Способ сужения спектра группового сигнала в многоканальных системах связи с частотным разделением каналов Советский патент 1959 года по МПК H04J1/04 

В известной многоканальной системе с частотным разделением каналов необходимая ширина канала определяется с ммой полос частот передаваемых сообщений. Для увеличения ироиускной способности каналов связи применяют специальные устройства, сужающие спектр исходного сигнала.

Предлагаемый способ позволяет повысить пропускную способность каналов связи, не требуя преобразования передаваемого сигнала, но при этом канал связи должен иметь переменную полосу пропускания, которая автоматически расширяется путем подключения дополнительных каналов, если изменяющийся спектр частот информационного сигнала расширяется. Уменьшение щирины спектра сигнала вызывает соответствующее сужение полосы частот.

На фиг. 1 изображена временная диаграмма изменения щирины спектра общеканального сигнала, когда канал связи имеет переменную полосу пропускания; на фиг. 2 - блок-схема передающего устройства; на фиг, 3 - блок-схема приемного устройства.

В известной системе связи полоса пропускания канала Д/, для неискаженной передачи равняться максимально возможной ширине эффективного спектра fmaxВ системе с каналами переменной полосы пропускания ширина полосы непрерывно изменяется в соответствии с мгновенными значениями кривой Д/--Tj (/) (фиг. 1).

Необходимая полоса пропускания для передачи общеканального сигнала в известной системе связи равна сумме максимальных значений

Эффективных спектров каждого канала, то есть Д Р- Д/талгДля системы с переменной полосой пропускания ширина спектра суммарного сигнала равна сумме текущих значений ширины спектров

отдельных каналов (фиг. 1), то есть F

ТГТ

Ф11г.2 да///2

Выигрыш в сужении спектра общеканального сигнала определяетДЛся отношением: Ч -, ,. , - ,

-i/ о -г (.

где: С-коэффициент запаса, зависящий от статистики сообщения и числа каналов системы связи. При достаточно большом числе каналов С стремится к нулю, так как колебания мгновенных значений суммы статистических величин при увеличении их количества стремятся к нулю.

Многоканальная система связи с частотным разделением каналов состоит из п основных каналов, по которым может одновременно нередаваться я независимых сообщений. Полоса пропускания каждого основного канала, равная , является малой частью ширины спектра fmav передаваемого сообщения.

Когда изменяющаяся во времени ширина спектра сигнала превзойдет величинуД/ о основного канала, быстродействующие коммутаторы передатчика и приемника подключат параллельно к данному основно../

2/ Канал

му каналу дополнительный канал с полосой пропускания Д а Число дополнительных каналов группы а равно т (фиг.2) и меньше числа основных каналов п, так как вероятность того, что все передаваемые сообщения имели в каждый данный момент широкий спектр очень мала.

Если ширина спектра сигнала превысит величину Д Р„ - Д Р„, то к основному каналу подключается второй дополнительный канал группы Ь, расширяющий полосу пропускания основного капала еще на

величину А F .

В пределе л - F, т- л F, 4

Число дополнительных каналов каждой группы зависит от статистики передаваемого сообщения, но количество каналов каждой последующей группы будет непрерывно уменьшаться. Сужение спектра при этом определится отношением:

n fmax

п + т Ра -т , + I Л/-; - . .

где: /п, k, I...-число каналов в группах а, Ь, с, п-число основных каналов.

Информация поступает на отдельные входы /, 2, 3 системы (см. схему) от источников сообщений 4, 5 и 6 (фиг. 2), определяющих число основных каналов с полосой пропускания .i

Параллельно модулятору 7 к входу каждого канала подключен блок 8 фильтров верхних частот, число выходов 9 которого равно числу групп добавочных каналов.

№ 118860

На выходе 10 сигнал появляется в случае, если спектр передаваемого сообщения превысит нижнюю частоту границы каналов группы а.

Соответственно на выходах 11 и 12 появляются напряжения при расширении спектра сигнала до нижних граничных частот каналов групп b и с.

Блок 13 формирования коммутирующих импульсов формирует из напряжепий на выходе блока 8 прямоугольные импульсы равной амплитуды с продолжительностью, равной времени существования указанных напряжений.

Коммутирующие импульсы с блоков 13 подаются на электронные коммутаторы 14, 15 и 16, к которым соответственно подключены выходы 10, 11, 12 всех блоков. Число управляющих входов 17 всех коммутаторов равно п.

При поступлении коммутирующего импульса от блока 13 соответствующего основного канала коммутатор подсоединяет любой из имеющихся в паличии свободных каналов его группы к входу основного канала, от которого поступил коммутирующий импульс.

Если на коммутирующие входы коммутатора поступят несколько импульсов одновременно, то свободные добавочные каналы подключаются к основным в порядке нарастания их номеров.

Приемная часть системы (фиг. 3) с каналами, имеющими переменную полосу пропускания, на входе имеет группу фильтров 18, выделяющих информационные сигналы, относящиеся к основным каналам. Эти сигналы проходят через соответствующий детектор 19, через усилитель 20 и затем подаются на выходные цепи.

К выходу детектора каждого основного канала подключен блок фильтров верхних частот.

Если спектр сигналов, передаваемый по каналу, превысит полосу пропускания основного канала, то передающее устройство подключит к нему дополнительный канал. Дополнительные каналы имеют свои канальные фильтры 18 и индивидуальные детекторы 19. При поступлении информации по одному из дополнительных каналов любой группы приемное устройство должно однозначно определить, к какому основному каналу она относится, и обеспечить подключение дополнительного канала к выбранному основному иа все время подачи дополнительной информации. Определение принадлежности дополнительной информации к тому или иному основному каналу производится с помощью схемы 21 совпадений- На эту схему подаются импульсы, соответствующие началу передачи дополнительной информации и возникновению напряжения на выходе блоков 8 н 13 основных каналов. Эти импульсы получаются вследствие дифференцирования блоками 22 выходных напряжений блоков 13 основных и дополнительных каналов.

Совпадение во времени выходных импульсов блоков 21 основного и доаолнительного каналов однозначно определяет принадлежность дополнительной информации к соответствующей основной. Если одновременно на схему совпадений подаются несколько импульсов от основных и дополнительных каналов, то схема совпадений объединяет их попарно в порядке возрастания номеров. На выходе схемы совпадений образуются селекторные импульсы, которые подаются на блок 23 временных селекторов, подключающих данный дополнительный канал к основному через выходы 24, 25 и 26. После прекращения передачи дополнительной информации, на выходе блока 13 дополнительного канала исчезает напряжение и схема совпадепий, прекращая подачу селекторного импульса, размыкает электронный ключ, коммутирующий основной и дополнительный каналы. Схемы приемников каналов группы b 27 и группы с 28 выполнены аналогично схеме описанной группы а.