Устройство для передачи и приема цифровых сигналов Советский патент 1988 года по МПК H04L25/49 

сд д ел to

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для высокоскоростной передачи цифровой информации.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности путем уменьшения пере- хсэдных и межсимвольных помех.

На фиг. .1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма.

Устройство для передачи и приема цифровых сигналов содержит на передающей стороне генератор 1 несущей частоты, источник 2 информации, элемент ИЗ, счетный триггер 4, сумматор 5 по модулю два, сумматор 6, линию 7 .задержки, первый,второй и третий дополнительные сумматоры 8 - 10, первую вторую, третью и четвертую дополнительные линии 11-14 задержки, первый, второй и третий селекторы 15 - 17, первый и второй переключатели 18 и 19 режима работы, а на приемной стороне - усилитель 20, элемент 21 задержки, сумматор 22, первый и второй формирователи 23 и 24 импульсов, элемент ИЛИ 25; триггер 26 и решающий блок 27.

Устройство для передачи и приема цифровой информации работает следующим образом.

По тактам генератора 1 несущей частоты (фиг. 2а) источник 2 информа- ции генерирует в последовательном коде стандартный двухуровневый цифровой сигнал (фиг. 26). Режимы скорости передачи сигнала устанавливаются генератором 1 несущей частоты в зависимое ти от используемой полосы для конкретного канала связи. Сумматор 5 по модулю два формирует биимпульсный цифровой сигнал и одновременно перекодирует абсолютный код цифровой информа- ции в относительный, поэтому на входе его для предварительного перекодирования в относительный код подключены элемент И 3 и счетный триггер 4, фор- сигналы (фиг. 2в и г). Тогда на выходе сумматора 5 по модулю два получают цифровой сигнал (фиг.2д) элементы которого соответствуют кодовым символам в абсолютном значении, т.е. элементы сигнала, содержащие первые гармоники полутйктовой часто- ты, соотнетствуют единичным кодовым символам (за полупериод), а элементы сигнала, содержащие первые гармоники

g

5 0 5 Q

.. 5

0

тактовой частоты, соответствуют нулевым кодовым символам (за период).

В сумматоре 6 цифровой биимпульсный сигнал (фиг. 2д) суммируют с инверсным цифровым сигналом и задержанным первой линией 7 задержки на ь Т/4 (периода тактовой частоты) (фиг. 2е). На выходе сумматора 6 формируется цифровой биполярный сигнал (фиг.2ж) с подавленной низкочастотной составляющей в спектре сигнала, который используется в качестве линейного сигнала для передачи цифровой информации. Биполярный цифровой сигнал (фиг. 2ж) далее поступает на первый вход сумматора 8, на второй вход которого подключен сигнал (с отрицательным знаком) элементов кодовых нулей, задержанный второй лини-ей 12 задержки и вьщеленный селектором 15 (фиг. 2з). На выходе сумматора 8 формируется линейный сигнал (фиг. 2и), в энергетическом спектре которого подавлена низкочастотная составляющая, а максимальная энергия в спектре сосредоточена на тактовой частоте. В таком сигнале элементы его нулевых символов имеют потенциальную эквивалентную мощность (Р А) а элементы единичных символов имеют экви- вгшентную мощность (Р,). Поэтому сформированный линейный сигнал обладает потенциальной помехоустойчивостью для верхней крайней полосы канала, проводной линии связи. А передача в крайней верхней полосе канала обеспечивает максимальную скорость передачи цифровой информации. Подавление же низкочастотной составляющей в спектре сигнала уменьщает влияние на сигналы, которые могут передаваться одновременно в полосе канала на более низких частотах.

Такой же сигнал получают во втором и третьем режимах, если линия 13 задержки и селектор 16 формируют сигнал (фиг. 2к), а сумматор 9 суммирует сигналы во втором, либо в третьем per жиме, переключаемых переключателем 18 режима работы.

Четвертый и пятый режимы, подклю-: чаемые переключателем 19 режима работы, формируют цифровой линейньп сигнал с потенциальной помехоустойчивостью элементов полутактовой частоты ( для элементов с диничных символов и для элементов нулевых символов), иcпoль ч п.Iй для передачи

3 1

цифровой информации и нижней граничной нолосе канала (фиг. 2н), и сиг-нал (фиг. 2о) с потенциальной г норгией на Полутактовой и тактовой частоты ( для Эопементов нулевых и единичных символов) и с частично подав- леннььми низкочастотными и высокочастотными составляющими в спектре, который имеет потенциальную помехоустойчивость в центральной полосе частотноограниченного канала,

В четвертом и пятом режиме линия 11 задержки сдвигает биимпульс- ный сигнал (фиг, 2л), в сдвинутом сигнале дополнительно сдвигают линией 1А задержки элементы сигнала кодовых нулей на tT Т/А (фиг, 2м) в сторону опережения, выделенные селектором 17, ив су -1маторе 10 формируются требуемые линейные сигналы (фиг. 2н и о) .

На приеме усилитель 20 компенсирует потери в линии связи. Коэффициент усипення его постоянный в полосе пропускания информационных частот ц резко уменьшается в полосе задержания всех высокочастотньсх составляющих, Для компенсации иежсимвольной и низ- соч стотной помехи используют элемент 21 задержки, вылолненныи по схеме фазовращателя (О,,.-180 ), Такой . фа изпрашатель является фазовмм фильтром, который позволяет с использованием сум атора 22 скомпенсировать фазовые искажения, вносимые нелинейностью ФЧХ линии связи. После такой фильтрации сигнал приобретает форму (фиг. 2п) с признаками тактовой частоты (устойчивая нулевая линия) и признаками информа11 1онных символов

0 и 1 по амплитуде за счет перераспределения энергии в низкочастотную область из-за неравномерных ам- плитудочастотных характеристик канала, которые используются полезно.

Формирователь 24 импульсов превышения порога содержит схему селектора уровня и схему амплитудного дискриминатора на компараторах (не показаны) , которые выделяют импульсы при превышении порогового уровня в компараторах (фиг. 2с), Сигнал также поступает на вход формирователя 23 импульсов нулевого уровня, который содержит схему усилителя-ограничителя и схему нуль-компаратора (г.е показаны) и формирует импульсы при переходе сигналом нулевого уровня (фиг.2р).

Элемент Ш1И 25 суммирует импульсы, поступающие на его входы с формирова- телйй 23 и 24, а триггер 26 делит частоту импульсов (фиг, 2т) на два, восстанавливая тактовую частоту (фиг, 2у), причем для устойчивой синхронизации решающего блока 27 триггер 26 каждый раз устанавливается

в единичное состояние по переднему фронту импульса фомирователя 24 им- пуЛьсов превьшения порога. Решающий блок- 27 является триггерной схемой, который устанавливается в единичное

состояние при совпадении импульса тактовой частоты и импульса формирователя 24 превьшения порога и сбрасывается в нулевое состояние при несовпадении очередного импульса тактовой

частоты (фиг, 2ф),

Применение предлагаемого устройства для передачи и приема цифровой информации дает возможность использовать оптимальные цифровые линейные сигналы

для проводных линий связи и соответ- им формы спектра сигнала, которые ранее не находили применения на практике,

Формула изобретения

Устройство для передачи и приема цифровых сигналов, содержащее на передающей стороне источник информации,

выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора несущей частоты, счетный триггер, сумматор по модулю два, линию задержки и сум- матор, а на приемной стороне -. усилитель, выход которого соединен с первым входом сумматора и с входом элемента задержки, выход которого подключен к второму входу суматора, вы5

ход которого подключен к входу первого формирователя импульсов и к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом решающего блока, второй вход которого под- Q ключен к выходу триггера, первый которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, отличающееся тем, что, с целью повыщения помехозащищенности путем уменьшения переходных и межсимвольных помех, введены на передающей стороне первая, вторая, третья и четвертая дополнительные линии заФиг.г

Изобретение относится к электросвязи и позволяет повысить помехозащищенность путем уменьшения переход- ньк и межсимвольных помех. Устр-во содержит на передающей стороне генератор 1 несущей частоты, источник 2 информации, элемент ИЗ, счетный триггер 4, сумматор 5 по модулю два, сумматоры 6, 8-10, ЛЗ 7, 11-14, секторы 15-17 и переключатели 18, 19 режима работы, а на приемной стороне усилитель 20, элемент задержки 21, сумматор 22, формирователи 23, 24 импульсов, элемент Я1И 25, триггер 26 и решающий блок 27. На передач е в сумматоре 5 формируется биимпульсный ровой информационный сигнал. Элементы сигнала, содержашле первые гармоники полутактовой частоты, соответствуют единичным кодовым символам, а элементы сигнала, содержащие первые гармоники тактовой частоты, соответствуют нулевым кодовым символам. На выходе сумматора В формируется линейный сигнал, в энергетическом спектре которого подавлена низкочастотная составляющая, а макс, энергия в спект-- рс сосредоточена на тактовой частоте. Другие четыре режима работы устр-ва, обеспечиваемые переключением переключателей 18, 19, отличаются эквивалентной мощностью единичных и нулевых символов. 2 ил. я СО с