Устройство разделения мажоритарно уплотненных сигналов Советский патент 1984 года по МПК H04J11/00 

11 Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электросвязи, и может быть использовано в многоканальных системах передачи цифровой информации при изменяющейся статисти ческой активности источников сообщений. Известно устройство разделения ма жоритарных сигналов, содержащее посл довательно соединенные выделитель сигналов синхронизации, распределитель, регистр сдвига, мажоритарный элемент выходной счетчик L1. .Однако данное устройство обладает низкой достоверностью приема информации. Наиболее близким является устройство разделения мажоритарно уплотнен ных сигналов, содерлсащее генератор канальных сигналов, m каналов, кажды из которьк содержит сумматор по моду лю два, накопитель, решающий блок, причем первые входы сумматоров по мо дулю два каждого канала соединены с соответствующими выходами генерато ра канальных .сигналов, а вторые вход сумматоров по модулю два всех канало соединены между собой, выход суммато ра по модулю два соединен с входом накопителя, выход которого соединен с входом решающего блока С2. Указанное устройство обладает низкой достоверностью приема информа ции, когда активность уплотняемых источников непостоянна. Цельизобретения - повьшение дост верности приема информации при непостоянной активности уплотняемых исто ников и, кроме того, улучшение энергетических характеристик разде ляемых сигналов. Для достижения цели в устройство разделения мажоритарно уплотненных сигналов, содержащее генератор канал ных сигналов, m каналов, каждый из которых содержит сумматор по модулю два, накопитель, решающий блок, причем первые входы сумматоров по модулю два каждого канала соединены с соответствующими выходами генератора канальных сигналов, а вторые входы сумматоров по модулю два всех каналов соединены между собой, выход сумматора по модулю два соединен с входом накопителя, выход которого соединен с входом решающего блока, введены в каждый из m каналов дополнительный решающий блок, перемно7житель, счетчик, выходной регистр и ключ, причем вход дополнительного решающего блока соединен с выходом накопителя, выход дополнительного решающего блока соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом решающего блока, выход которого также соединен с первым входом ключа, второй вход последнего соединен с выходом с выходом перемножителя. Кроме того, в устройство введены дополнительный сумматор по модулю два, а в каждый из m каналов обработки элемент НЕ-И и дополнительньй (т+1)-й канал обработки, содержащий сумматор по модулю два, выход которого соединен с входом накопителя, выход которого соединен с входами дополнительного решающего блока и решающего блока, выходы которых соединены соответственно с первым и вторьм входами перемножителя, выход которого соединен с первыми входами всех m элементов НЕ-И, первый выход сумматора по модулю два (ni+l)-ro канала обработки соединен с выходом дополнительного сумматора по модулю два, входы которого соединены с m выходами генератора канальных сигналов, второй вход сумматора по модулю два (т+-1)-го канала обработки соединен с вторыми входами всех m каналов обработки, выходы перемножителей во всех m каналах обработки соединены с вторьми входами элементов НЕ-И, выходы которых соединены с входами счетчиков своих каналов. На фиг. 1 и 2 изображены варианты структурных электрических схем устройства разделения мажоритарно уплотненных сигналов. I Устройство разделения мажоритарно уплотненных сигналов на фиг. 1 содержит генератор 1 канальных сигналов, m сумматоров 2 по модулю два, m накопителей 3, m решающих блоков 4, m дополнительных решающих блоков 5, m перемножителей 6, т выходных регистров 7, m счетчиков 8, m ключей 9. Устройство разделения мажоритарно плотненных сигналов на фиг. 2 соержит генератор 1 канальных сигнаов, (т+1) сумматоров 2 по модулю ва, дополнительньй сумматор 3 по одулю два, (т+1) накопителей 4, (т+1) решающих блоков 5, (т+1) дополнительных решающих блоков 6, (га+1) перемножителей 7, m элементов НЕ-И 8 m выходных регистров 9, m счетчиков 10, m ключей 11. Устройство разделения мажоритарно уплотненных сигналов (фиг. 1) работает следующим образом. Групповой мажоритарно уплотненный сигнал, регенерированньм в демодуляторе приемника, поступает на вто рые входы всех m сумматоров 2, на первые входы которых от генератора поступают соответствующие канальные сигналы. В качестве канальных сигналов могут быть использованы, например, двоичные ортогональные сигналы (функции Уолша) с блоковой длиной , равной блоковой длине принимае мого группового мажоритарно уплотненного сигнала, поскольку для форми рования последнего на передающей стороне использовались такие же канальные сигналы. Полученная в резуль тате суммирования по модулю два последовательность из п двоичньпс сиг налов положительной (+1) и отрицательной (-1) полярностей с выхода каждого сумматора 2 поступает на вход соответствующего накопителя 3. Накопителем может быть, например, обычный сумматор. По окончании приема всех п элементов очередного мажоритарно уплотненного группового сигнала в каждом накопителе 3 оказывает ся накопленным сигнал определенной величины и полярности, который затем поступает на вход соответствующего решающего блока 4. Каждый решающий блок 4 представляет собой устройств квантования поступившего сигнала на два уровня. Таким образом, каждый решающий блок 4 по окончании приема очередно го блока мажоритарно уплотненного группового сигнала выносит решение о значении очередного элементарного двоичного информационного сигнала. Восстановленная таким образом информ ционная последовательность двоичных элементарных сигналов положительной и отрицательной полярности поступает в соответствующий выходной регистр Каждый вйкодной регистр 7 содержит k ячеек памяти, где k - число элеме тарных информационных сигналов, составляющих один информационньш бл передаваемый по каждому каналу в мн гоканальной системе передачи информации с мажоритарным уплотнением. Одновременно с поступлением на решающий блок 4 сигнал с выхода каждого накопителя 3 поступает на дополнительный решающий блок 5. Каждьм из этих блоков представляет собой устройство квантования поступившего сигнала на три уровня. Таким устройством может быть, например, схема сравнения поступившего сигнала с двумя порогами: нижним и верхним. . Если в многоканальной системе передачи информации с мажоритарным уплотнением какой-либо уплотняемый источник оказался неактивным, т.е. если у этого источника нет информации, требующей передачи, то канал, соответствующий этому источнику, не будет принимать участия в формировании k следующих друг за другом очередных блоков мажоритарно уплотненного группового сигнала. Тогда, если все элементы мажоритарно уплотненного группового сигнала приняты правильно, в накопителе 3, соответствующем каналу с неактивным источником, результаты k следующих друг за другом накоплений будут равны нулю. Следовательно, дополнительный решающий блок 5 в этом случае сформирует k следующих подряд нулей (сигналов с уровнем, равным нулю) Каждый из таких нулевых результатов поступает на перемножитель 6 и умножается там на сигнал, равный +1 или -1, сформированный решающим блоком 4. Это приводит к тому, что на выходе перемножителя 6 формируется сигнал также с уровнем, равным нулю. Эти нули подсчитываются соответствующим счетчиком 8. Каждый счетчик 8 может представлять собой обычный двоичный счетчик с числом разрядов, равным log k (при округлении этой величины, если она дробная, до ближайшего целого в большую сторону). В каждом счетчике 8 устанавливается порог N4k, при превышении которого по окончании k очередных циклов обработки мажоритар но уплотненного группового сигнала счетчик 8 вьщает сигнал на нормально открытьй ключ 9, закрывая его. Если ключ 9 закрывается, то по прошествии k очередных циклов обработки группового мажоритарно уплотненного сигнала содерж1-1мое выходного регистра 7 не поступит к получателю. что будет свидетельствовать о том, что соответствующий уплотняемый источник был неактивньм. В противном случае ключ 9 остается открытым и со держимое выходного регистра 7 постудает к получателю. Величина порога N, устанавливаемого в счетчике 8, а также величины порогов - Vrv и Vn в дополнительном решающем блоке 5 определяются исходя из уровня помех, действующих при передаче группового мажоритарно уплотненного сигнала по каналу связи. В-результате действия этих помех некоторые из элементов мажоритарно уплотненного группового сигнала, поступающего на вход устройства разделения, будут регенерированы в демодуляторе приемника неправильно, т.е некоторые элементы +1 будут регенери рованы как -1 и наоборот. Это приведет к тому, что в случае, когда некоторый уплотняемый источник неактивен, сигнал на выходе соответствующе г-э накопителя 3 не будет равей нулю. Если некоторый уплотняемый источник активен, тем не менее сигнал на выходе соответствующего накопителя 3 может оказаться равным или близким к нулю. Пороги -Vt, и УГ в до полнительном решающем блоке 5 и порог N в счетчике 8 выбираются таким образом, чтобы максимизировать вероятность правильного обнаружения реактивного канала при фисированной вероятности его ложного обнаружения Предлагаемое устройство разделени мажоритарно уплотненных сигналов позволяет повысить достоверность приема информации. Работа устройства разделения мажоритарно уплотненных сигналов на фиг. 2 отличается следующим. Групповой мажоритарно уплотненный сигнал поступает на первые входы сум маторов 2 в (т+1) каналах. На вторые входы сумматоров 2 в m информационных каналах поступают соответствующие канальные сигналы, генерируемые в генераторе 1. На второй вход сумматора 2 контрольного канала поступает сигнал с выхода дополнительного сумматора 3, который формирует линейную комбинацию всех m канальных сигналов, используемых в информацион ных каналах обработки. I Сигналы с выходов сумматоров 2 во всех (т+1) каналах поступают на -J накопители 4. Если поступивший с де модулятора приемника групповой мажоритарно уплотненньй сигнал не содержит ошибок, то по окончании приема всех п элементов очередного блока группового мажоритарно уплотненного сигнала на выходе каждого накопителя А окажется сигнал, по абсолютной величине пропорциональньй коэффициенту корреляции группового мажоритарно уплотненного сигнала и любого канального сигнала. При этом в каждом информационном канале обработки полярность сигнала, накопленного в накопителе 4, будет совпадать с полярностью элементарного информационного сигнала (+ или -), передаваемого по данному каналу. Если же при этом в системе передачи информации какой-либо уплотняемьй источник оказался неактивным, т.е. если у этого источника нет информации, требующей передачи, то в накопителе 4, соответствующем каналу с неактивным источником, а также в накопителе 4 контрольного канала сигналы, полученные в результате k следующих друг за другом накоплений, будут равны нулю (k - блоковая длина информационных кодовых слов, передаваемых по одному каналу). Это будет в силу того, что неактивньй канал не принимает участия в формировании k следующих друг за другом очередных блоков группового мажоритарно уплотненного сигнала. Сигнал с выхода накопителя 4 в каждом из (т+1) каналов обработки поступает на решающий блок 5 и дополнительньй решающий блок 6. Решающий блок 5 представляет собой устройство квантования на два уровня поступающего на нее сигнала. Таким устройством может быть схема сравнения поступающего сигнала с.нулевым пороговым уровнем. При том же условии отсутствия ошибок в обрабатываемом групповом мажоритарно уплотненном сигнале в случае, если все уплотняемые источники активны, в каждом из (т+1) каналов на вькоде решающего блока 5 и дополнительного решающего блока 6 будут сигналы одинаковой полярности. онипоступают на перемножитель 7, в результате на его вькоде в этом случае всегда формируется сигнал положительной полярности. Одновременно сигнал с полярностью, определяемой значением передаваемого по данному каналу элементарного информационного сигнала, формируется решающим блоком 5 и поступает в выходной регистр 9. Если не все уплотняемые источники активны, на выходах дополнительного решающего блока 6 канала, соответствующего неактивному источнику, и дополнительного решающего блока 6 дополнительного канала обработки будут сформированы сигналы нулевого уровня (нули). Тогда в этих каналах вне зависимости от полярности сигнала, сформированного решающим блоком 5, на выходе перемножителя 7 так же будет сигнал нулевого уровня (нуль). Элемент НЕ-И 8 в каждом информационном канале, соответствующем неактивному уплотняемому источнику, в этом случае формирует на своем выходе сигнал, который поступает на счетчик 10. Однако на выходе элемента НЕ-И 8 каждого информационного канала обработки, соответствующего активному уплотняемому источнику, сигнала не будет, поскольку в этом канале с перемножителя 7 на элемент НЕ-И 8 поступает сигнал положи тельной полярности, а с перемножите ля 7 дополнительного канала - сигнал нулевого уровня-(нуль). Счетчики 10 в каждом информационном канале подсчитывают количество сигналов, пост пивших с соотвётвующего элемента НЕ-И 8. В каждом счетчике 10 устанавлива ется порог , при превышении кото рого по окончании k очередных цикло обработки группового мажоритарно уплотненного сигнала счетчик 10 вьщ ет сигнал на нормально открытый ключ 11, закрывая его. Если ключ 11 закрывается, то по прошествии очередных циклов обработки группового мажоритарно уплотненного сигнала содержимое вькодного регистра 9 не поступит к получателю, что будет свидетельствовать о том, что соответствующий уплотняемый источник бьш неактивным, т.е. не передавал никакой информации. В противном случае ключ 11 остается открытым и содержимое выходного регистра 9 поступает к получателю. Величина порога N, устанавливаемого в счетчике 10, а также величины порогов -Vn и Vn дополнительного решающего блока 6 определяются исходя из уровня помех, действующих при передаче группового мажоритарно уплотненного сигнала по каналу связи. В результате действия этих помех некоторые из элементов группового мажоритарно уплотненного сигнала, поступающего на вход устройства, разделены, будут регенерированы в демодуляторе приемника неправильно, т.е. некоторые элементы +1 будут регенерированы как -1 и наоборот. Это приведет к тому, что в случаях, когда некоторый уплотняемый источник неактивен, сигналы на выходах накопителей 4 соответствующего информационного канала и дополнительного канала могут оказаться не равными нулю. Если некоторый уплотняемый источник активен, тем не менее сигнал на выходе соответствующего накопителя 4 при этом может оказаться равным или близким к нулю. Пороги -Vn и Vn в дополнительном решающем блоке 6 и порог N в счетчике 1.0 выбираются таким образом, чтобы максимизировать вероятность правильного обнаружения неактивного источника при фиксированной, вероятности его ложного обнаружения. Порог решающих блоков 5 остается всегда оптимальным и равным нулю. Таким образом, обеспечивается повьш1ение достоверности информации при разделении мажоритарно уплотненных сигналов в предлагаемом устройстве разделения мажоритарно уплотненных сигналов и,кроме того, улучшаются энергетические характеристики разделяемых сигналов.

Mi-n. -r- iifui

1. УСТРОЙСТВО РАЗДЕЛЕНИЯ МАЖОРИТАРНО УПЛОТНЕННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор канальных сигналов, m каналов, каждый из которых содержит сумматор по модулю два, накопитель, решающий блок, причем первые входы сумматоров по модулю два каждого канала соединены с соответствующими выходами генератора канальных сигналов, а вторые входы сумматоров по модулю два всех каналов соединены межд,у собой, выход сумматора по модулю два в каждом канале соединен с входом накопителя, выход которого соединен с входом решающего блока, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности приема информации при непостоянной активности уплотняемых источников, введены в каждый из m каналов дополнительный решающий блок, перемножитель, счетчик, выходной регистр и ключ, причем вход дополнительного решающего блока соединен с выходом накопителя, выход дополнительного решающего блока соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом решающего блока, выход которого также соединен с первым входом ключа, второй вход последнего соединен с выходом счетчика, вход которого соединен с выходом перемножителя . 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик разделяемых сигналов, введены дополнительньй сумматор по модулю два а в каждый из m каналов обработки элемент НЕ-И и .дополнительный ()-й (Л канал обработки, содержащий сумматор по модулю два, выход которого соединен с входом накопителя, выход которого соединен с входами доролнительного решающего блока и решающего блока, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами перемножителя, выход которого соединен с первыми входами всех m элементов НЕ-И, первый вход сумматосо ра по модулю два (т+1)-го канала обработки соединен с выходом дополнительного сумматора по модулю два, входы котсэрого соединены с m выходами генератора канальных сигналов, второй вход сумматора по модулю два (т+1)-го канала обработки соединен с вторыми входами всех m каналов обработки, выходы перемножителей во всех m каналах обработки соединены с вторыми входами элементов НЕ-И, выходы которых соединены с входами счетчиков своих каналов.

Чг

fi

1

Т Т

иг. /