Устройство для приема бинарных сигналов Советский патент 1988 года по МПК H04L25/40 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано при построении систем передачи данных.

Цель изобретения - повышение по- 1 ехоустойчивости при неизвестных или меняющихся характеристиках аддитив- |ного шума в каналах связи.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства для приема бинарных сигналов.

Устройство содержит первый и второй генераторы 1 и 2 эталонных сиг- (налов, первый и второй блоки 3 и 4 вычитания, первый и второй блоки 5 jH 6 нелинейной обработки, первый и второй интеграторы 7 и 8, решакяций блок 9, первьй и второй блоки 10 и 11 задержки, коммутатор 12, накопитель 13, накапливакщий сумматор 14 и блок 15 логарифмирования.

Устройство для приема бинарных сигналов работает следугацим образом.

Для вынесения решении в приемнике используется правило максимума правдоподобия, имeroп ee следугаций вид:

j (t) - S,(t) dt

(t) - S(t)dt, (1)

0

5,

So(t)

S,(t)

Z(t)

-передаваемые сигналы

-сигнал, поступающий на

вход приемника и представляющий собой аддитивную смесь информационного сигнала и шума nCt), р(.) - одномерная плотность вероятности шума.

Особенностью работы устройства для приема бинарных сигналов является то, что вместо известной плотности вероятности шума р(.) используется оценка р(.) неизвестной или меняющейся во времени плотности вероятности шума в канале связи.

Из входного сигнала Z(t) в блоках 3 и 4 вычитаются сигналы S.,(t) и S(t), сформированные в соответствующих генераторах 1 и 2 эталонных сигналов. Полученные разности z(t) - - S,(t) и Z(t) - SpCt) с выходов блоков 3 и 4 вычитания поступают на информационный вход соответствукщих блоков 5 и 6, каждый из которых имеет характеристику

Y In p(X),

(2)

Q

5 0

5

0

5

0

5

0

5

где X - сигнал на информа1щоиных входах блоков 5 и 6; р(.) - оценка плотности вероятности

шума в канапе связи.

Сигналы с выходов блоков 5 и 6 интегрируются по времени в интеграторах 7 и 8 от О ло Т, где Т - период следования сигналов SgCt) и S,(t) .

В решающем блоке 9 в момент времени Т сравниваются сигналы с выходов интеграторов 7 и 8. Если выходной сигнал интегратора 7 превьш1ает выходной сигнал интегратора 8, то на выходе решающего блока 9 формируется 1, означающая, что принят сигнал S,. В противном случае формируется О, означающий принятие сигнала Sg. Логический сигнал на выходе решающего блока 9 сохраняется в течение всего следукщего такта до тех пор, пока не будет принят следукхдий элемент сигнала. Блоки 10 и 11 задерживают разности Z(t) - S,(t) и Z(t) - - Sj,(t) на время Т. Коммутатор 12 пропускает сигнал с выхода блока 10 задержки, когда на его управляюш.ем входе присутствует сигнал 1, или сигнал с выхода блока 11 задержки, когда на управляющем входе присутствует О. Если в решающем блоке 9 в конце текущего такта принимается правильное решение, то на выход коммутатора 12 в течение следующего такта пропускается задержанный на один такт сигнал шума n(t) в канале связи. Сигнал с выхода коммутатора 12 записьгеа- ется в накопитель 13, сохраняющий сигналы N гфедьщущик тактов. Накапливающий сумматор 14 служит для вычисления гистограммы хранящегося в накопителе 13 сигнала. В начале каждог о цикла вычисления гистограммы накапливающий сумматор 14 обнуляется. Диапазон возможных значений входных сигналов накапливакядего сумматора 14 разбит на m интервалов. При попадании амплитуды входного сигнала накапливающего сумматора 14 в i-й интервал в его i-ю ячейку (таких ячеек т) добавляется величина, пропорциональная времени пребьтания сигнала в i-M интервале. В результате в к онце цикла вычисления гистограммы в каждой из m ячеек накапливающего сумматора 14 записана величина, пропор- циональная времени нахождения сигнапа, хранящегося в накопителе 13, в соответствующем интервале уровней. Эта гистограмма используется в качестве оценки р(.) плотности вероятности шума в канале связи. По окончании цикла вычисления гистограммы сигнал с выхода накапливающего сумматора 1А через блок 15 логарифмирования поступает на управляюоще входы блоков 5 и 6 нелинейной обработки. Характеристика блоков 5 и 6 под воздействием управляющих сигналов корректируется и принимает вид (2), где р(.) - очередная оценка плотности

вероятности шума в канале связи (гистограмма уровней сигнала, хранящегося в накопителе 13).

Для обеспечения правильной работы предлагаемого, устройства требуется синхронная работа накопителя 13, на- капливаюдего сумматора 14 и блоков 5 и 6 нелинейной обработки. Во время цикла вычисления гистограммы накопитель 13 находится режиме считывания, а накапливающий сумматор 14 - в режиме записи. В промез тках между циклами накапливающий сумматор 14 переходит в режим считывания, а блоки 5 и 6 - в режим коррекции характеристики. Сигнал, управляющий режимами работы накопителя 13, накапливающего сумматора 14 и блоков 5 и 6, можно сформировать в счетчике-делителе, на счетный вход которого поступают сигналы с выхода блока тактовой синхронизации (счетчик-делитель и блок тактовой синхронизации не показаны) .

При включении приемника, когда отсутствуют какие-либо сведения о плотности вероятности шума в канале связи, блоки 5 и 6 нелинейной обработки имеют исходную характеристику, соответствующую, например, гауссовскому распределению шума. Если в процессе приема первых N сигналов вероятность

rt

ошибки не превьш1ает 10 , то в среднем 99% информации, хранящейся в накопителе 13, представляет реализацию аддитивного шума, действующего в канале связи. При этом гистограмма уровней сигнала, хранящегося в нако

27593

пителе 13, дает оценку р(.) плотности вероятности шума. В результате, если исходная нелинейная-характеристика блоков 5 и 6 существенно отличается от логарифма плотности вероятности в канале, то после первого же цикла вычисления гистогрмаммь и соответствующей коррекции характеристики блоков 5 и 6 помехоустойчивость устройства возрастает. При последующих коррекциях характеристик нелинейных элементов гистограмма дает более точную оценку р(.). Если плотность вероятности р(.) шума меняется с течением времени, то устройство отслеживает эти изменения (соответственно меняется гистограмма) и корректирует характеристику блоков 5 и 6.

10

15

20

5

0

5

0

5

0

Формула изобретения

Устройство для приема бинарклх сигналов, содержащее два какала, каж- дьй из которых состоит из последовательно соединенных генератора зта лонных сигналов, блока вычита а я, блока нелинейной обработки и интегратора, а также pemaroiiuiH блок вьксд которого является выходом устройства для приема бинарных сигналов, вторые входы блоков вычитания объединель и являются входом устройства для приема бинарных сигналов, а вы ходы интеграторов соединены с соответствут-сщим входами решающего блока, отличающееся тем, ЧТО; с целью повьш ения помехоустойчивости при неизвестных или менякяцихся характеристиках аддитивного шума в каналах связи, введены последовательно соединенные .комментатор, накопитель, накапливающий сумматор и блок логарифмирования, а также два блока задержки., выходы которых соединены с соответствующими входЗ-ми кoм yтaтopas выходы блоков вычитания подключены к входам соответствующих блоков задержки, выход блока логарифмирования соединен с вторыми входами блоков нелинейной обработки, а выход решакхдего блока подключен к TpeTbeNiy входу ком1 гута- тора.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано при построении систем передачи данных. Цель изобретения г повьшение помехоустойчивости при неизвестных или менякяцихся х-ках аддитивного шума в каналах связи. Устр-во содержит г-ры 1 и 2 эталонных сигналов, блоки-3, 4 вычитания, нелинейные элементы (НЭ) 5, 6, интеграторы 7, 8, решающий блок 9. Для достижения цели в устр-во введены два блока 10, 11 задержки, коммутатор 12, накопитель 13, накапливающий сумматор 14, блок 15 логарифмирования. Особенностью работы устр-ва является то, что вместо известной плотности вероятности шума р(.) используется оценка р(.) неизвестной или меняющейся во времени плотности вероятности шума в канале связи. Для обеспечения правильной работы устр-ва требуется синхронная работа накопителя 13, накапливающего сумматора 14 и НЭ 5, 6. Во время ЦИк- g ла вычисления гистограммы накопитель 13 находится в режиме считывания, а накапливающий сумматор 14 - в режиме записи. В промежутках между циклами накапливающий сумматор переходит в режим считывания, а НЭ 5, 6 - в режим коррекции характеристики..1 ил. to ел С0 со