложения сигнала (БТСМРС) 10.

Первый блок разложения сигнала (БРС) 7₁ каждого из n БОСП 4 содержит (фиг. 1) двухполупериодный выпрямитель (ДПВ) 11, гильбертовский выделитель мгновенной частоты и амплитудной огибающей (ГВМЧАО) 12, первый фильтр низкой частоты (ФНЧ) 13, второй ФНЧ 14, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 15 и второй АЦП 16.

Первый вход ГВМЧАО 12 соединен со входом двухполупериодного выпрямителя 11 и является входом БРС 7₁, а выход двухполупериодного выпрямителя 11 подключен ко второму входу ГВМЧАО 12, первый выход которого соединен через первый ФНЧ 13 со входом первого АЦП 15, выход которого является первым цифровым выходом БРС 7₁. А второй выход ГВМЧАО 12 соединен через второй ФНЧ 14 со входом второго АЦП 16, выход которого является вторым цифровым выходом БРС 7₁. Выход первого ФНЧ 13 и выход второго ФНЧ 14 соединены, соответственно, с первым и вторым аналоговыми выходами БРС 7₁, а первый и второй выходы ГВМЧАО 12 соединены, соответственно, с третьим и четвертым аналоговыми выходами БРС 7₁.

Вход БРС 7₁ (фиг. 1) соединен с выходом ПФ 6, а первый и второй цифровые выходы БРС 7₁ соединены, соответственно, с первым и вторым информационными входами блока БОИЦС 8. При этом первый, второй третий и четвертый аналоговые выходы БРС 7₁ подключены, соответственно, к первому, второму, третьему и четвертому аналоговым входам БВСМРС 9 (фиг. 1. фиг. 2). Первый, второй, третий и четвертый цифровые выходы БВСМРС 9 соединены, соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестым информационными входами БОИЦС 8, а первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой аналоговые выходы БВСМРС 9 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым аналоговыми входами БТСМРС 10 (фиг. 1. фиг. 3). Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой цифровые выходы БТСМРС 10 соединены, соответственно с седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым, двенадцатым, тринадцатым и четырнадцатым информационными входами БОИЦС 8 (фиг. 1).

При этом первый, второй … n управляющие входы передающей части 1 (У_п1, У_п2 …У_пn) соединены с кодовыми входами, соответственно, первого БОСП 4₁, второго БОСП 4₂ … n-го БОСП 4_n, а внутри каждого из n БОСП 4, его кодовый вход соединен с кодовым входом БОИЦС 8, выход которого является выходом БОСП 4 (фиг. 1).

Приемная часть 3 (фиг. 1) состоит из блока разделения цифровых групповых сигналов (БРЦГС) 17, первого блока обработки сигналов приема (БОСПр) 18₁, второго БОСПр 18₂ … n-го БОСПр 18_n, а также блока объединения выходных сигналов (БОВС) 19. Вход БРЦГС 17 является входом приемной части 3, а каждый из n выходов БРЦГС 17 подключен, соответственно, ко входу соответствующего БОСПр 18, выход каждого из которых подключен к соответствующему входу БОВС 19, выход которого является выходом устройства.

Каждый из n БОСПр 18 (фиг. 1) содержит блок разделения индивидуальных цифровых сигналов (БРИЦС) 20, информационный вход которого является входом БОСПр 18, а также первый блок восстановления сигнала (БВС) 21₁, блок второй ступени модуляционного восстановления сигнала (БВСМВС) 22 и блок третьей ступени модуляционного восстановления сигнала (БТСМВС) 23.

Первый БВС 21₁ каждого из n БОСПр 4 (фиг. 1) содержит первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 24, второй ЦАП 25, первый сумматор 26, второй сумматор 27, генератор управляемый напряжением (ГУН) 28 и амплитудный модулятор (AM) 29.

Вход первого ЦАП 24 и вход второго ЦАП 25 являются, соответственно, первым и вторым цифровыми входами первого БВС 21₁, а их выходы соединены, соответственно, с первым входом первого сумматора 26 и с первым входом второго сумматора 27, вторые входы которых соединены, соответственно, с первым и вторым аналоговыми входами первого БВС 21₁. Выход первого сумматора 26 соединен через ГУН 28 с первым входом AM 29, а выход второго сумматора 27 соединен со вторам входом AM 29, выход которого является выходом первого БВС 211 и одновременно является выходом БОСПр 4.

Первый и второй цифровые входы первого БВС 21₁ подключены, соответственно, к первому и второму выходам БРИЦС 20 (фиг. 1), а первый и второй аналоговые входы первого БВС 211 соединены, соответственно, с первым и вторым выходами БВСМВС 22 (фиг. 1, фиг. 4). Первый, второй, третий и четвертый цифровые входы БВСМВС 22 соединены, соответственно, с третьим, четвертым, пятым и шестым выходами БРИЦС 20, а первый, второй, третий и четвертый аналоговые входы БВСМВС 22 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым выходами БТСМВС 23 (фиг. 1, фиг. 5). Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой цифровые входы БТСМВС 23 соединены, соответственно, с седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым, двенадцатым, тринадцатым и четырнадцатым выходами БРИЦС 20.

При этом первый, второй … n управляющие входы приемной части 3 (У_пр1, У_пр2…У_прn) соединены с кодовыми входами, соответственно, первого БОСПр 18₁, второго БОСПр 18₂ … n-го БОСПр 18_n, а внутри каждого из n БОСПр 18 его кодовый вход соединен с кодовым входом БРИЦС 20 (фиг. 1).

Предлагаемый способ осуществляется при помощи предлагаемого устройства следующим образом (Фиг. 1). Исходный аналоговый сигнал подается на вход передающей части 1, а внутри передающей части 1 этот сигнал прикладывается к параллельно включенным входам, первого БОСП 4₁, второго БОСП 4₂ … n-го БОСП 4_n. В каждом из n БОСП 4 аналоговый сигнал поступает на вход ПФ 6, где происходит выделение ограниченной полосы частот из исходного сигнала. При этом в каждом из n БОСП 4, ПФ 6 настроен на определенную часть спектра исходного аналогового сигнала, вследствие чего весь исходный аналоговый сигнал оказывается разделенным на n частотных полос. Таким образом, формируется n полосовых аналоговых сигналов.

После этого полосовой аналоговый сигнал в каждом из n БОСП 4 на первой ступени модуляционного разложения поступает с выхода ПФ 6 на вход первого БРС 7₁, а внутри этого блока сигнал подается на параллельно соединенные вход ДПВ 11 и первый вход ГВМЧАО 12 (фиг. 1). После двухполупериодного выпрямления сигнал с выхода ДПВ 11 подается на второй вход ГВМЧАО 12. В ГВМЧАО 12 полосовой сигнал подвергается модуляционному разложению (фиг. 8). Для этого, как будет показано ниже, из полосового аналогового сигнала формируется сопряженный по Гильберту сигнал. Из полученного таким образом первого комплексного сигнала, состоящего из S(t) и S₁(t) выделяют сигнал первой мгновенной частоты ω₁(t) и первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t), которые появляются, соответственно, на первом и втором выходах ГВМЧАО 12.

Далее сигналы с первого и второго выходов ГВМЧАО 12 подаются на входы, соответственно, первого ФНЧ 13 и второго ФНЧ 14 (фиг. 1), в которых из сигнала первой мгновенной частоты ω₁(t) и сигнала первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t) выделяют два квазипостоянных аналоговых сигнала передачи. При этом первый квазипостоянный аналоговый сигнал ω_c1(t) с выхода первого ФНЧ 13 является параметром - средним значением мгновенной частоты (СЗМЧ) полосового аналогового сигнала, характеризующим средневзвешенное значение частоты (СЗЧ) спектра этого полосового аналогового сигнала. А второй квазипостоянный аналоговый сигнал A_c1(t) с выхода второго ФНЧ 14 также является параметром - средним значением гильбертовской амплитудной огибающей (СЗГАО) полосового аналогового сигнала, характеризующим средневзвешенное значение амплитудной огибающей (СЗАО) этого же полосового аналогового сигнала.

Затем каждый из пары квазипостоянных сигналов передачи с выходов первого ФНЧ 13 и второго ФНЧ 14 подаются на входы, соответственно, первого АЦП 15 и второго АЦП 16 (фиг. 1), где подвергаются аналого-цифровому преобразованию. Два индивидуальных цифровых сигнала передачи с выходов первого АЦП 15 и второго АЦП 16 (первого и второго цифровых выходов первого БРС 7₁) подают, соответственно, на первый и второй информационные входы БОИЦС 8.

После того как полосовой аналоговый сигнал на первой ступени в первом БРС 7₁ каждого из n БОСП 4 подвергся модуляционному разложению (MP), далее первый ω_c1(t) и второй A_c1(t) квазипостоянные аналоговые сигналы с выходов, соответственно, первого ФНЧ 13 и второго ФНЧ 14 подаются, соответственно, на первый и второй аналоговые выходы БРС 7₁ и поступают затем, соответственно, на первый и второй аналоговые входы БВСМРС 9 (фиг. 1, фиг. 2). А сигнал первой мгновенной частоты ω₁(t) и сигнал первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t) подаются, соответственно, с первого и второго выходов ГВМЧАО 12 на, соответственно, третий и четвертый аналоговые выходы БРС 7₁ и поступают затем, соответственно, на третий и четвертый аналоговые входы БВСМРС 9 (фиг. 1, фиг. 2).

Далее в каждой из n частотных полос в каждом из БОСП 4 на второй ступени MP в БВСМРС 9 из сигнала первой мгновенной частоты ω₁(t) вычитают первый квазипостоянный аналоговый сигнал передачи ω_c1(t) и формируют первый переменный аналоговый сигнал ω_п1(t). А из сигнала первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t) вычитают второй квазипостоянный аналоговый сигнал передачи A_c2(t) и формируют второй переменный аналоговый сигнал A_п2(t) (фиг. 2). После этого в БВСМРС 9 в отношении первого и второго переменных аналоговых сигналов ω_п1(t) и A_п2(t) осуществляют те же операции, что осуществлялись на первой ступени MP в БРС 7₁. Для этого из первого и второго переменных аналоговых сигналов ω_п1(t) и Α_п2(t) формируют соответствующие, сопряженные им по Гильберту сигналы. А из каждого, из сформированных таким образом, соответственно, второго и третьего комплексных сигналов выделяют, соответственно, вторую и третью пары параметрических сигналов, состоящих, соответственно, из сигнала второй мгновенной частоты ω₂(t) и сигнала второй гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t), сигнала третьей мгновенной частоты ω₃(t) и сигнала третьей гильбертовской амплитудной огибающей A₃(t). Затем из второй и третьей пар параметрических сигналов (ω₂(t) и A₂(t), ω₃(1) и А₃(1)), путем низкочастотной фильтрации, выделяют, соответственно, вторую и третью пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящих, соответственно, из третьего ω_c3(t) и четвертого A_c4(t), пятого ω_c5(t) и шестого A_c6(t) квазипостоянных аналоговых сигналов передачи.

Затем в БВСМРС 9 (фиг. 1, фиг. 2) эти третий ω_c3(t) и четвертый A_c4(t), пятый ω_c5(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи подвергаются аналого-цифровому преобразованию в, соответственно, третий, четвертый, пятый и шестой индивидуальные цифровые сигналы передачи, которые, соответственно, с первого, второго, третьего и четвертого цифровых выходов БВСМРС 9 поступают, соответственно, на третий, четвертый, пятый и шестой информационные входы БОИЦС 8.

Кроме того в БВСМРС 9 эти третий ω_c3(t) и четвертый A_c4(t), пятый ω_c5(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи подаются, соответственно, на первый, второй, пятый и шестой аналоговые выходы БВСМРС 9 и поступают затем, соответственно, на первый, второй, пятый и шестой аналоговые входы БТСМРС 10 (фиг. 1, фиг 3). А сигнал второй мгновенной частоты ω₂(t), сигнал второй гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t), сигнал третьей мгновенной частоты ω₃(t) и сигнал третьей гильбертовской амплитудной огибающей A₃(t) подаются, соответственно, на третий, четвертый, седьмой и восьмой аналоговые выходы БВСМРС 9 и поступают затем, соответственно, на третий, четвертый, седьмой и восьмой аналоговые входы БТСМРС 10 (фиг. 1, фиг. 3).

Далее в каждой из n частотных полос в каждом из БОСП 4 на третьей ступени MP в БТСМРС 10 из сигнала второй мгновенной частоты ω₂(t) и сигнала второй гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t) вычитают, соответственно, третий ω_c3(t) и четвертый A_c4(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи, и формируют, соответственно, третий ω_п3(t) и четвертый A_п4(t) переменные аналоговые сигналы. А из сигнала третьей мгновенной частоты ω_п3(t) и сигнала третьей гильбертовской амплитудной огибающей A₃(t) вычитают, соответственно, пятый ω_с5(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи. В результате, получают, соответственно, пятый ω_п5(t) и шестой A_п6(t) переменные аналоговые сигналы (фиг. 3). После этого из третьего ω_п3(t) и четвертого A_п4(t), пятого ω_п5(t) и шестого A_п6(t) переменных аналоговых сигналов формируют соответствующие, сопряженные им по Гильберту сигналы и, из каждого из сформированных таким образом, соответственно, четвертого и пятого, шестого и седьмого комплексных сигналов выделяют, соответственно, четвертую и пятую, шестую и седьмую пары параметрических сигналов, состоящих, соответственно, из сигнала четвертой мгновенной частоты ω₄(t) и сигнала четвертой гильбертовской амплитудной огибающей A₄(t), сигнала пятой мгновенной частоты ω₅(t) и сигнала пятой гильбертовской амплитудной огибающей A₅(t), сигнала шестой мгновенной частоты ω₆(t) и сигнала шестой гильбертовской амплитудной огибающей A₆(t), сигнала седьмой мгновенной частоты ω₇(t) и сигнала седьмой гильбертовской амплитудной огибающей A₇(t). А затем из четвертой и пятой, шестой и седьмой пар параметрических сигналов путем низкочастотной фильтрации выделяют, соответственно, четвертую и пятую, шестую и седьмую пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящих, соответственно, из седьмого ω_c7(t) и восьмого A_c8(t), девятого ω_c9(t) и десятого A_c10(t), одиннадцатого ω_c11(t) и двенадцатого A_c12(t), тринадцатого ω_c13(t) и четырнадцатого A_c14(t), квазипостоянных аналоговых сигналов передачи.

Затем в БТСМРС 10 (фиг. 1, фиг. 3) эти седьмой ω_c7(t), восьмой A_c8(t), девятый ω_c9(t), десятый A_c10(t), одиннадцатый ω_c11(t), двенадцатый A_c12(t), тринадцатый ω_c13(t) и четырнадцатый A_c14(t), квазипостоянные аналоговые сигналы передачи подвергаются аналого-цифровому преобразованию в, соответственно, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый индивидуальные цифровые сигналы передачи, которые, соответственно, с первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого цифровых выходов БТСМРС 10 поступают, соответственно, на седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый информационные входы БОИЦС 8 (фиг. 1).

Таким образом, в каждом из n БОСП 4 из соответствующего полосового аналогового сигнала формируют группу из 14 индивидуальных цифровых сигналов передачи или из B_n пар индивидуальных цифровых сигналов передачи.

Далее эти B_n пар индивидуальных цифровых сигналов передачи объединяют в БОИЦС 8 (каждого из n БОСП 4) и получают на его выходе цифровой групповой сигнал передачи (фиг. 1, фиг. 6). При этом каждый из n цифровых групповых сигналов передачи в соответствующем БОИЦС 8 (соответствующем БОСП 4), под действием управляющего сигнала (кодовой комбинации) на кодовом входе БОИЦС 8 (кодовом входе соответствующего БОСП 4, т.е. на соответствующем управляющем входе У_п передающей части 1), 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 разложения, при которых B_n равно 7. Цифровой групповой сигнал передачи с выхода БОИЦС 8 (фиг. 1) и, соответственно, с выхода каждого из n БОСП 4, подается на соответствующий вход БОЦГС 5. В БОЦГС 5 n цифровых групповых сигналов передачи еще раз объединяют и сформированный цифровой линейный сигнал с выхода БОЦГС 5, а значит выхода передающей части 1 передают по линии связи 2.

Независимое формирование каждого из n цифровых групповых сигналов передачи в соответствующих БОИЦС 8 (соответствующих БОСП 4) позволяет, в отношении групп, связанных с передачей высокочастотных полос аналоговых сигналов, в определенных случаях ограничиваться передачей 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. Это связано с особенностями слухового восприятия человеком высокочастотных звуковых составляющих. Группы же цифровых сигналов, связанных с передачей низких и сред нечастотных полос аналоговых сигналов желательно передавать с помощью трех ступеней модуляционного разложения, при которых B_n равно 7. Такое гибкое формирование каждый из n цифровых групповых сигналов передачи позволяет снижать скорость передачи цифрового сигнала по линии связи без заметного снижения качества передаваемой информации.

А в приемной части 3 (фиг. 1) цифровой линейный сигнал поступает на вход БРЦГС 17, в котором осуществляется разделение этого линейного сигнала на n цифровых групповых сигналов приема. После чего каждый из n цифровых групповых сигналов приема с соответствующего выходы БРЦГС 17 подается на вход соответствующего БОСПр 18, а внутри каждого БОСПр 18 данный сигнал поступает на информационный вход БРИЦС 20. В БРИЦС 20 цифровой групповой сигнал приема 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 в БРИЦС 20 (фиг. 1, фиг. 7) каждого из БОСПр 18, под действием соответствующего управляющего сигнала (кодовой комбинации) на кодовом входе БРИЦС 20 (кодовом входе соответствующего БОСПр 18, т.е. на соответствующем управляющем входе У_п приемной части 3), 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.

Индивидуальные цифровые сигналы приема с первого и второго выходов БРИЦС 20 (фиг. 1, фиг. 7) подаются, соответственно, на первый и второй цифровые входы первого БВС 21₁. Индивидуальные цифровые сигналы приема с третьего, четвертого, пятого и шестого выходов БРИЦС 20 подаются, соответственно, на первый, второй, третий и четвертый цифровые входы БВСМВС 22. Индивидуальные цифровые сигналы приема с седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого выходов БРИЦС 20 подаются, соответственно, на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой цифровые входы БТСМВС 23.

Затем в каждой из n независимых групп индивидуальных цифровых сигналов приема в каждом из БОСПр 18 (фиг. 1) осуществляют цифроаналоговое преобразование в первом БВС 21₁, в БВСМВС 22, в БТСМВС 23 и формируют в n БОСПр 18 n независимых групп аналоговых сигналов приема, каждая из которых содержит B_n пар квазипостоянных аналоговых сигналов приема. При этом в первом БВС 21₁ формируют первый ω_c1(t) и второй A_c2(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема. В БВСМВС 22 (фиг. 1, фиг. 4) формируют третий ω_c3(t) и четвертый A_c4(t), пятый ω_c5(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема. А в БТСМВС 23 (фиг. 1, фиг. 5) формируют седьмой ω_c7(t) и восьмой A_c8(t), девятый ω_c9(t) и десятый A_c10(t), одиннадцатый ω_c11(t) и двенадцатый A_c12(t), тринадцатый ω_c13(t) и четырнадцатый A_c14(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема.

После этого в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в соответствующих БОСПр 18, для случая, когда B_n=7 (под действием соответствующей кодовой комбинации на кодовом входе БРИЦС 20), на третьей ступени модуляционного восстановления сигнала в БТСМВС 23 (фиг. 1, фиг. 5) в каждой из четвертой, пятой, шестой и седьмой пар квазипостоянных аналоговых сигналов приема, сначала используя, соответственно, седьмой ω_c7(t), девятый ω_c9(t), одиннадцатый ω_c11(t) и тринадцатый ω_c13(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема в качестве управляющих частотой, формируют, соответственно, третье, четвертое, пятое и шестое квазигармонические частотно-модулированные колебания (косинус фазы).

А затем, используя восьмой A_c8(t), десятый A_c10(t), двенадцатый A_c12(t) и четырнадцатый A_c14(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема модулируют по амплитуде эти, соответственно, третье, четвертое, пятое и шестое квазигармонические частотно-мо-дулированные колебания, и формируют, в БТСМВС 23 соответственно, третий ω_п3(t), четвертый A_п4(t), пятый ω_п5(t) и шестой A_п6(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы, которые поступают, соответственно, на первый, второй, третий и четвертый выходы БТСМВС 23 (фиг. 1, фиг. 5).

Эти восстановленные переменные аналоговые сигналы с первого, второго, третьего и четвертого выходов БТСМВС 23 в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в соответствующих БОСПр 18 (фиг. 1) на второй ступени модуляционного восстановления сигнала поступают, соответственно, на первый, второй, третий и четвертый аналоговые входы БВСМВС 22 (фиг. 1, фиг. 4), в котором эти восстановленные переменные аналоговые сигналы складывают, соответственно, с третьим ω_с3(t), четвертым A_с4(t), пятым ω_с5(t) и шестым A_c6(t) квазиостоянными аналоговыми сигналами приема и формируют, соответственно, сигнал второй восстановленной мгновенной частоты ω₂(t), сигнал второй восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t), сигнал третьей восстановленной мгновенной частоты ω₃(t) и сигнал третьей восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₃(t). А далее, используя сигналы второй ω₂(t) и третьей ω₃(t) восстановленных мгновенных частот в качестве управляющих частотой, формируют, соответственно, первое и второе квазигармонические частотно-модулированные колебания.

После этого, используя сигналы второй A₂(t) и третьей A₃(t) восстановленных гильбертовских амплитудных огибающих, модулируют по амплитуде эти, соответственно, первое и второе квазигармонические частотно-модулированные колебания, и формируют, соответственно, первый ω_п1(t) и второй A_п2(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы, которые поступают, соответственно, на первый и второй выходы БВСМВС 22 (фиг. 1, фиг. 4).

Эти восстановленные переменные аналоговые сигналы с первого и второго выходов БВСМВС 22 (фиг. 1) в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в соответствующих БОСПр 18 на первой ступени модуляционного восстановления сигнала поступают, соответственно, на первый и второй аналоговые входы первого БВС 21₁. В БВС 21₁ эти первый ω_п1(t) и второй A_п2(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы подаются на вторые входы, соответственно, первого сумматора 26 и второго сумматора 27. На первые входы первого сумматора 26 и второго сумматора 27 с выходов, соответственно, первого ЦАП 24 и второго ЦАП 25 поступают, соответственно, первый ω_c1(t) и второй A_c2(t) квазипостоянные аналоговые сигналы. Первый ω_c1(t) квазипостоянный аналоговый сигнал приема, складывают, в первом сумматоре 26, с первым ω_п1(t) восстановленным переменным аналоговым сигналом и формируют сигнал первой восстановленной мгновенной частоты ω₁(t). А второй A_c2(t) квазипостоянный аналоговый сигнал приема складывают, во втором сумматоре 27, со вторым A_п2(t) восстановленным переменным аналоговым сигналом и формируют сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t).

Сигнал первой восстановленной мгновенной частоты ω₁(t) с выхода первого сумматора 26 поступает на вход ГУН 28 (фиг. 1), в котором он используется в качестве управляющего частотой. На выходе ГУН 28 получают выходное квазигармоническое частотномодулированное колебание, которое подается на первый вход AM 29. На второй вход AM 29 с выхода второго сумматора 27 поступает сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t), который модулирует по амплитуде выходное квазигармоническое частотномодулированное колебание. На выходе AM 29 и, соответственно, на выходе первого БВС 211 (выходе БОСПр 18) получают выходной аналоговый сигнал приема S(t).

Аналогично, в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в соответствующих БОСПр 18, в которых B_n=7, также получают выходные аналоговые сигналы приема S(t) (фиг. 1).

В других независимых группах аналоговых сигналов приема, в соответствующих БОСПр 18, для случая, когда B_n=3 (под действием соответствующей кодовой комбинации на кодовом входе БРИЦС 20) на второй ступени модуляционного восстановления сигнала в БВСМВС 22 (фиг. 1, фиг. 4) в каждой из второй и третьей пар квазипостоянных аналоговых сигналов приема, сначала используя, соответственно, третий ω_c3(t) и пятый ω_c5(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема в качестве управляющих частотой, формируют, соответственно, первое и второе квазигармонические частотно-модулированные колебания.

А затем, используя четвертый A_c4(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема модулируют по амплитуде эти, соответственно, первое и второе квазигармонические частотно-модулированные колебания и формируют в БВСМВС 22, соответственно, первый ω_п1(t) и второй A_п2(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы, которые поступают, соответственно на первый и второй выходы БВСМВС 22 (фиг. 1, фиг. 4).

Эти восстановленные переменные аналоговые сигналы с первого и второго выходов БВСМВС 22 в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в соответствующих БОСПр 18 (фиг. 1) на первой ступени модуляционного восстановления сигнала поступают, соответственно, на первый и второй аналоговые входы первого БВС 21₁, в котором эти восстановленные переменные аналоговые сигналы складывают, соответственно, с первым ω_c1(t) и вторым A_c2(t) квазипостоянными аналоговыми сигналами приема, и формируют, соответственно, сигнал первой восстановленной мгновенной частоты ω₁(t) и сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t).

После этого, используя сигнал первой восстановленной мгновенной частоты ω₁(t) в качестве управляющего частотой, формируют выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, а затем, используя сигнал первой восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t), модулируют по амплитуде это выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, и формируют на выходе первого БВС 21₁ (выходе БОСПр 18) выходной аналоговый сигнал приема S(t) (фиг. 1). Более подробно функционирование первого БВС 21₁ описано выше для случая, когда B_n=7.

Аналогично, в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в соответствующих БОСПр 18, в которых B_n=3, также получают выходные аналоговые сигналы приема S(t) (фиг. 1).

В третьих независимых группах аналоговых сигналов приема, в соответствующих БОСПр 18 (фиг. 1), для случая, когда B_n=1 (под действием соответствующей кодовой комбинации на кодовом входе БРИЦС 20) на первой ступени модуляционного восстановления сигнала в первом БВС 211 в каждой из первой пары квазипостоянных аналоговых сигналов приема, сначала используя, соответственно, первый квазипостоянный аналоговый сигнала приема ω_c1(t) в качестве управляющего частотой, формируют выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, а затем, используя второй квазипостоянный аналоговый сигнала приема A_c2(t), модулируют по амплитуде это выходное квазигармоническое частотно-модулированное колебание, и формируют на выходе первого БВС 21₁ (выходе БОСПр 18) выходной аналоговый сигнал приема S(t) (фиг. 1). Более подробно функционирование первого БВС 21₁ описано выше для случая, когда B_n=7

Аналогично, в соответствующих независимых группах аналоговых сигналов приема, в соответствующих БОСПр 18, в которых B_n=1, также получают выходные аналоговые сигналы приема S(t) (фиг. 1).

После этого n параллельных выходных аналоговых сигналов приема S(t) от n независимых групп аналоговых сигналов приема (в которых B_n может быть равным 7, 3 или 1) с выходов БОСПр 18₁, БОСПр 18₂ … БОСПр 18_n поступают, соответственно на первый, второй … n входы БОВС 19. В БОВС 19 (фиг. 1) эти n параллельных выходных аналоговых сигналов приема S(t) объединяют и формируют на выходе БОВС 19 восстановленный аналоговый сигнал.

Предлагаемое устройство передачи и приема сигналов, представленных параметрами спектрально-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. Кроме того, повышение качества передачи информационных сигналов позволяет заметно уменьшить скорость цифрового сигнала в канале в обмен на незначительное ухудшении качества аналоговых сигналов.

Особенностью предлагаемого устройства передачи и приема сигналов, представленных параметрами спектрально-модуляционного разложения является то, что нестандартными в нем являются: блок второй ступени модуляционного разложения сигнала, блок третьей ступени модуляционного разложения сигнала, блок второй ступени модуляционного восстановления сигнала, блок третьей ступени модуляционного восстановления сигнала, блок объединения индивидуальных цифровых сигналов, блок разделения индивидуальных цифровых сигналов, схема гильбертовского выделителя мгновенной частоты и амплитудной огибающей.

Пример реализации блока второй ступени модуляционного разложения сигнала (БВСМРС) 9 показан на Фиг. 2. Данный блок содержит: первую схему вычитания (CB₁), вторую схему вычитания (СВ₂), второй блок разложения сигнала (БРС₂) и третий блок разложения сигнала (БРС₃). Первый и второй входы CB₁ соединены, соответственно, с первым и третьим аналоговыми входами БВСМРС 9, а первый и второй входы СВ₁ соединены, соответственно, со вторым и четвертым аналоговыми входами БВСМРС 9. Выход CB₁ соединен со входом БРС₂, а выход СВ₂ соединен со входом БРС₃. Первый и второй цифровые выходы БРС₂ соединены, соответственно, с первым и вторым цифровыми выходами БВСМРС 9, а первый и второй цифровые выходы БРС₃ соединены, соответственно, с третьим и четвертым цифровыми выходами БВСМРС 9. Первый, второй третий и четвертый аналоговые выходы БРС₂ подключены, соответственно, к первому, второму, третьему и четвертому аналоговым выходам БВСМРС 9, а первый, второй третий и четвертый аналоговые выходы БРС₃ подключены, соответственно, к пятому, шестому, седьмому и восьмому аналоговым выходам БВСМРС 9. Следует заметить, что второй блок разложения сигнала (БРС₂) и третий блок разложения сигнала (БРС₃), входящие в БВСМРС 9, полностью аналогичны первому блоку разложения сигнала (БРС)7₁, схема которого изображена на фиг. 1.

Блок второй ступени модуляционного разложения сигнала БВСМРС 9 (Фиг. 2) работает следующим образом. На первый, второй, третий и четвертый аналоговые входы БВСМРС 9 с, соответственно, первого, второго, третьего и четвертого аналоговых выходов БРС 7₁ (фиг. 1) поступают, соответственно, первый квазипостоянный аналоговый сигнал ω_c1(t), второй квазипостоянный аналоговый сигнал Ad(t), сигнал первой мгновенной частоты ω₁(t), и сигнал первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t). Внутри БВСМРС 9 (Фиг. 2) эти сигналы поступают, соответственно, на первый вход CB₁, на первый вход СВ₂, на второй вход CB₁ и на второй вход СВ₂. В CB₁ из сигнала первой мгновенной частоты ω₁(t) вычитают первый квазипостоянный аналоговый сигнал передачи ω_c1(t) и получают на выходе первый переменный аналоговый сигнал ω_п1(t). А в СВ₂ из сигнала первой гильбертовской амплитудной огибающей A₁(t) вычитают второй квазипостоянный аналоговый сигнал передачи A_c2(t) и получают на выходе второй переменный аналоговый сигнал A_п2(t). Эти первый переменный аналоговый сигнал ω_п1(t) и второй переменный аналоговый сигнал A_п2(t) с выходов, соответственно CB₁ и СВ₂ поступают на входы, соответственно, БРС₂ и БРС₃, в которых в отношении, соответственно, первого и второго переменных аналоговых сигналов ω_п1(t) и A_п2(t) осуществляют те же операции, что осуществлялись на первой ступени MP в БРС 7₁ (на фиг. 1). Для этого из первого и второго переменных аналоговых сигналов ω_п1(t) и A_п2(t) в, соответственно, БРС₂ и БРС₃ формируют соответствующие, сопряженные им по Гильберту сигналы.

А из каждого, из сформированных таким образом, соответственно, второго (в БРС₂) и третьего (в БРС₃) комплексных сигналов выделяют, соответственно, вторую и третью пары параметрических сигналов, состоящих, соответственно, из сигнала второй мгновенной частоты ω₃(t) и сигнала второй гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t)- в БРС₂, а также сигнала третьей мгновенной частоты ω₃(t) и сигнала третьей гильбертовской амплитудной огибающей А₃(t) - в БРС₃ (фиг. 2). Затем из второй и третьей пар параметрических сигналов (ω₂(t) и A₂(t), ω₃(t) и A₃(t)), путем низкочастотной фильтрации, выделяют, соответственно, вторую и третью пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящих, соответственно, из третьего ω_c3(t) и четвертого A_c4(t) - в БРС₂, пятого ω_c5(t) и шестого A_c6(t) - в БРС₃ квазипостоянных аналоговых сигналов передачи.

Затем в БРС₂ эти третий ω_c3(t) и четвертый A_c4(t), а в БРС₃ - пятый ω_c5(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи подвергаются аналого-цифровому преобразованию в, соответственно, третий и четвертый - в БРС₂, пятый и шестой - в БРС₃ индивидуальные цифровые сигналы передачи, которые, соответственно, с первого и второго цифровых выходов БРС₂ поступают, соответственно, на первый и второй цифровые выходы БВСМРС 9. А с первого и второго цифровых выходов БРС₃ индивидуальные цифровые сигналы передачи поступают, соответственно, на третий и четвертый цифровые выходы БВСМРС 9 (фиг. 2).

Кроме того третий ω_c3(t) и четвертый A_c4(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи с, соответственно, первого и второго аналоговых выходов БРС₂ подаются, соответственно, на первый и второй аналоговые выходы БВСМРС 9. А пятый ω_c5(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи с, соответственно, первого и второго аналоговых выходов БРС₃ подаются, соответственно, на пятый и шестой аналоговые выходы БВСМРС 9. При этом сигнал второй мгновенной частоты ω₂(t), и сигнал второй гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t) с, соответственно, третьего и четвертого аналоговых выходов БРС₂ подаются, соответственно, на третий и четвертый аналоговые выходы БВСМРС 9 (фиг. 2). А сигнал третьей мгновенной частоты ω₃(t) и сигнал третьей гильбертовской амплитудной огибающей A₃(t) с, соответственно, третьего и четвертого аналоговых выходов БРС₃ подаются, соответственно, на седьмой и восьмой аналоговые выходы БВСМРС 9.

Пример реализации блока третьей ступени модуляционного разложения сигнала (БТСМРС) 10 показан на Фиг. 3. Данный блок содержит: второй блок второй ступени модуляционного разложения сигнала (БВСМРС₂) и третий блок второй ступени модуляционного разложения сигнала (БВСМРС₃). Первый, второй, третий и четвертый аналоговые входы БТСМРС 10 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым аналоговыми входами БВСМРС₂, а пятый, шестой, седьмой и восьмой аналоговые входы БТСМРС 10 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым аналоговыми входами БВСМРС₃. Первый, второй, третий и четвертый цифровые выходы БВСМРС₂ соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым цифровыми выходами БТСМРС 10, а первый, второй, третий и четвертый цифровые выходы БВСМРС₃ соединены, соответственно, с пятым, шестым, седьмым и восьмым цифровыми выходами БТСМРС 10.

Следует заметить, что второй блок второй ступени модуляционного разложения сигнала (БВСМРС₂) и третий блок второй ступени модуляционного разложения сигнала (БВСМРС₃), входящие в БТСМРС 10, полностью аналогичны блоку второй ступени модуляционного разложения сигнала (БВСМРС 9), схема которого изображена на фиг. 2.

Блок третьей ступени модуляционного разложения сигнала БТСМРС 10 (Фиг. 3) работает следующим образом. На первый, второй, третий и четвертый аналоговые входы БТСМРС 10 с, соответственно, первого, второго, третьего и четвертого аналоговых выходов БВСМРС 9 (фиг. 1) поступают, соответственно, третий квазипостоянный аналоговый сигнал передачи ω_c3(t), четвертый квазипостоянный аналоговый сигнал передачи A_c4(t), сигнал второй мгновенной частоты ω₂(t) и сигнал второй гильбертовской амплитудной огибающей А₂О), которые внутри БТСМРС 10 (Фиг. 3) подаются, соответственно, на первый, второй, третий и четвертый аналоговые входы БВСМРС₂. А на пятый, шестой, седьмой и восьмой аналоговые входы БТСМРС 10 с, соответственно, пятого, шестого, седьмого и восьмого аналоговых выходов БВСМРС 9 (фиг. 1) поступают, соответственно, пятый квазипостоянный аналоговый сигнал передачи ω_c5(t), шестой квазипостоянный аналоговый сигнал передачи A_c6(t), сигнал третьей мгновенной частоты ω₃(t) и сигнал третьей гильбертовской амплитудной огибающей A₃(t), которые внутри БТСМРС 10 (Фиг. 3) подаются, соответственно, на первый, второй, третий и четвертый аналоговые входы БВСМРС₃.

В БВСМРС₂ из сигнала второй мгновенной частоты ω₂(t) и сигнала второй гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t) вычитают, соответственно, третий ω_c3(t) и четвертый A_c4(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи, и формируют, соответственно, третий ω_п3(t) и четвертый A_п4(t) переменные аналоговые сигналы. А в БВСМРС₃ из сигнала третьей мгновенной частоты ω₃(t) и сигнала третьей гильбертовской амплитудной огибающей A₃(t) вычитают, соответственно, пятый ω_c5(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы передачи. В результате, получают, соответственно, пятый ω_п5(t) и шестой А_п6(t) переменные аналоговые сигналы.

После этого из третьего ω_п3(t) и четвертого A_п4(t) переменных аналоговых сигналов - в БВСМРС₂, а также из пятого ω_п5(t) и шестого Α_п6(t) переменных аналоговых сигналов - в БВСМРС₃ (Фиг. 3), формируют соответствующие, сопряженные им по Гильберту сигналы. Из каждого, из сформированных таким образом, соответственно, четвертого и пятого (в БВСМРС₂), шестого и седьмого (в БВСМРС₃) комплексных сигналов выделяют, соответственно, четвертую и пятую, шестую и седьмую пары параметрических сигналов, состоящих, соответственно, из сигнала четвертой мгновенной частоты ω₄(t) и сигнала четвертой гильбертовской амплитудной огибающей A₄(t), сигнала пятой мгновенной частоты ω₅(t) и сигнала пятой гильбертовской амплитудной огибающей A₅(t) - в БВСМРС₂, а также из сигнала шестой мгновенной частоты ω₆(t) и сигнала шестой гильбертовской амплитудной огибающей Α₆(t), сигнала седьмой мгновенной частоты ω₇(t) и сигнала седьмой гильбертовской амплитудной огибающей A₇(t) - в БВСМРС₃. А затем из четвертой и пятой (в БВСМРС₂), шестой и седьмой (в БВСМРС₃) пар параметрических сигналов путем низкочастотной фильтрации выделяют, соответственно, четвертую и пятую (в БВСМРС₂), шестую и седьмую (в БВСМРС₃) пары квазипостоянных аналоговых сигналов передачи, состоящих, соответственно, из седьмого ω_c7(t) и восьмого A_c8(t), девятого ω_c9(t) и десятого A_c10(t) - в БВСМРС₂, одиннадцатого ω_c11(t) и двенадцатого Ac₁₂(t), тринадцатого ω_c13(t) и четырнадцатого A_c14(t) - в БВСМРС₃, квазипостоянных аналоговых сигналов передачи.

Затем в БВСМРС₂ (Фиг. 3) эти седьмой ω_c7(t), восьмой A_c8(t), девятый ω_c9(t) и десятый A_c10(t), квазипостоянные аналоговые сигналы передачи подвергаются аналого-цифровому преобразованию в, соответственно, седьмой, восьмой, девятый и десятый индивидуальные цифровые сигналы передачи, которые, соответственно, с первого, второго, третьего и четвертого цифровых выходов БВСМРС₂ поступают, соответственно, на первый, второй, третий и четвертый цифровые выходы БТСМРС 10. А в БВСМРС₃ одиннадцатый ω_c11(t), двенадцатый A_c12(t), тринадцатый ω_c13(t) и четырнадцатый A_c14(t), квазипостоянные аналоговые сигналы передачи подвергаются аналого-цифровому преобразованию в, соответственно, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый индивидуальные цифровые сигналы передачи, которые, соответственно, с первого, второго, третьего и четвертого цифровых выходов БВСМРС₃ поступают, соответственно, на пятый, шестой, седьмой и восьмой цифровые выходы БТСМРС 10.

Пример реализации блока второй ступени модуляционного восстановления сигнала (БВСМВС) 22 показан на Фиг. 4 Данный блок содержит:

второй блок восстановления сигнала (БВС₂) и третий блок восстановления сигнала (БВС₃). Первый и второй аналоговые входы БВСМВС 22 соединены, соответственно, с первым и вторым аналоговыми входами БВС₂, а третий и четвертый аналоговые входы БВСМВС 22 соединены, соответственно, с первым и вторым аналоговыми входами БВС₃. Первый и второй цифровые входы БВСМВС 22 соединены, соответственно, с первым и вторым цифровыми входами БВС₂, а третий и четвертый цифровые входы БВСМВС 22 соединены, соответственно, с первым и вторым цифровыми входами БВС₃. Выход БВС₂ соединен с первым выходом БВСМВС 22, а выход БВС₃ соединен со вторым выходом БВСМВС 22.

Следует заметить, что второй блок восстановления сигнала (БВС₂) и третий блок восстановления сигнала (БВС₃), входящие в БВСМВС 22, полностью аналогичны первому блоку восстановления сигнала БВС 21₁, схема которого изображена на фиг. 1.

Блок второй ступени модуляционного восстановления сигнала (БВСМВС) 22 работает следующим образом (фиг. 4). Индивидуальные цифровые сигналы приема с третьего, четвертого, пятого и шестого выходов БРИЦС 20 подаются, соответственно, на первый, второй, третий и четвертый цифровые входы БВСМВС 22 (фиг. 1), а внутри БВСМВС 22 (фиг. 4) эти сигналы поступают, соответственно, на первый и второй цифровые входы БВС₂ и на первый и второй цифровые входы БВС₃. В БВС₂ осуществляют цифроаналоговое преобразование этих индивидуальных цифровых сигналов приема и получают третий ω_c3(t) и четвертый A_c4(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема. А в БВС₃ также осуществляют цифроаналоговое преобразование индивидуальных цифровых сигналов приема и получают пятый ω_c5(t) и шестой A_c6(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема.

На первый, второй, третий и четвертый аналоговые входы БВСМВС 22, соответственно, с первого, второго, третьего и четвертого выходов БТСМВС 23 (фиг. 1) поступают, соответственно, третий ω_п3(t), четвертый A_п4(t), пятый ω_п5(t) и шестой A_п6(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы. При этом третий ω_п3(t) и четвертый A_п4(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы внутри БВСМВС 22 (фиг. 4) подаются на, соответственно, первый и второй аналоговые входы БВС₂, а пятый ω_п5(t) и шестой A_п6(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы подаются на, соответственно, первый и второй аналоговые входы БВС₃.

В БВС₂ третий ω_п3(t) и четвертый A_п4(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы складывают, соответственно, с третьим ω_c3(t) и четвертым A_c4(t) квазипостоянными аналоговыми сигналами приема и формируют, соответственно, сигнал второй восстановленной мгновенной частоты ω₂(t) и сигнал второй восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₂(t). А в БВС₃ пятый ω_п5(t) и шестой A_п6(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы складывают, соответственно, с пятым ω_c5(t) и шестым A_c6(t) квазипостоянными аналоговыми сигналами приема и формируют, соответственно, сигнал третьей восстановленной мгновенной частоты ω₃(t) и сигнал третьей восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей A₃(t).

А далее в БВС₂ (фиг. 4), используя сигнал второй ω₂(t) восстановленной мгновенной частоты в качестве управляющего частотой, формируют первое квазигармоническое частотно-модулированное колебание, которое модулируют по амплитуде, используя для этого сигнал второй A₂(t) восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей и получают первый ωп₁(t) восстановленный переменный аналоговый сигнал. А в БВС₃, используя сигнал третьей ω₃(t) восстановленной мгновенной частоты в качестве управляющего частотой, формируют второе квазигармоническое частотно-модулированное колебание, которое модулируют по амплитуде, используя для этого сигнал третьей A₃(t) восстановленной гильбертовской амплитудной огибающей и получают второй A_п2(t) восстановленный переменный аналоговый сигнал. Эти первый ω_п1(t) и второй A_п2(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы, соответственно с выхода БВС₂ и выхода БВС₃ поступают, соответственно на первый и второй выходы БВСМВС 22.

Пример реализации блока третьей ступени модуляционного восстановления сигнала (БТСМВС) 23 показан на Фиг. 5. Данный блок содержит: второй блок второй ступени модуляционного восстановления сигнала (БВСМВС₂) и третий блок второй ступени модуляционного восстановления сигнала (БВСМВС₃). Первый, второй, третий и четвертый цифровые входы БТСМВС 23 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым цифровыми входами БВСМВС₂, а пятый, шестой, седьмой и восьмой цифровые входы БТСМВС 23 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым цифровыми входами БВСМВС₃. Первый и второй выходы БВСМВС₂ соединены, соответственно, с первым и вторым выходами БТСМВС 23, а первый и второй выходы БВСМВС₃ соединены, соответственно, с третьим и четвертым выходами БТСМВС 23.

Следует заметить, что второй блок второй ступени модуляционного восстановления сигнала (БВСМВС₂) и третий блок второй ступени модуляционного восстановления сигнала (БВСМВС₃), входящие в БТСМВС 23, полностью аналогичны блоку второй ступени модуляционного восстановления сигнала (БВСМВС 22), схема которого изображена на фиг. 4.

Блок третьей ступени модуляционного восстановления сигнала (БТСМВС) 23 (Фиг. 5) работает следующим образом. Индивидуальные цифровые сигналы приема с седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого выходов БРИЦС 20 подаются, соответственно, на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой цифровые входы БТСМВС 23 (фиг. 1), а внутри БТСМВС 23 (фиг. 5) эти сигналы поступают, соответственно, на первый, второй, третий и четвертый цифровые входы БВСМВС₂ и на первый, второй, третий и четвертый цифровые входы БВСМВС₃.

В БВСМВС₂ осуществляют цифроаналоговое преобразование этих индивидуальных цифровых сигналов приема и получают пары из седьмого ω_c7(t) и восьмого A_c8(t), девятого ω_c9(t) и десятого A_c10(t) квазипостоянных аналоговых сигналов приема. А в БВСМВС₃ также осуществляют цифроаналоговое преобразование индивидуальных цифровых сигналов приема и получают пары из одиннадцатого ω_c11(t) и двенадцатого A_c12(t), тринадцатого ω_c13(t) и четырнадцатого A_c14(t) квазипостоянных аналоговых сигналов приема.

Далее в БВСМВС₂ (Фиг. 5), используя, седьмой ω_c7(t) и девятый ω_c9(t), квазипостоянные аналоговые сигналы приема в качестве управляющих частотой, формируют, соответственно, третье и четвертое, квазигармонические частотно-модулированные колебания (косинус фазы), а затем, используя восьмой A_c8(t) и десятый A_c10(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема модулируют по амплитуде эти, соответственно, третье и четвертое, квазигармонические частотно-модулированные колебания и получают, соответственно, третий ω_п3(t), и четвертый A_п4(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы. А в БВСМВС₃, используя одиннадцатый ω_c11(t) и тринадцатый ω_c13(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема в качестве управляющих частотой, формируют, соответственно, пятое и шестое квазигармонические частотно-модулированные колебания, а затем, используя двенадцатый A_c12(t) и четырнадцатый A_c14(t) квазипостоянные аналоговые сигналы приема модулируют по амплитуде эти, соответственно, пятое и шестое квазигармонические частотно-модулированные колебания, и получают, соответственно, пятый ω_п5(t) и шестой A_п6(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы.

Затем третий ω_п3(t) и четвертый A_п4(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы, соответственно с первого и второго выходов БВСМВС₂ поступают, соответственно на первый и второй выходы БТСМВС 23. А пятый ω_п5(t) и шестой A_п6(t) восстановленные переменные аналоговые сигналы соответственно с первого и второго выходов БВСМВС₃ поступают, соответственно на третий и четвертый выходы БТСМВС 23.

Пример реализации блока объединения индивидуальных цифровых сигналов (БОИЦС) 8 показан на фиг. 6. Данный блок содержит: первый преобразователь параллельных цифровых сигналов в последовательный (ППЦСП₁), второй ППЦСП₂, третий ППЦСП₃, дешифратор (деш), первую схему ИЛИ₁, вторую схему ИЛИ₂, первую схему И₁, вторую схему И₂, третью схему И₃, четвертую схему И₄ и пятую схему И₆.

Первый, второй и третий ППЦСП выполняются в виде мультиплексоров или регистров сдвига с параллельным вводом и последовательным выводом информации (например К155ИР1, К555ИР11, К155ИР13). Первый ППЦСП1 (например, при выполнении на основе регистров сдвига) имеет два параллельных информационных входа, являющихся, соответственно, первым и вторым информационными входами БОИЦС 8. Второй ППЦСП₂ имеет четыре параллельных информационных входа, являющихся, соответственно третьим, четвертым, пятым и шестым информационными входами БОИЦС 8. Третий ППЦСП₃ имеет восемь параллельных информационных входов, являющихся, соответственно, с седьмого по четырнадцатый информационными входами БОИЦС 8. Выход первого ППЦСП₁ соединен с первыми входами первой и второй схем И₁, И₂. Выход второго ППЦСП₂ соединен с первыми входами третьей и четвертой схем И₃, И₄, а выход третьего ППЦСП₃ подключен к первому входу пятой схемы И₅.

Кодовый вход дешифратора является кодовым входом БОИЦС 8 (одним из n управляющих входов передающей части 1). Первый выход дешифратора соединен со вторым входом первой схемы И₁. Второй выход дешифратора соединен с первым входом первой схемы ИЛИ₁ и со вторым входом четвертой схемы И₄. Третий выход дешифратора подключен ко второму входу первой схемы ИЛИ₁, ко второму входу третьей схемы И₃ и ко второму входу пятой схемы И₅ (фиг. 6).

Выход первой схемы ИЛИ₁ соединен со вторым входом второй схемы И₂. Выходы с первой по пятую схем И₁, И₂, И₃, И₄, И₅, подключены, соответственно, к первому входу второй схемы ИЛИ₂, к последовательному входу второго ППЦСП₂, к последовательному входу третьего ППЦСП₃, ко второму входу второй схемы ИЛИ₂ и к третьему входу второй схемы ИЛИ₂, выход которой является выходом БОИЦС 8. Цепи подачи синхроимпульсов к первому второму и третьему ППЦСП на схеме не показаны.

БОИЦС 8 (фиг. 6) позволяет преобразовывать в цифровой групповой сигнал два индивидуальных цифровых сигнала (на первой ступене MP), подаваемых на его первый и второй информационные входы, либо шесть аналогичных сигналов (на первой и второй ступенях MP), подаваемых на его с первого по шестой информационные входы, а также четырнадцать аналогичных сигналов (на первой, второй и третьей ступенях MP), подаваемых на его с первого по четырнадцатый информационные входы. Всего вариантов подключения к информационным входам БОИЦС 8 имеется три и в соответствии с этими вариантами оказываются задействованными в разных комбинациях первый, второй и третий ППЦСП. Данные варианты реализуются при помощи кодовых комбинаций, подаваемых на управляющий вход БОИЦС 8 (таблица 1):

Управляющая кодовая комбинация 01, позволяющая задействовать только первый ППЦСП₁, используется только при реализации первой ступени MP, кодовая комбинация 10 - при реализации первой и второй ступени MP, а кодовая комбинация 11 - при реализации первой, второй и третьей ступеней MP.

Блок объединения индивидуальных цифровых сигналов (БОИЦС) 8 (фиг. 6) работает следующим образом. Пусть, например, на кодовый вход дешифратора (кодовый вход БОИЦС 8) с внешних управляющих цепей (не показанных на схеме) подается кодовая комбинация 01, соответствующая работе только первой ступени модуляционного разложения (MP) сигнала. Под действием этой кодовой комбинации, на первом выходе дешифратора появляется уровень логической единицы (лог. 1). Данный уровень прикладывается ко второму входу первой схемы И₁, на первый вход которой подается цифровой сигнал с последовательного выхода первого ППЦСП₁. Все остальные схемы И в это время закрыты уровнями лог. 0 с остальных выходов дешифратора.

На первый и второй параллельные информационные входы первого ППЦСП₁ (первый и второй информационные входы БОИЦС 8) подаются два индивидуальных цифровых сигнала передачи, соответственно, с первого и второго цифровых выходов первого БРС 7₁ (фиг. 1). В ППЦСП₁ (фиг. 6) происходит преобразование этих двух параллельных индивидуальных цифровых сигналов в цифровой групповой сигнал передачи, соответствующий первой ступени MP. Этот групповой сигнал с выхода первого ППЦСП₁ проходит через первую схему И₁ и вторую схему ИЛИ₂ на выход БОИЦС 8.

При подаче на вход дешифратора с внешних управляющих цепей кодовой комбинации 10, на его втором выходе появляется уровень лог. 1, который проходит (через первую схему ИЛИ₁) на второй вход второй схемы И₂ и на второй вход четвертой И₄. Вследствие этого цифровой групповой сигнал передачи, соответствующий первой ступени MP, с выхода первого ППЦСП₁ проходит через вторую схему И₂ и поступает на последовательный вход второго ППЦСП₂. Затем, цифровой групповой сигнал, соответствующий первой и второй ступеням MP, с последовательного выхода ППЦСП₂ проходит через четвертую схему И₄ и вторую схему ИЛИ₂ на выход БОИЦС 8 (фиг. 6).

При подаче на вход дешифратора кодовой комбинации 11 на третьем выходе дешифратора появляется уровень лог. 1, который прикладывается через первую схему ИЛИ₁ ко второму входу второй схемы И₂. Кроме того этот же уровень лог. 1 прикладывается ко вторым входам третьей схемы И₃ и пятой схемы И₅. В результате, цифровой групповой сигнал передачи, соответствующий первой ступени MP, с выхода первого ППЦСП₁ проходит через вторую схему И₂ и поступает на последовательный вход второго ППЦСП₂. А с последовательного выхода ППЦСП₂ цифровой групповой сигнал, соответствующий первой и второй ступеням MP проходит через третью схему И₃ и поступает на последовательный вход третьего ППЦСП₃. Затем, цифровой групповой сигнал, соответствующий первой, второй и третьей ступеням MP, с последовательного выхода ППЦСП₃ проходит через пятую схему И₅ и вторую схему ИЛИ₂ на выход БОИЦС 8 (фиг. 6).

Пример реализации блока разделения индивидуальных цифровых сигналов (БРИЦС) 20 показан на фиг. 7. Данный блок содержит: первый преобразователь последовательного сигнала в параллельные сигналы (ППСПС₁), второй ППСПС₂, третий ППСПС₃, дешифратор (деш), первую схему ИЛИ₁, вторую схему ИЛИ₂, первую схему И₁, вторую схему И₂ и третью схему И₃. ППСПС выполняются в виде демультиплексоров или регистров сдвига с параллельным выводом информации (например К555ИР16, К531ИР24, К533ИР25). Первый ППСПС₁ (например, при выполнении на основе регистров сдвига) имеет два параллельных выхода, являющихся, соответственно, первым и вторым выходами БРИЦС 20. Второй ППСПС₂ имеет четыре параллельных выходов, являющихся, соответственно, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами БРИЦС 20. Третий ППСПС₃ имеет восемь параллельных выходов, являющихся, соответственно, с седьмого по четырнадцатый выходами БРИЦС 20. Последовательный выход первого ППСПС₁ соединен с первым входом второй схемы И₂, а последовательный выход второго ППСПС₂ подключен к первому входу третьей схемы И₃ (фиг. 7).

Информационный вход БРИЦС 20 внутри данного блока подключен к первому входу первой схемы И₁. Кодовый вход дешифратора является кодовым входом БРИЦС 20 (одним из n управляющих входов приемной части 3). Первый выход дешифратора подключен к первому входу первой схемы ИЛИ₁. Второй выход дешифратора соединен со вторым входом первой схемы ИЛИ₁ и с первым входом второй схемы ИЛИ₂. Третий выход дешифратора соединен с третьим входом первой схемы ИЛИ₁, со вторым входом второй схемы ИЛИ₂ и со вторым входом третьей схемы И₃. Выход первой схемы ИЛИ₁ соединен со вторым входом первой схемы И₁, а выход второй схемы ИЛИ₂ соединен со вторым входом второй схемы И₂. Выходы первой И₁, второй И₂ и третьей Из схем И подключены, соответственно, к последовательному входу первого ППСПС₁, к последовательному входу второго ППСПС₂ и к последовательному входу третьего ППСПС₃. Цепи подачи синхроимпульсов к первому второму и третьему ППСПС на схеме не показаны.

БРИЦС 20 (фиг. 7) позволяет разделять цифровой групповой сигнал на два индивидуальных цифровых сигнала (при использовании первой ступени MB), либо на шесть аналогичных сигналов (при использовании первой и второй ступеней MB), снимаемых с его с первого по шестой выходов, а также четырнадцать индивидуальных цифровых сигналов (при использовании первой, второй и третьей ступеней MB), снимаемых с его с первого по четырнадцатый выходов. Всего вариантов снятия индивидуальных цифровых сигналов с выходов БРИЦС 20 имеется три и в соответствие с этими вариантами оказываются задействованными в разных комбинациях первый, второй и третий ППСПС. Данные варианты реализуются при помощи кодовых комбинаций, подаваемых на управляющий вход БРИЦС 20 (таблица 2):

Управляющая кодовая комбинация 01, позволяющая задействовать только первый ППСПС₁, используется только при реализации первой ступени MB, кодовая комбинация 10 - при реализации первой и второй ступени MB, а кодовая комбинация 11 - при реализации первой, второй и третьей ступеней MB.

Блок разделения индивидуальных цифровых сигналов (БРИЦС) 20 (фиг. 7) работает следующим образом. Пусть, например, на кодовый вход дешифратора (кодовый вход БРИЦС 20) с внешних управляющих цепей (не показанных на схеме) подается кодовая комбинация 01, соответствующая работе только первой ступени модуляционного восстановления (MB) сигнала. Под действием этой кодовой комбинации, на первом выходе дешифратора появляется уровень логической единицы (лог. 1). Данный уровень через первую схему ИЛИ₁ поступает на второй вход первой схемы И₁, на первый вход которой подается цифровой групповой сигнал с информационного входа БРИЦС 20. Все остальные схемы И (кроме первой) в это время закрыты уровнями лог. 0 с остальных выходов дешифратора.

Цифровой групповой сигнал приема с информационного входа БРИЦС 20 (фиг. 7) проходит через первую схему И₁ на последовательный вход первого ППСПС₁. В ППСПС₁ осуществляется преобразование (разделение) этого группового сигнала на первый и второй индивидуальные цифровые сигналы приема, которые появляются, соответственно, на первом и втором параллельных выходах ППСПС₁ (первом и втором выходах БРИЦС 20).

При подаче на вход дешифратора с внешних управляющих цепей кодовой комбинации 10, соответствующей работе первой и второй ступеням модуляционного восстановления (MB) сигнала, на его втором выходе появляется уровень лог. 1, который прикладывается ко второму входу первой схемы ИЛИ₁ и к первому входу второй схемы ИЛИ₂. Уровень лог. 1 с выхода ИЛИ₁ и с выхода ИЛИ₂ поступает на вторые входы, соответственно, первой схемы И₁ и второй схемы И₂. Вследствие этого цифровой групповой сигнал приема с информационного входа БРИЦС 20 проходит через первую схему И₁ на последовательный вход первого ППСПС₁, а с его последовательного выхода цифровой сигнал поступает через вторую схему И₂ на последовательный вход второго ППСПС₂. В ППСПС₁ и ППСПС₂ осуществляется преобразование (разделение) этого группового сигнала на первый и второй (в ППСПС₁), третий, четвертый, пятый и шестой (в ППСПС₂) индивидуальные цифровые сигналы приема. Эти индивидуальные цифровые сигналы приема появляются, соответственно, на первом и втором параллельных выходах ППСПС₁ и на первом, втором, третьем и четвертом параллельных выходах ППСПС₂ (с первого по шестой выходах БРИЦС 20).

При подаче на вход дешифратора (фиг. 7) с внешних управляющих цепей кодовой комбинации 11, соответствующей работе первой, второй и третьей ступеней модуляционного восстановления (MB) сигнала, на его третьем выходе появляется уровень лог. 1, который прикладывается к третьему входу первой схемы ИЛИ₁, ко второму входу второй схемы ИЛИ₂ и ко второму входу третьей схемы Из. Уровень лог. 1 с выхода ИЛИ₁ и с выхода ИЛИ₂ поступает на вторые входы, соответственно, первой схемы И₁ и второй схемы И₂. Вследствие этого цифровой групповой сигнал приема с информационного входа БРИЦС 20 проходит через первую схему И₁ на последовательный вход первого ППСПС₁, а с его последовательного выхода цифровой сигнал поступает через вторую схему И₂ на последовательный вход второго ППСПС₂, а с его последовательного выхода цифровой сигнал поступает через третью схему Из на последовательный вход третьего ППСПС₃. В ППСПС₁, ППСПС₂ и ППСПС₃ осуществляется преобразование (разделение) этого группового сигнала на первый и второй (в ППСПС₁), третий, четвертый, пятый и шестой (в ППСПС₂), седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый (в ППСПС₃) индивидуальные цифровые сигналы приема. Эти индивидуальные цифровые сигналы приема появляются, соответственно, на первом и втором параллельных выходах ППСПС₁, на первом, втором, третьем и четвертом параллельных выходах ППСПС₂ и на с первого по восьмой параллельных выходах ППСПС₃ (с первого по четырнадцатый выходах БРИЦС 20).

Пример реализации гильбертовского выделителя мгновенной частоты и амплитудной огибающей (ГВМЧАО), входящего в БРС 7₁, показан на фиг. 8. Данный блок содержит: фазовращатель (ФВ), двухполупериодный выпрямитель (ДПВ), первую дифференцирующую схему (ДС₁), вторую ДС₂, первую схему возведения в квадрат (CBK₁), вторую СВК₂, первую схему умножения (СУ₁), вторую СУ₂, сумматор, схему вычитания (СВ), схему извлечения квадратного корня (СИКК) и схему деления (СД).

Первым входом ГВМЧАО (фиг. 8) являются параллельно соединенные вход ФВ, вход первой ДС₁ и первый вход второй СУ₂. Вторым входом ГВМЧАО является вход второй СВК₂. Выход ФВ подключен ко входу второй ДС₂, к первому входу первой СУ₁, а через ДПВ соединен со входом первой CBK₁. Выходы первой и второй ДС соединены со вторыми входами, соответственно, первой СУ₁ и второй СУ₂, выходы которых подключены, соответственно, к первому и второму входам СВ. Выход СВ соединен с первым входом СД, выход которой является первым выходом ГВМЧАО. Выходы первой и второй СВК подключены, соответственно, к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен со вторым входом СД и со входом СИКК, выход которого является вторым выходом ГВМЧАО.

Гильбертовский выделитель мгновенной частоты и амплитудной огибающей (ГВМЧАО) (фиг. 8), входящий в первый БРС 7₁, работает следующим образом. Полосовой аналоговый сигнал S(t) с первого входа ГВМЧАО подается на вход ФВ, в котором осуществляется сдвиг фазы спектральных составляющих данного сигнала на 90°. Таким образом, формируется сопряженный по Гильберту сигнал S₁(t) от полосового аналогового сигнала S(t). Поворот фазы спектральных составляющих на 90° может быть осуществлен фазовращателем как в низкочастотной области на основе аналоговых или цифровых методов (например, с помощью БПФ преобразования со сменой знака коэффициентов преобразования при Sin составляющих и ОБПФ) так на основе переноса спектра в высокочастотную область с последующим поворотом фазы на 90° и возвратом в низкочастотную область.

Далее, из полученного таким образом первого комплексного сигнала, состоящего из S(t) и S₁(t), выделяют сигнал первой мгновенной частоты ω(t) и первой гильбертовской амплитудной огибающей A(t), согласно [2] и [3].

Для выделения ω(t) сигнал S(t) с первого входа ГВМЧАО подается на вход первой ДС₁ и на первый вход второй СУ₂, а сигнал S₁(t) с выхода ФВ поступает на вход второй ДС₂ и на первый вход первой СУ₁ (фиг. 8). Сигнал, соответствующий производной от S(t), с выхода первой ДС₁ прикладывается ко второму входу первой СУ₁, где перемножается с S₁(t), а сигнал, соответствующий производной от S₁(t), с выхода второй ДС₂ прикладывается ко второму входу второй СУ₂, где перемножается с S(t). Результаты перемножения с выхода первой СУ₁ и выхода второй СУ₂ подаются затем, соответственно, на первый и второй входы СВ. Сигнал, соответствующий результату вычитания, поступает далее на первый вход СД.

Сигнал на втором входе ГВМЧАО представляет собой колебание после двухполуперидного выпрямления (без фильтрации) полосового аналогового сигнала в ДПВ 11 (фиг. 1). Этот выпрямленный сигнал подается на вход второго СВК₂ (фиг. 8). А сигнал с выхода ФВ после двухполупериодного выпрямления (без фильтрации) в ДПВ поступает на вход первого CBK₁. Эти выпрямленные сигналы S(t) и S₁(t), после возведения в квадрат, соответственно, во второй СВК₂ и первой CBK₁, с выходов данных схем поступают, соответственно, на второй и первый входы сумматора. После этого сигнал соответствующий [5]:

с выхода сумматора подается на второй вход СД. В результате проведения операции деления на выходе СД (первом выходе ГВМЧАО) оказывается сигнал мгновенной частоты ω(t).

Для выделения гильбертовской амплитудной огибающей A(t), сигнал с выхода сумматора подается на вход СИКК, где после извлечения квадратного корня на выходе данной схемы (втором выходе ГВМЧАО) оказывается сигнал, соответствующий A(t).

Схемы, выполняющие операции, подобные ГВМЧАО, приведены, например в книге: Михайлов В.Г., Златоустова Л.В. «Измерение параметров речи» М. Радио и связь, 1987, с. 15, рис. 1.4., а также в книге Дворяшин Б.В., Кузнецов Л.И. «Радиотехнические измерения». М. Сов. Радио, 1978, с. 171, рис. 8.7.

Блок объединения цифровых групповых сигналов (БОЦГС) 5 (фиг. 1) выполняется на основе регистров сдвига с параллельно-последовательными входами и последовательными выходами или мультиплексора и может быть реализован в том числе на базе схемы, аналогичной БОИЦС 10. Цепи подачи синхроимпульсов к БОЦГС 5 на схеме не показаны.

Блок разделения цифровых групповых сигналов (БРЦГС) 17 (фиг. 1) выполняется на основе регистров сдвига с последовательным входом и параллельно-последовательными выходами или демультиплексоров и может быть реализован в том числе на базе схемы, аналогичной БРИЦС 20. Цепи подачи синхроимпульсов к БРЦГС 17 на схеме не показаны.

Генератор управляемый напряжением (ГУН) 28 (фиг. 1), входящий в первый БВС 211 представляет собой низкочастотный ЧМ генератор, частота на выходе которого соответствует величине напряжения сигнала на его входе (см., например, под ред. Пирогова А.А. «Вокодерная телефония» М. Связь, 1974, с. 187, рис. 3.50).

Использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяет повысить качество передачи информационных сигналов за счет использования всего спектра каждого из n полосовых аналоговых сигналов, на которые разбит входной информационный аналоговый сигнал. Такое использование всего спектра каждого из n полосовых аналоговых сигналов на каждой из трех ступенях модуляционного разложения позволяет повысить точность формирования квазипостоянных параметров модуляционного разложения, по которым на приемной стороне осуществляется восстановление информационного аналогового сигнала. Кроме того, повышение качества передачи информационных сигналов позволяет уменьшить скорость цифрового сигнала в канале.

Качество передачи информационных сигналов при использовании всего спектра каждого из n полосовых аналоговых сигналов в предложенном способе обеспечивается за счет того, что в этом случае более качественно передается тонкая структура звуковых сигналов: период и скорость изменения основного тона, ширина и форма спектра, динамический диапазон, формантная структура сигнала и т.д. При этом повышение или снижение качества передачи сигнала обеспечивается увеличением или уменьшением числа полос n, на которые разбивается исходный аналоговый сигнал, а также за счет увеличения или уменьшения числа ступеней модуляционного разложения. Например, при уменьшении числа полос до n=2 и задействовании только первой и второй ступеней модуляционного разложения, скорость передачи цифрового сигнала в канале будет не более 1200 бит/с.

С помощью предлагаемого способа и устройства могут передаваться как речевые сигналы, так и сигналы звукового вещания, а также любые аналоговые сигналы (служебные, передачи данных через модемы и т.д.).

Предлагаемые способ и устройство могут найти применение в цифровых системах передачи. Их использование позволит повысить качество передачи любых информационных сообщений и снизить скорость передачи в канале связи.

Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения предполагается получить за счет обеспечения высокого качества передачи и приема информационных аналоговых сигналов при сравнительно низких скоростях передачи или ограниченной отводимой полосе частот. Экономический эффект может быть получен также за счет снижения скорости передачи цифрового сигнала и увеличения вследствие этого количества цифровых каналов.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в цифровых системах передачи. Технический результат - повышение качества передачи информационных аналоговых сигналов и уменьшение скорости цифрового сигнала. Для этого в способе осуществляют разбиение информационного аналогового сигнала на n полос и формирование с помощью преобразования Гильберта из каждого полосового аналогового сигнала квазипостоянных и переменных аналоговых сигналов, связанных с параметрами мгновенной частоты и гильбертовской амплитудной огибающей полосового аналогового сигнала. Затем из переменных аналоговых сигналов на второй и третьей ступенях модуляционного разложения снова формируются 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 после оцифровки передаются на приемную сторону, где по ним осуществляется восстановление аналогового сигнала. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

1. 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, 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 (косинус фазы) 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 n групповых аналоговых сигналов приема и формирование восстановленного аналогового сигнала,
отличающийся тем, что на передающей стороне 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.

2. Устройство для осуществления способа 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 цифроаналоговый 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,
отличается тем, что дополнительно введены в передающей части в каждый из n блоков обработки сигналов передачи 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 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.