Устройство передачи и приема сигналов Советский патент 1987 года по МПК H04B7/00 

тые фильтры 19 и 21 с прямой связью пороговые блоки 20 и 23, блок 24 сравнения, ждущий мультивибратор 25, фильтр 26 сжатия выборки сигнала и расширения выборки помехи, фильтр 27 сжатия выборки помехи и расширения выборки сигнала, интерполятор 30, сумматоры 31, 32 и 33, апертурно1

Изобретение относится к передаче сообщений в системах связи и может использоваться в цифровых и аналоговых телевизионных системах дпя сокращения полосы частот канала связи.

Цель изобретения - повышение пропускной способности.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство передачи и приема сигналов содержит источник 1 сообщений, фильтр 2 сжатия выборок сигнала, дис кретизатор 3, квантователь 4, переключатель 5 счетных строк, канал 6 связи, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП),7, переключатель 8 четных строк, дискретизатор 9, первый и второй фильтры 10 и 11 нижних частот, первую 12 и вторую 13 линии задержки на длительность строки, первую линию 14 задержки, первый 15 и второй 16 стробируемые усилители, фильтр 17 растяжения выборки сигнала, коррелятор 18, гребенчатый фильтр 19 с пря- мой связью, пороговый блок 20, гребенчатый фильтр 21 с прямой связью, коррелятор 22, пороговый блок 23, блок 24 сравнения-, ждущий мультивибратор 25, фильтр 26 сжатия вы- борки сигнала и расширения выборки помехи, фильтр 27 сжатия выборки помехи и расширения выборки сигнала, вторая 28 и третья 29 линии задержки, интерполятор 30, три суммато ра 31 - 33, апертурно-фазовый корректор 34, фильтр 35 сжатия выборки сигнала, усилитель 36, вычитатель 37 третий стробируемый усилитель 38 и формирователь 39 строба.

Устройство работает следующим Образом.

фазовый корректор ЗА, усилитель 36, вычитатель 37 и формирователь 39 строба с Такое выполнение устройства позволяет иметь на выходе сумматора 32 сигнал со всеми отсчетами по Ко- тельнйкову и после фильтра 17 получается сигнал, близкий к исходному. 1 ил.

Исходный сигнал поступает на фильтр 2, представляющий неминимально-фазовую цепь с равномерной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ и квадратичной фазочастотной характеристики (ФЧХ). Сигнал с удлиненными выборами попадает через переключатель 5 на дискретиэатор 3, дискрети- зирующий сигналы через проме уутки, равные двум интервалам Котельникова: четных строк - по четным отсчетам, нечетных строк - по нечетным. Дискреты квантуются по уровню квантователем 4, а цифровой сигнал передается по каналу 6 с полосой частот в два раза меньше обычного. На приемной стороне после ЦАП 7 дискреты восстанавливаются, каждый дискрет занимает промежуток, равный 2 At. Для получения отсчетов сигналв четных строк с помощью переключателя 8 подключаются к дискретизатору 9 на дискретизацию по четным отсчетным точ- кам, а нечетных строк - по нечетным. Дискреты после фильтра 10 с полосой 4S и линейной ФЧХ преобразуются в отсчетные функции, сдвинутые друг от друга на интервал 2 Л1.

Сигнал с отсчетами через один состоит из сигнала со всеми отсчетами и помехи дискретизации. Для компенсации помехи дискретизации сигнал подается дпя формирования четных и нечетных отсчетов. Сигнал с четными отсчетами в четных строках через nii.- нию 12 задержки поступает на вход фильтра 26, сжимающего выборки сигнала и дополнительно растягивающего выборки помехи дискретизации, затем - на коррелятор 18 и гребенчатый фцлътр 19, что позволяет значительно

уменьшить мощность помехи дискретизации, так, чтобы импульсы разностного сигнала возвышались над фоном, создаваемым разностными растянутыми выборками помехи дискретизации. Им- пульсы сигнала вместе с фоном помехи дискретизации поступают на пороговый блок 20, который отделяет импульсы разностного сигнала. Импульсы поступают на вход блока 24. Одно- временно сигнал с блока 24 поступает на ждущий мультивибратор 25.

Во втором канале на выходе коррелятора 22 имеет пики разностной помехи дискретизации, которые возвыша- ются над фоном, создаваемым разностными растянутыми выборками сигнала. Пики помехи дискретизации вместе с фоном поступают на пороговый блок 23, который отделяет пики. При совпа дении во времени импульса сигнала с пиком помехи дискретизации блок 24 вырабатывает стандартный импульс, запускающий ждущий мультивибратор 25 создающий импульс стробирования дли- тельностью 3 dt, который поступает на стробируемый усилитель 15 и интерполятор 30.

Стробируемый усилитель 15 по вре- мя прохождения пика помехи дискретизации запирается импульсом стробирования. На выходе стробируемого усилителя 15 в суммарном сигнале вместо п пика помехи дискретизации будет участок длительностью 3 t с нулевыми отсчетами. С помощью интерполятора 30, работающего на основе математического правила совместного использования ряда Тейлора с ограниченным числом членов и интерполяционных формул при веденных разностей для .неравноотстоящих значений отсчетов, восстанавливаются отстробированные отсчеты Сложного сумматорного сигнала на участке стробирования.

В сумматоре 31 участки суммарного сигнала заполняются отсчетами, получаемыми с интерполятора 30. Суммарный сложный сигнал со всеми отсчета- ми поступает на апертурно-фазовый корректор 34, который корректирует спектр сигнала, доводя АЧХ гребенчатого фильтра 21 близкой к равномерной . Тем самым коррекция суммарного сигнала заменяет операцию нахождения разностного сигнала, компенсацию фазовых сдвигов, стробирование пиков разностного сжатого сигнала и восста

o

5 0 5

-

«

5

0

новление отсчетов в интервалах стробирования, суммирование разностного сигнала с суммарным.

На выходе фильтра 35 сигнал приобретает вид, определяемый суммой сигналов со стробируемого усилителя 15 и интерполятора 30. Для получения нечетных отсчетов в четных строках и четных отсчетов в нечетных строках производится дискретизация сигнала через два интервала Котельникова. Для этого используется сумматор 33, на который подаются дискреты с периодом 2 at от дискретизатора 9 с задержкой на интервал Котельникова. После фильтра 11 с полосой и с линейной ФЧХ получаем сигнал с нечетными отсчетами в четрых строках, который с выхода фильтра J1 поступает на стробируемый усилитель 16 и вычитатель 37.

При передаче сигналов, отличных от сигналов штриховых мир, работает канал передачи со стробируемым усилителем 16, который открыт для подобных сигналов. Это обусловлено тем, что на вычитатель 37 поступают одинаковые сигналы с усилителя 36 и фильтра 11, т.е. сигналы нечетных строк с четными отсчетами и нечетных строк с четными отсчетами. В результате при больщой корреляции между строками разностный сигнал равен нулю.

Формирователь 39 для данных входных сигналов строб не вьфабатывает, шедовательно, стробируемый усилитель 38 закрыт, а сигнал пропускает только стробируемый усилитель 16, открытый при отсутствии строба. На сумматор 32 одновременно поступают от линии 12 задержки сигналы четрых строк с четными отсчетами и от стробируемого усилителя 16 сигнал четных строк с нечетными отсчетами.

На выходе сумматора 32 имеем сигнал со всеми отсчетаьш по Котельни- кову. После фильра 17 фазовые сдвиги, введенные фильтром 2, компенсируются и.получаем сигнал, близкий к исходному.

При передаче сигналов от штриховых мир, например, вида импульсных последовательностей с периодом 2 Л t и близким к нему имеются особенности. При таких сигналах ввиду равномерности огибающей спектров как и сигнала, так и помехи дискретизации порого513

вые блоки 20 и 23 не выделяют пиков сжатых разностных сигналов и пиков сжатых разностных помех дискретизации ввиду большого уровня фона, создаваемого временными функциями с удлиненными выборками.

Для передачи сигналов штриховых мир с нечетными отсчетами служит отдельный канал, состоящий из сумматора 32, линии 29 задержки, усилителя 36 и стробируемого усилителя 38, В этом канале суммируются сигналы нечетных строк с нечетными отсчетами. Полусумма сигналов поступает на стро- бируемьш усилитель 38 и на вычитател 37, на выходе которого при передаче сигнала штриховых мир разность сигналов штриховых мир определяется только сигналом, поступающим с усилителя 36, так как сигнал, поступающий с фильтра I1, равен нулю. В течение длительности сигнала штриховой миры разностный сигнал поступает на формирователь 39, который вырабатывает импульс строба длительностью, совпадающей с длительностью сигнала штриховой миры. Импульс строба запирает стробируемый усилитель 16 и отпирает усилитель 26 на время прохождения сигнала штриховой миры. Таким образом, при штриховых мирах на сумматоры 32 одновременно поступают сигналы четной строки с четными отсчетами от блоков 12 и 13 задержки и полусумма сигналов нечетных строк с нечетными отсчетами из стробируемого усилителя 38. Ввиду большой корреляции между соседними строками нечетные отсчеты практически совпадают с нечетными отсчетами сигнала четной строки. На выходе сумматора 32 имеем сигнал со всеми отсчетами по Котельникову. После фильтра 17 получается сигнал, близкий к исходному.

Формула изобретения

Устройство передачи и приема сигналов , содержащее на передающей стороне последовательно соединенные источник сообщений и фильтр сжатия выборок сигнала, дискретизатор, соединенный с входом квантователя, а на приемной стороне - цифроаналого- вый преобразователь, дискретизатор, выход которого соединен с последовательно соединенными первым фильтром нижних частот и первой линией задержO

5

5

7466

ки на длительность строки, и последовательно соединенные первую линию задержки, второй фильтр нижних частот и первый стробируемый усилитель,

а также фильтр растяжения выборки сигнала и два канала, один из которых состоит из последовательно соединенных коррелятора, гребенчатого фильтра с прямой связью и порогового блока, а другой - из последовательно соединенных гребенчатого фильтра с прямой связью, коррелятора и порого- . вого блока, выходы двух каналов соединены с входом блока сравнения, выход которого соединен с входом ждущего мультивибратора, а также второй стробируемый усилитель, отличающееся тем, что, с целью повьш ения пропускной способности,

0 на передающей стороне введен переключатель четных строк, а дискретизатор выполнен в виде дискретизатора через два интервала, причем выход фильтра сжатия через переключатель четных строк соединен с дискретиза- тором, а на приемной стороне, дискретизатор выполнен в виде дискрети- затора через два интервала, введен переключатель четных строк, в первый

канал введен фильтр сжатия выборки сигнала и расширения выборки помехи, соединенный с входом коррелятора, во второй канал введен фильтр сжатия выборки помехи и расширения выборки

5 сигнала, соединенный с входом гребенчатого фильтра с прямой связью, введены вторая и третья линии задержки, интерполятор, три сумматора, апертурно-фазовый корректор, фильтр

сжатия выборки сигнала, усилитель, вычитатель, третий стробируемый усилитель, формирователь строба, вторая линия задержки длительности строки, причем входы двух каналов объединены .

5 и соединены с выходом первой линии задержки на длительность строки, с входом второй линии задержки и входом третьей линии задержки, выход которой соединен с входом третьего сумматора, выход которого соединен с фильт ром расширения выборки сигнала, а второй и третий входы соединены соответственно с выходом второго и третьего стробируемых усилителей, входы управления которых соединены с выходом формирователя строба, выход второго фильтра нижних частот через вычитатель соединен с входом формиро0

55

713127468

вателя строба, выход первого фильт-стробируемым усилителем и интерполяра нижних частот соединен с входомтором, выходы которых через первый второго сумматора, выход которого че-сумматор соединены с апертурно-фа- , рез усилитель соединен с входомзовым корректором, выход которого че- третьего стробируемого усилителя и 5Р фильтр сжатия выборки сигнала со- вторым входом вычитателя, выход вто-единен с вторым входом демодулятора, рой линии задержки на длительностьа выход ждущего мультивибратора сое- строки соединен с вторым входом вто-динен с входом управления первого рого сумматора, выход гребенчатогостробируемого усилителя и интерполя- фильтра с прямой связью второго кана- 0 тора, выход цифроаналогового преоб- ла через вторую линию задержки соеди-разователя через переключатель четных нен с объединенными по входу первьтстрок соединен с входом дискретизатора .