Система связи Советский патент 1988 года по МПК H04B7/185 H04B7/22 

-Изобретение относится к технике связи и может быть применено в систв мах радиорелейной, тропосферной, спутниковой и кабельной связи для повышения помехоустойчивости приема при действии импульсных помех.

Известны устройства, содержащие приемник, к выходу которого подключен формирователь импульсов, который в момент появления импульсной помехи на входе приемника формирует импульсньй сигнал, запирающий канал вьщеления полезного сообщения. Отрезок полезного сообщения, пораженного импульсной помехой, восстанавливается путем экстраполяции на основе принятой ранее реализации.

Недостатком известных устройств является невозможность восстановления полезного сообщения в тех случаях, когда длительность импульсной помехи превышает длительность корре ляции полезного сигнала.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является система связи, содержащая На передающей стороне источник информации, модулятор, выход которого соединен с передатчиком, а на приемной стороне - приемник, соединенный с входами демодулятора и блока обнаружения импульсных помех, а также фильтр видеочасто ы.

Недостаток данного устройства низкая помехоустойчивость в условиях действия импульсных помех.

Цель изобретения - повьшёние помехоустойчивости в условиях, действия импульсных помех.

Для этого в систему связи, .содержащую на передающей стороне источник информации, модулятор, выход которого соединец с передатчиком, а на приемной стороне - приемник, соединенны с входами демодулятора и блока обна РЗ жения импульсных помех, а также фильтр видеочастоты, на передакнцей стороне введены синхрогенератор, дискретизатор и последовательно соединенные формирователь избыточных сигналов, первый сумматор, фильтр ввдеочастоты, дополнительный модулятор и второй сумматор, выход которого соединен с входом модулятора, а второй вход второго сумматора объединен с входом дискретизатора и соединен с источником информации, а опорные выходы синхрогенератора соединены соответственно с опорными входами формирователя избыточньпс сигналов и дискретизатора, m выходов которого соединены с сигнальнь1ми входами формиро- вателя избыточных сигналов, гетеро- . динный выход синхрогенератора соединен с соответствующим входом дополнительного модулятора, а на приемной

Q стороне введены последовательно соединенные блок элементов совпадения, блок задержки, блок элементов памяти и первый сумматор, последовательно соединенные дискретизатор, второй .

J сумматор и линия задержки, последовательно соединенные дополнительный модулятор, дискретизатор избыточных сигналов и блок восстановления отсчетов, а также блок ключей и синхроQ генератор, причем выход блока обнаружения импульсных помех соединен с входами блока элементов совпадения и входами блока ключей, выход линии задержки соединен с входом первого

5 сумматора, выход которого соединен

с входом фильтра видеочастоты, выход . демодулятора соединен с входами дополнительного, демодулятора, дискретизатора и синхрогенератора, опорные выходы которого соединены соответственно с опорными входами блока восстановления отсчетов и дискретизатора избыточных .сигналов, вторыми входами блока элементов совпадения и вторыми входами блока ключей, выходы которого соединены с входами дискретизатора, выходы которого соединены с вторыми входами блока восстановления отсчетов,, выходы которого соединены с вторыми входами блока элементов памяти.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема передающей стороны системы связи; на фиг, 2 - структурная электрическая схема приемной стороны; на фиг. 3 - временные диаграммы.

Устройство содержит на передающей стороне источник 1 информации, передатчик 2, модулятор 3, дискретизатор 4, синхрогенератор 5, формирователь . 6 избыточной информации, сумматоры 7, 8, фильтр 9 видеочастоты, дополни- . тельный модулятор 10,канал связи П, на приемной стороне - приемник 12,

5 демодулятор 13, блок обнаружения 14 импульсной.помехи, блок 15 элементов совпадения, блок 16 задержек, блок 17 элементов памяти, блок 18 ключей. синхрогенератор 19, дополнительный демодулятор 20, дискретизатор 21 избыточных сигналов, блок 22 восстанов ления- отсчетов, дискретизатор 23, , сумматоры 24, 25,.линию 26 задержки, фильтр 27 видеочастоты, фильтр 28 и блок 29 дискретизации. Устройство работает следующим образом. Источник 1 формирует аналоговый сиг нал a(t), верхняя частота спектра котот рого равна fg. 3Tot сигнал подается на вход дискретизатора 4, на опорные входы которого подаются опорные сигналы синхрогенератора 5, представляющие собой последовательность строби рующих импульсов с частотой повторе„ 2f в ния, равной --, которая в m раз меньше, чем частота отсчетов, необходимая согласно теореме Котельникова, для неискаженного восстановления сообщения a(t) по его отсчетам. Приведены временные соотношения , между стробирующими импульсами (фиг. 3 а-в), поступающими на различные опорные входы дискретизатора 4 с синхрогенератора 5 для случая, когда m 3. В дискретизаторе 4 функ ция a(t) (фиг. Зг) отдельно модули-, рует по амплитуде каждую из последовательностей стробирующих импульсов (фиг 3 д-з). В результате на выходах дискретизатора 4 будет модулированны.х последовательностей импульсов (фиг. 3 д-з). Модулированные последовательности с выходов дискретизатора 4 поступают на входы формирователя 6. С .синхрогенератора 5 на входы формирователя 6 поступают также m последовательностей стробирующих импульсов, в каждо из которых частота повторения импуль 2fa . сов равна гг где М т. Для случая когда М m 3, эти последовательно сти показаны на фиг. 3 и-л. В формирователе 6 импульсы, действующие на i-м опорном входе, модулируются по амплитуде напряжением,. полученнь1м в результате усреднения М предьщущих отсчетов, действующих на i-OM входеЭТОГО формирователя 6, Таким образом, на 1-ом выходе формирователя 6 в моменты времени,. равные м(1-1 )+i-OiriTg, будет действовать отсчет ajk, имеющий следующее значение Модулированные последовательности отсчетов, действующие на выходе формирователя 6, показаны на фиг. 3 м-о. Эти последовательности поступают в сумматор 7, где объединяют поступающие последовательности :(фиг. Зп), после чего сигнал, пройдя фильтр 9, поступает на дополнительньй модулятор 10, в котором осзш(ествляется мо- дулящ1Я гармонического сигнала частоты Гц, поступающего с синхрогенератора. 11ри дискретных методах передачи гармонический сигнал Г., подвергается в дополнительном модуляторе 10 манипуляции дискретным сигналом. Частота гармонического сигнала выбирается так, чтобы спектр сигнала S(t), действующего .на выходе дополгштельного модулятора 10, лежал вне полосы частот, занятой полезным сообщением. В сумматоре 8 полезньй, a(t) и дополнительный S(t) сигналы складываются, и на модулятор 3 поступает сигнал V(t) a(t) + S(t), где сигнал V(t) преобразуется в форму, пригодную для передачи, по каналу связи 1.1. Для этого может использоваться AM, ЧМ либо любая другая модуляция. Передатчик 2 обеспечивает необходимую для передачи по каналу связи 11 мощность передаваемого сигнала. В приемном устройстве сигнал, прошедший канал связи 1I, поступает на вход приемника 12 и на выход демодулятора 13, при отсутствии шумов и помех будет действовать напряжение V(t) A(t) + S(t). Этот сигнал поступает на входы дискретизатора 21, дополнительного демодулятора 20 и синхрогенератора 19. Дискретизатор 23 содержит подключенный к входу фильтр 28 с полосой, равной f.g . Этот фильтр из , сигнала V{t) выделяет полезный сигнал a(t). Выход фильтра 28 подключен к входу блока 29 дискретизации, который идентичен по построению дискретизатору 4. Последовательности стробирующих импульсов с синхрогенератор.а 19 поступают на дискретизатор 21 через блок 18. В том случае, когда на вход приемника. 12 приходит импульс 1ая помеха, на выходе блока обнаружения

14 возникает импульс, которьй закрывает на время,.равное длительности этого импульса, один из ключей блока 18, блокируя прохождение соответствующего стробирующего импульса на опорньй вход дискретизатора 23, I Штриховкой (фиг. За) показан стррбирующий импульс, заблокированный импульсом помехи.

Временные диаграммы (фиг, 3 д-з) относятся к сигналам, действующим на выходах дискретизатора 23, в котором осуществляется дискретизация сигнала a(t), вьщеленного фильтром 28, Сам сигийл и его отсчеты после сумматора 25 показаны на диаграмме (фиг; Зг),

Вследствие блокирования соответствующих стробирующих импульсов на опорных входах дискретизатора 23, пораженные помехой отсчеты сигнала a(t) исключаются из числа отсчетов, поступающих на выход дискретизатора 23, как показано на диаграммах (фиг, Зг, Зд) штриховкой.

Таким образом, на i-м выходе дискретизатора 23 формируются отсчеты

k

где а - значения k-ro отсчета, действзтющего на i-м выходе дискретизатора 4, а |i|( 1, ,если импульсная помеха отсутствует, и Sj О, если такая помеха поражает полезньй сигнал.

Последовательности стробирующих импульсов, действующих на входах ключей блока 18, поступают также на входы элементов блока 15, которые управляются и пyльcaми, поступающими с выхода .блока обнаружения 14, Эти импульсы открывают элементы совпадения блока 15, пропуская на выход те из импульсов стробирующих последовательностей, прохождение которых на опорные входы дискретизатора 23 блокируются.

Пропущенные элементами блока 15 импульсы поступают на блок 16 задержек,на i-ом выходе которого действу ет импульс, прошедший через элемент блока 15 и заде15Ханный на время,

равное, гг- , На диаграмме (фиг. За)

в временное положение импульса 1у,

пропущенного блоком 16 и задержанного на (так как m М 3), о

казано заштрихованным треугольником. Этот задержанный.импульс поступает на вход блока 17, в котором к этому времени записан восстановленный оттечет принимаемого сигнала a(t), стертый в результате действия импульсной помехи.

Отсчеты сигнала a(t), действующие на выходе сумматора 25,-задерживаются линией 26 задержки

на

время

тМ

-, ,равное времени задержки импуль2Г„

сов в блоке 16 задержек. На диаграм5 ме (фиг, Зг) стрелкой показано как сдвигаются в линии 26 задержки отсчеты сообщения a(t) и какое временное положение займет задержанный.стертьй отсчет. Из диаграмм (фиг. За, Зг)

0 видно, что считывание оценки стертого импульса, хранимой в блоке 1/, осуществляется в момент, когда соответствующий импульс полезного сообщения должен появиться на выходе сумматора

5 24, Эта оценка вставляется с помощью сумматора 24 в общую последовательность, отсчетов полезного сообщения. Таким образом, на входе фильтра 27 действует последовательность отсчетов

0 полезного сообщения, в которой восстановлены все отсчеты стертые в результате появления импульсной помехи на входе приемника 12. Фильтр 27, имеющий полосу 1/2 fg, где 2fg - чаg стОта отсчетов, действующих на его входе, осуществляет выделение восстановленного полезного сигнала a(t),

Дпя восстановления стертых отсчетов используется сигнал S(t), коQ торьй вьщеляется из сигнала V(t), действующего на выходе демодулятрра 13, с помощью дополнительного демодулятора 20, В случае, когда S(t) амшштудио-модулированньй сигнал, лиg бо фазоманипулированньй, демодулятор 20 представляет собой синхронньй детектор, на опорньй вход которого с синхрогенератора 19 подается гармоническое колебание частоты f, синхронное с колебанием несущей частоты сигнала S(t),

Эта синхронность достигается путем синхронизации колебаний, вь1рабатываеМых синхрогенератором 19, сигс налом частоты.fн, который.вьоделяетая из сигнала S(t). В случае, когда, например, S(t) - амплитудно-модулированньй сигнал, выделение синхронизирующего сигнала частоты f может быть осуществлено с помощью обычного узко полосного фильтра, настроенного на частоту Гц . При фазовой манипуляции для выделения синхронизирующего сигнала может использоваться схема Костаса, Пистолькорса и т.п. В технике связи известны бхемы выделения сигнала с частотой Гц при различных методах модуляции, используемых для формирования сигнала S(t). | На выходе дополнительного демодулятора 20 действует сигнал ao(t), который, как и сигнал a(t), может быть поражен импульсной помехой, Этот сигнал подается на вход дискре тизатора 21, на m опорных входов которого с синхрогенератора 19 поступа ет m последовательностей стробирующи импульсов с частотой повторения . л равной - ,- где М m (фиг. 3 и-л) тМ В дискретнааторе 21 каждая из поступающих импульсных последовательностей модулируется по амплитуде сигналом aa(t), и в результате на i-м выходе появляется i-ая модулированна последовательность стробирующих тгпульсов, показанная на диаграммах (фиг, 3 м-о), Таким образом, на i-м выходе дискретизатора 21 формируются отсчеты где определяет.ся формулой, С 1гго выхода дискретизатора 21 модулированные импульсы поступают на один из входов i-гб блока 22 восстановления отсчетов, на другой вход которого поступают модулированные по амплитуде импульсы с i-ro выхода дис кретизатора 23, В этом блоке осуществляется форми рование напряженийj равных 8м-1 Vig Mafg - 21 p,-a,-j. j-«u-o Если лишь один из коэффициентов Rj равен нулю, то следует, что . V;j а,-,, , т,е,, когда импульсная помеха пораж ет лишь один отсчет в последонательности из М отсчетов, появляющихся на i-M ,выходе дискретизатора 23, то в блоке 22 осуществляется его восстановление, С помощью импульсов, поступающих на блок 22 с синхрогенератора 19, восстановленный отсчет записывается в блок 17, Считывание этого отсчета осуществляется, как это уже отмечалось ранее, импульсами, поступакяци- ми в блок 17с i-ro выхода блока 16 задержек. Процесс перезаписи из блока 22 в блок ,,17 осуществляется периодически. При этом запись нового назначения напряжения вызывает стирание хранимой в ней информации независимо от того считывалось или нет из блока 17 хранимое в ней напряжение. Поэтому искажения отсчетов &. не приводит к неправильному восстановлению отсчетов . а-, полезного сообщения в том случае, если импульсная помеха поражает лишь один из М отсчетов, действующих на i-M выходе дискретизатора 23, Следует также отметить, что в блоке 22 должна быть предусмотрена вспомогательная задержка на время То между моментами формирования напряжений V;j и их перезаписи в блок 17, Равная Т дополнительная задержка долж на быть также в каждом канале блока 16 задержек и в линии 26 задержек. Таким образом, в заявляемой системе связи достигается высокая помехог устойчивость приема при действии мощных импульсных помех. Применение предлагаемой системы связи на радиорелейных, спутниковых и кабельных линиях связи позволит обеспечить высокие качественные показатели даже в тех случаях когда в этих линиях действуют мощные импульсные помехи, обусловленные в радиосвязи излучениями радиолокационных установок, а в кабельной связи помехами от грозовых разрядов, несовершенством устройств коммутации каналов и другими причинами, В радиосвязи применение данной системЫ; связи-позволяет существенно улучщить условия электромагнитной совместимости магистральных линий связи и систем радиолокации и, следователь«но, уменьшить необходимый частотнотерриториальный разнос Между ними.

СИСТЕМА СВЯЗИ, содержащая на передающей стороне источник информации, модулятор, вькод которого соединен с передатчиком, а на приемной стороне - приемник, соединенньй с входамидемодулятора и блока обнару-/ жения импульсных помех, а также фильтр видеочастоты, о тли ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в условиях действия импульсных помех, на передающей стороне введены сйнхрогенератор, дискретизатор и последовательно соединенные формирователи избыточных сигналов, первьй сумматор, фильтр видеочастоты, дополнительный модулятор и второй сумматор, выход кото-г рого соединен с входом модулятора, а второй вход второго сумматора объдинен с входом дискрётизатора и соединен с источником информации, а опорные выходы синхрогенератора сое-г .динены соответственно с опорными входами формирователя избыточных сигналов и дискрётизатора, m выходов которого соединены с сигнальными входами формирователя избыточных сигналов, гетеродинный выход синхрогёнератора соединен с соответствующим входом дополнительного модулятора, а на приемной стороне введены последоват ельно соединенные блок элементов совпадения блок задержки, блок элементов памяти и первый сумматор, последовательно соединенные дискретизатор, второй .сумматор и линия задержки, последовательно соединенные дополнительный модулятор, дискретизатор избыточных сигналов и блок восстановления отсчетов, а также блок ключей и синхрогенератор, причем выход блока обнаружения импульсных помех соединен с входами блока элементов совпадения n и входами блока ключей, выход линии с задержки соединен с входом первого сумматора, выход которого соединен с входом фильтра видеочастоты, выход демодулятора соединен с входами дополнительного демодулятора, дискрётизатора и синхрогёнератора, опорные вьпсоды которого соединены соответстсо венно с опорными входами блока вос- i4ik С71 становления отсчетов и дискретиза- тора избыточных сигналов, вторыми : Q1 входами блока элементов совпадения и СО вторыми входами блока ключей, выходы которого соединены с входами дискрётизатора, выходы которого соединены с вторыми входами блока восстановления отсчетов, выходы которого соединены с в торыми входами блока элементов памяти.

ЧМ

ev

ы

Й1

Н)---1

%т

%Т-ft-

%т

%

л/

g//T