Устройство для разделения направлений передачи в дуплексных системах связи Советский патент 1989 года по МПК H04B1/52 

зъ оо оо оъ

Јъ J

Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устройство содержит блок согласования 1, коммутаторы 2 и 13, ЦАП 3 и 11, АЦП 4, формирователь 5 кодовых комбинаций, блоки памяти 6 и 10, г-р 7 управляющих импульсов, вычитатель 8, сумматор 9, умножитель 12 и одновибратор 14. Работа устройства делится на процесс предварительной адаптации и процесс дуплексной передачи. При предварительной адаптации оконечное оборудование данных передает испытательный сигнал. Затем осуществляется отделение случайного сигнала от принимаемого и в вычитателе 8 производится компенсация передаваемого сигнала. Подстройка под параметры канала связи производится тремя ступенями: предварительное обучение, уменьшение дополнительной помехи и восстановление формы принимаемого сигнала. Устройство самонастраивается под параметры канала связи, компенсируя сигналы собственного передатчика и восстанавливая форму принимаемого сигнала, поступающего из канала связи. 1 ил.

го

Изобретение относится к электросвязи, может найти применение в дуплексных системах связи и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1133675,

Целью изобретения является повыше- ние помехоустойчивости..

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит блок 1 согласования, основной коммутатор 2, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦА11) 3} аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, формирователь 5 кодовых комбинаций, первый блок 6 па мяти, генератор 7 управляющих импульсов, вычитатель 8, сумматор 9, второй блок 10 памяти, второй ЦА11 11, умножитель 12, дополнительный коммутатор 13 и одновибратор 14.

Устройство работает следующим образом.

Работу устройства можно разделить

на процесс предварительной адаптации

и процесс дуплексной передачи.

Процесс предварительной адаптации заключается в следующем. От оконечного оборудования данных на управляющий вход основного коммутатора 2, устано- вочный вход второго блока 10 памяти и вход одновибратора 14 в момент предварительного обучения поступает логическая единица. Но данному сигналу основной коммутатор 2 подключает выход формирователя 5 кодовых комбинаций к входу первого ЦАП 3. Тактовые импульсы с выхода генератора 7 управляющих импульсов непрерывно поступают на вход формирователя 5 кодовых ком- бинаций, поэтому состояние последнего непрерывно изменяется от минимального значения до максимального. Каждая цифровая комбинация U(k&t), сформированная формирователем i кодовых ком- бинаций, далее превращается первым ЦАП 3 в аналоговое напряжение по линейному закону, т.е. Utj(kut) соответствует сигнал на входе канала связи, равный U0 U), U, (kAt), (t) ,...,

ип(к-йО- йии).

Сигналы U,- (t) являются, по существу, откликами канала связи на соответствующие зондирующие сигналы или обучающие сигналы. Далее сигналы U(t) поступают в сторону противоположной станции и одновременно проходят АЦП 4, в котором аналоговый сигнал U-; (t) превращается в последовательность нулей и единиц (отсчет цифрового сигнала). Из канала связи, как известно, в общем случае может поступать либо сигнал противоположной стороны, либо шум канала связи, либо то и другое вместе. Обозначим данный сигнал, включающий сигнал противоположной стороны и шум канала связи, через y(t). Сигнал y(t) складывается с передаваемым сигналом lA(t:) на входе АЦП 4, поэтому через него проходит суммарный сигнал, равный U,-(t)+y(t). Данный суммарный сигнал превращается в отсчеты цифрового сигнала U(kdt) + +у (kflt) в АЦП 4 и записывается в первый блок 6 памяти. При этом, как указывалось выше, цифровому отсчету Uo(kAt) соответствует сигнал U0(t) на выходе первого ЦАП 3 и сигнал Uo(kAt) на выходе АЦП 4. Аналогична ситуация и с другими отсчетами сигнала, т.е.

lMkflt), (t), (kit);

Ue(Ut)(t)(kat); (1)

Un (kat}- Un (t) (kflt),

Так как цифровой отсчет 11$ (kflt) , формируемый в процессе обучения формирователем 5 кодовых комбинаций, является.одновременно адресом в первом 6 и втором 10 блоках памяти, то по адресу U,j() в первом блоке 6 памяти записывается цифровой отсчет DQ(k1ut)Oo(k dt)+y,, (ky ut), где k, - номер текущего временного интервала в дискретный момент времени. Соответственно можно записать, что по адресу U (k2fit) записывается цифровой отсчет l(keAt)U(k,14t)+y4(K2At). Аналогично

ш (k, ьс) (k} ut)U, ()+у (Ь, at) ; U3 (kfl flt)(k4at)Us (k4flt)+y4 (k4 at) ;

.

v(2)

Uhan+,4t)()Uh() +

« wikwAt).

Одновременно с записью образцов передаваемых сигналов Uf (Icflt) второй блок 10 памяти обнуляется. После записи всех образцов передаваемого сигнала U-,-(kkt) в первый блок 6 памяти оконечное оборудование данных снимает управляющий сигнал с основного коммутатора 2, второго блока 10 памяти и одновибратора 14.

При предварительной адаптации оконечное оборудование данных передает испытательный сигнал, к примеру псевдослучайный текст, состоящий из 511 элементов. Время передачи данного текста определяется одним циклом. По окончании цикла 511 элементов оконечное оборудование данных снимает управляющий сигнал (логическую единицу) , по заднему фронту которого срабатывает одновибратор 14, и подключает к первому входу умножителя 12 первый коэффициент передачи N.

На этом процесс предварительной адаптации устройства для разделения к параметрам канала.заканчивается. Таким образом, после предварительного обучения в первом блоке 6 памяти хранятся образцы передаваемых сигналов, второй блок 10 памяти обнулен, а на вход умножителя 12 подается коэффициент передачи М. На вход блока 1 согласования поступает случайный сигнал U(t), который необходимо отделить от принимаемого сигнала y(t), В блоЕсли блок 1 согласования :а (ш 2) -м 20 тактовом интервале принимает значения отличные от U0(kdt), то процесс, описываемый выражениями (3) - (6), полностью повторяется. Поэтому, в случае если передаваемы сигнал U(t) вновь

ке 1 согласования происходит преобра- 25 принимает значение Ue(kAt), нл выходе

зование сигнала U(t) в отсчеты цифро- АЦП 4 имеет сигнал, равный

вого сигнала. Пусть в первый момент De(kn+44t)U0 (kh,,ut) +Упч4 (kn«44t) ,

сигнал U(t) принимает значение

Uu(). Тогда на выходе первого

30

ПАИ 3 (входе АЦН 4) наблюдаем сумму сигналов ftoCt-n +yCtn-H ) , а на выходе АЦП 4 наблюдаем сигнал DQ(kn4idt) Uo(k,H,ut)+yn44 (). Из первого блока 6 памяти по адресу U0(kut) выводится прежнее содержимое, записанное в процессе предварительного обучения, т.е. сигнал D0(l4 flt)Ue(K1ut) +y(k,,ut). Так как U0() И UP (kn.,4 ut) - отклики канала связи в разные ( и ktt4l ftt) моменты времени на одинаковую цифровую комбинацию Uo (k At) , то в вычита теле 8 производится компенсация передаваемого сигнала.

На выходе вычитателя 8 имеем сигнал, равный

Me(kn,4flt)Ue(kn«,At)-De(k,ut)- Уп ()-y1(). (3) Далее значение M0() подается на сумматор 9, на второй вход которого выводится содержимое второго блока 10 памяти, которое хранится по адресу Ue(kut). Так как второй блок 10 памяти был в процессе первоначального обучения обнулен, то на выходе сумматора 9 имеем значение, равное

Le (krH/flt) М 0() +L0 (k« ut) N« M0(kn41At).(4)

Значение L0(khMat) проходит умножиa на выходе вычитателя 8 значение сигнала равно

M0(kn,5ut) y,uQ ()-ynM (kn4,uL)J

(8)

Сигнал на выходе сумматора 9 должен содержать лишь принимаемый цифро- 35 вой отсчет, который равен

L0(kni2Ut)Mo(krH2ut)+Lo () N, Уш (kMidt -yn+ (kh4«Bt) -(1-N()-N,- y,(k, bt)(9)

и т.д.

40 После m переданных значений U0(kut) на выходе сумматора 9 имеем сигнал, которьш описывается следующим выражением:

45

50

L0(kmot) yhl (km at) -ym. (km.( at). i.(1-N1)-...-y1(k,at)-Nm. (10)

Как видно из выражения (10), первый член - это принимаемый сигнал, члены со второго по последний - дополнительная помеха. Однако уровень помехи незначителен ввиду того, что значение Мн взято близким к единице. В устройстве подстройка под параметры канала связи производится тремя сту- gg пенями. На первой ступени производят предварительное обучение. На второй ступени производят уменьшение дополнительной помехи, описываемое выражением (10), до 2-5%. И на третьей сту

836476

тель 12. Как указывалось выше, коэффициент передачи умножителя 12 равен NJ, при этом значение М выбирается 5 в пределах 0,,99.

Таким образом, сигнал Le(), пройдя умножитель 12, записывается во втором блоке 10 памяти в ячейку Uo(kat) равным Ю Lo()N, N, у„л, (km(ut)у, (k,at) .(5)

Одновременно в первый блок 6 памяти записывается новое значение отклика канала связи на цифровую комбн- 15 нацию Ue(kut), который равен

130(kn4 ut)U (kn Ы0+у„4 (krvHflt) .

(6)

Если блок 1 согласования :а (ш 2) -м тактовом интервале принимает значения отличные от U0(kdt), то процесс, описываемый выражениями (3) - (6), полностью повторяется. Поэтому, в случае, если передаваемы сигнал U(t) вновь

принимает значение Ue(kAt), нл выходе

a на выходе вычитателя 8 значение сигнала равно

M0(kn,5ut) y,uQ ()-ynM (kn4,uL)J

(8)

Сигнал на выходе сумматора 9 должен содержать лишь принимаемый цифро- вой отсчет, который равен

L0(kni2Ut)Mo(krH2ut)+Lo () N, Уш (kMidt -yn+ (kh4«Bt) -(1-N()-N,- y,(k, bt)(9)

и т.д.

После m переданных значений U0(kut) на выходе сумматора 9 имеем сигнал, которьш описывается следующим выражением:

L0(kmot) yhl (km at) -ym. (km.( at). i.(1-N1)-...-y1(k,at)-Nm. (10)

Как видно из выражения (10), первый член - это принимаемый сигнал, члены со второго по последний - дополнительная помеха. Однако уровень помехи незначителен ввиду того, что значение Мн взято близким к единице. В устройстве подстройка под параметры канала связи производится тремя сту- пенями. На первой ступени производят предварительное обучение. На второй ступени производят уменьшение дополнительной помехи, описываемое выражением (10), до 2-5%. И на третьей стуUD

(Nc

начиная

можно

пени точность восстановления формы принимаемого сигнала достигает 0,01- 0,1%. Включение двух коэффициентов передачи N и N необходимо для боле быстрой подстройки устройства для разделения под параметры канала связ Назначение N4 становится ясным из анлиза выражения (10). С одной стороны для минимизации помехи восстановления, описываемой членами, начиная с второго и кончая предпоследним, необходимо взять . С другой сторны, для минимизации помехи, описываемой последним членом выражения (10) необходимо взять . Поэтому для мнимизации действия последнего члена выражения (10) берем N,0,95-0,99. Компенсация сигналов собственного пе редатчика из-за использования свойст относительности практически полная. Аналогична ситуация и с другими отсчетами сигнала.

Время работы одновибратора 14 выбрано равным m тактовых интервалов. По истечении данного временного интервала одновибратор 14 возвращается в исходное состояние и подключает к умножителю 12 коэффициент передачи Ng. При этом Nj-И. Это позволяет улучшить качественные характеристики устройства.

Действительно, после z переданных импульсов, к примеру, U0(kut) на выходе сумматора 9 имеем сигнал, равный

Lo(k2 &t)yz(k7ut)-yT-v (kz-iut) (1-Ne)-. ..-Уг-i-n (kj.i-к Ut). (1-Na) - N .

Так как N близко к единице СН),9999), то всеми членами, с второго, в выражении (11) пренебречь. Таким образом, на выходе сумматора 9 получаем отсчет сигнала, поступающего из канала связи. Далее этот отсчет превращается вторым ДАН 11 в аналоговую величину и выдается потребителю.

Устройство является адаптивным. Действительно, при изменении параметров канала связи на величину AZ изменится передаваемый сигнал U, (kftt) на величину ДУн(kftt). Величина

0

$

Ди-1 (kfit) затем прдходит через умножитель 12 на вход второго блока 10 памяти,

Ровно через один тактовый интервал значение недокомпенсации ДU, (kut) уменьшается на величину Ng. Через п тактовых интервалов величина недокомпенсации становится равной

U (kut) . Таким образом, из мененйя параметров канала связи не приводят к возникновению сигналов кедокомпен- сации. Кроме того, устройство некритично к сигналу, поступающему из канала связи. Как видно из описания принципа работы устройства, оно самонастраивается под параметры канала связи, компенсируя сигналы собственного передатчика и восстанавливая форму принимаемого сигнала, поступающего из канала связи. Точность восстановления формы сигналов, поступающих из канала связи, можно рассчитать из следующего выражения

25

( )2

ПРин сигн

(12)

5

0

5

0

0

где PPQ/Ц.ДОП - мощность дополнительной помехи, возникающей при восстановлении формы принимаемого сигнала, описываемого выражениями (10) и (11); РПРИН.СКГ мощность принимаемого

сигнала; N.J - значение коэффициента

передачи умножителя 12. Формула изобретения

Устройство для разделения направлений передачи в дуплексных системах связи по авт. св. № 1133675, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены умножитель и последовательно соединенные одновибратор и дополнительный коммутатор, причем выход сумматора через умножитель подключен к информационному входу второго блока памяти, установочный вход которого соединен с входом одновибратора, выход дополнительного коммутатора подключен к второму входу умножителя, а сигнальные входы дополнительного коммутатора являются корректирующими входами устройства.