Компенсатор взаимных помех в многоканальных системах связи с частотным разделением каналов Советский патент 1983 года по МПК H04B3/04 H04B3/32 

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться на действующих .системах многоканальной связи, с частотным разделением каналов. .

Известен компенсатор взаимных . помех в многоканальных системах свя|зи с частотным разделением ка-налов, содержащий последовательно соединенные первый формирователь компенсирующего сигнала и сумматор, ф.орми{5ователь управляющих сигналов, первый выход которого. соединен с :. первыми входами первого и второго преобразователей частоты, выход первого из которых соединен с входом формирователя управляющих сигналов И.с первым и вторым входами блрка. определения ошибки, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом второгопреоб-; разователя частоты, второй вход, которого соеди-нен с выходом сумматора, и с вторым .выходом -формирователя управляюцих с.игналов,, третий выход которого соединен С первым входом блока управления, а второй вход. и выход cy vi 1aтopa являются соответственно входом и выходом компенсатора Г1. . . . . - . . Однако известный компенсатор имеет низкую точность компенсации.

Цель изобретения - повьшление. точности кo 4пeнcaции путем подавлен-ия помех .нелинейности. . .

Поставленная цель достигается тем, что, в компенсатор взаимных помех в многоканальных системах связи.с. частотным разделением каналов содержащий последовательно соединенные первый формирователь крмпенси;:рующего сигнала- и сумматор, формирователь управляющих сигналов, первый выход- которого соединен с перв{лми входами первого и второго преобразователей частоты, выход первого из которых соединен с входом формирователя управляющих сигналов и с первым и вторым входами блока -опре.деления ошибки, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом второго преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом сумматора, и с вторым выходом формирователя управ-, ляющих сигналов, третий выход которого соединен .с первым входом блока управления, а второй вход и выход сумматора являются соответственно входе и выходом компенсатора, введены два перемнЪжителя, второй формирователь комп.енсирующего сигнала, первый переключатель, блок памяти, аналого-цифровой преобразователь и второй переключатель, при этом пе вый и второй входы первого перемнож1теля и первый вход второго перемножителя соединены с входом ксяипенсат

ра,- выход первого перемножителя соединен с входом первого формирователя компенсирующего сигнала, .вход

управления-которого соединен с первым выходом первого переключателя,

и с первым входом второго переключа теля и с вторым входом второго пере|мно)хителя, выход которого соединен с вторым входом второго.переключателя и входом второго формирователя компенсирующего сигнала, в,ыход и вход управления которого соединены, соответственно, с третьим входом сумматора и вторым выходом первого переключателя,первый и второй вхо- ды которого соединены соответственно с четв.-ертым выходом формирователя управляющих сигналов и с выходом блока управления, соответствующие

.входы которого соединены соответ- ственно с выходами .аналого-цифрового преобразователя и блоком памяти, входыуправления которых соединены с вторым выходом ф.ормирователя управляющих сигналов, четвертый выход которого, соединен с третьим входом

второго переключателя, а соответствующие в.ыходы блока .определения ;оЕ11ибки соединены с входами аналогоцифрового преобразователя.

На чертеже представлена структурная электрическая схема компенсатора. .

Компенсатор взаимных помех в многоканальных системах связи содержит . первый переключатель 1, первый формирователь 2 компенсирующего сигнала, сумматор 3, второй формирователь 4 компенсирующего сигнала, первый и второй перемножителя 5 и 6 соответственно, формирователь 7 управляющих сигналов,, состоящий из гетеродина 8 и блока 9 поиска, первый преобразователь 10 частоты, состоящий из модулятора 11 и полосово-го фильтра 12, второй преобразователь 13 частоты, состоящий из модулятора 14 и полосового фильтра 15, блок 16 определения ошибки, состоящий из фазовращателя 17, двух перемножиуелей 18 и 19, двух фильтров нижних частот 20 и 21 и двух блоков 22 и 23 стробирования, аналого-цифровой преобразователь 24, второй переключатель 25, блок 26 памяти/ блок

27 управления, состоящий из векторного ключа 28, векторного сумматора

29и двух векторных перемножителей

30и 31..

Компенсатор работает следующим образом. 0.

в период компенсации помех нели-, нейности второго порядка на передающей стороне перестраиваемый генератор вырабатывает контрольный сиг5 н;чп, состоящий из двух гармонических

колебаний с частотами Кш и Сш т. 5(i) Ug(cos1(u; t+cos tUjjij,

гдеЬ ш , L си - соответственно

верхняя к нижняя

. , границы частотного диапазона информа- . ционного сигнала.

Проходя ПОтракту передачис нелинейной амплитудной характеристикой, содержащей свадратическую составляющую, контрольный сигнал порождаеТ; помехи, нелинейного происхождения второго порядка. Для их компенсации в первом перемножителе 5 из входного сигнала формируется оценка 52()52 (jt) продуктов нелинейности s2((jw; которые; подаются на вход первого формирователя 2 компенсирующего сигнала и далее на вход сукп атора 3. С помощь первого формирователя 2 формируется оценка (jtoj коэффициента передачи Xj (/«)). Так как величина fp равна разности частот между спектрами соседних канальных сигналов, то при целых k и С контрольные помехи нелинейности, будут всегда попадать в межканальные промежутки спекра группового сигнала и поэтому могут быть выделены и измерены на приеме лрямо в процессе передач-н канальных сигналов. Для этого во время передачи каждо пары колебани с частотами на приемной стороне гетеродин 8-поочередно вырабатывает многогармонические колебания с частотами (IctOp+tu. ) H( 4 ш - ЕЫр) Совместная рабчэта генераторов пер.едачи. и приемка . обеспечивается блоком 9 поиска. С псяиощью колебаний гетеродина 8 частота компенсирующего сигнала и частота помехи нелинейного происхождения с выхода сумматора -3 при любых t( и 2 преобразуется в .промежуточную частоту lo-, . .Таким образом, на выходе преобразователя 10 частот при любых 1с и 6 всегда вырабатывае,тся моногармоническое колебани частоты. и. , соответствующее сигналу компенсации, а на выходе преобразователя IJ частоты - соответствующее остаточной помехе нелинейного происхождения.

В блоке 16 определения сяиибки осуществляется выделение синфазной ЕС (1) и квадратурной Е (1с, ) составляющих ошибок путем когерентного детектирования с-игнала с выхода сумматора 3.

Поиск оптимальных парш ютров cif, первого формирователя 2 ксмпенсирующего сигнала осуществляется в соответствии с критерием минимума среднего квадрата ошибки на основе градиентной процедуры оптимизации. При этом алгоритм работы компенсатора имеет следующий вид:

2 2 . «„(iti, o,0) i: )).

КгХ К-К .

xui|jhat+,e(k:,e)sin(ic-n|iUj, (1с-е)«

° о э(1)(-)%ПЛ)г

где п 0,1,...,N .

, kjUjjj- нижняя и верхняя

границы частотного . диапаз.она, Б пределах которых компенсируются помехи нелинейности, с ифазная и квадратурная составляющие остаточной ошибки компенсации для суммарных ,про. дуктов нелинейности; E(i(,K;,€(k,e)- синфазная и квадра- турная составляю. щие остаточной

ошибки компенсации . для разностных продуктов нелинейности; д- постоянный множитель, определяющий

скорость сходимос.ти алгоритма;

Cos() dt , - постоянные коэффиSinfktEJhuJp at :циенты, вычисленные заранее и хранящиеся в блоке 26 памяти,- .

i - номер итерации параметра я„Формирование градиента осуществляется в векторных перемножителях 30 и 31 в векторном сумматоре 29. Вначале формируется составляющая

градиента для суммарных продуктов

нелинейности, а затем с помощью этих же блоков формируется составляющая градиента для разностных продуктов нелинейности. После суммирования составляющих градиена по всем

k и t. по упрвлякйцему сигналу с выхода блока 27 управления через векторный переключатель 1, находящийся в верхнем положении, поступает сигнал на уравняющие входы регуляторов усиления „ первого формирователя.

В такой последовательности про- . цесс настройки компенсатора длится несколько десятков циклов без перерыва связи по каналам ТЧ.

После завершения процесса компенсации продуктов нелинейности второго порядка начинается компенсация продуктов нелинейности третьего порядка.. Для этого второй переключатель 25 и первый переключатель 1 по управляющему сигналу с выхода формирователя 7 переводятся в другое положение. На передающей стороне перестраиваемый генератор начинает вырабатывать трехчастотные контрольные сигналы i I )Uo (C05lcuijjt+coseu)j, mwptj, .SJ;;4 4J 4S4JНа приемной стороне в гетеродине 8 во время передачи каждой тройки контрольных колебаний с частотами , ujp , Titpo вырабатываются поочередно многогармонические колебания с частотами (Wp4uj,+ ewj,+hiu)o); (f:u)g4U)Wj,-mu),) ; ( + niujg);(,-ew,. С помощью этих колебаний частота компенсирующего сигнала с входа второго формирователя 4 и частота результирующей помехи .с выхода сумм тора 3 преобразуются в промежуточну частоту U). Далее процесс компенсации помех третьего порядка происходит аналогично компенсации помех второго порядка в соответствии с алгоритмом 2 2 2 ( и СП . ( с 1 1 / X cos (f + e+m) iWjj п л-t+g (U e m)5i n f 4+p m) X Wjj ил e;J(ife e т)соз (-k е-т)со„ плч (()( ) xcos(-e-m) Wp hA-t-f (1c e rnjsin(-k-( xu; nA-t4e--()cos(K-P-m)Wpn4t-f +e()sin(k-e-m)c y0natl , где /f, постоянный множитель, определяющий скорость сходи мости алгоритма. Составляющие ошибки в данном алгоритме так же, как и в случае компенсации помех второго порядка, Формируются на выходах блока 16, а в цифровом виде - на выходах аналого-цифрового преобразователя 24. Синусы и косинусы, зависящие от Ч , С , m , п , вичисляются заранее и хранятся в блоке 26 памяти. Процесс настройки компенсатора помех нелинейности третьего порядка также длится несколько десятков циклов без перерыва связи по каналам тональной -частоты. Так как количество контрольных колебаний не должно быть больше трех, то - ихуровень можно сделать доста- . точно высоким, чтобы обеспечить хорошую защищенность контрольных сигналов на приеме. Для устранения влияния измерительных сигналов самой аппаратуры многоканальной передачи на входе перемножителей 5 и б могут быть поставлены соответствующие р.ежекторные фильтры.: Таким образом, предлагаемый компенсатор позволяет принципиально по-новому решать, задачу борьбы с помехами нелинейности второго и третьего порядков, возникающими в трактах многоканальных систем передачи. Применение таких компенсаторов особенно необходимо в системах мно-. гоканальной передачи, рассчитанных на большое число каналов например, в системах К-1920, К-ЗбОО, К-1 10800 , так как компенсация осуществляется без закрытия связи по каналам тональной частоты. В связи с широким внедрением в народное хозяйство специализированных вычислителей все функции компенсатора могут быть возложены на один процессор с малым быстродействием. Такой процессор может выполнять одновременно функции компенсатора помех от линейных переходов, компенсатора нелинейных помех, а так-же функции компенсатора частотных искажений, возникающих в трактах передачи. Компенсация помех нелинейности, в свою очередь., позволит снизить требования к групповым усилиям многоканальных систем передачи и, как следствие, существенно удешевить их производство.

КОМПЕНСАТОР ВЗАИМНЫХ ПОМЕХ В МНОГОКАНАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные первый формирователь компенсирующего сигнала и сумматор, формирователь управляющих сигналов, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго преобразователей частоты, выход первого из которых соединен с входом формирователя управляющих сигналов и, с пергвым и вторым входами блока определения ошибки, третий и-четвертый входаа которого соединены соответственно с выходом второго преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом .сумматора, и с вторым выходом формирователя управляющих сигйалов, третий выход которого соединен с первым входом блока управления, а второй вход и выход сумглатора являются соответственно входом и выходом компенсатора, отлича-ющийся тем, что, с целью повышения точности компенса.цин.путем подавления помех нелинейности, введены два перемножителя, второй формирователь, компенсирующего сигнала, первый переключатель, блок памяти, аналого-цифровой преоб-; разователь и второй переключатель, при этом .первый и второй входы первого перемножителя и первый вход второго перемножителя соединены с входом компенсатора, выход первого перемножителясоединен с входом первого формирователя компенсирующего сигнала, вход управления которого соединен с первым выходом первого переключателя, и с первым входом второго переключателя и с вторым входом второго перемйожителя, выход которого соединен с вторьлм Входом второго переключателя и входом рого формирователя компенсирующего сигнала, выход и вход управления которого соединены соответственно с третьим входом сумматора и вторым выходом первого переключателя, первый / и второй входы которого соединены соответственно с четвертым выходом формирователя управляющих сигналов и с выходом блока управления, соот ел ветствующие входы которого соединены соответственно с выходами аналого-цифрового преобразователя и 4 О О1 блоком памяти, .входы управления которых соедине.ны с вторым выходе формирователя управляющих сигналов, четвертый выход которого соединен с третьим входом второго переключателя, а соответствующие выходы блока определения ошибки соединены с входами аналого-цифрового преобразователя.