Способ передачи и приема аналоговых сигналов Советский патент 1989 года по МПК H04B3/00 H04B10/12 

Изобретение относится к связи и может ObiTb использовано в системах передачи аналоговых сигналов по линиям связи, в том числе кабельным и оптическим.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при передаче аналоговых сигналов, содержашлх аддитивную помеху, в условиях случайноге; изменения коэффициента пропускания в линии K(t).

Существо способа заключается в следующем.

Решается задача оптимальной фильтрации аналоговс го сигнала, т.е. минимизации среднеквадратичного отклонения (МСКО) сигнала после усиления

и преобразования (t) от исходного аналогового сигнала на входе линии связи s(t).

В соответствии с теорией оптимальной фильтрации, если обрабатываемый си1- нал проходит линейную пространственно-инвариантную систему с функцией импульсного отклика h(t) и характеризуется мультипликативным шумом W(t) со средним значением . и аддитивным стационарным шумом V(t), то для реализации МСКО необходимо воздействовать на спектр сигнала фильтром с функцией пропускания:

U - - (u;)R,(u.)

Ef H (с) J CR;:CI ). RJ G) , (u) (1)

СЛ

00 CX) 00

где 11 - Фурь1 -( uMiiyjifjCuoro отклика (передаточная функция);

- частота;

Е - математическое усреднение;

R -- co(Jтвeтcтвymщиe спектральные

плотности мощности; знак - операция свертки.

Многие, линии характеризуются узким имнульсным откликом. Мультиплика- тивная номеха W(t) во многих случаях играет значительную роль, так как она описывает изменение коэффициента затухании, изменяющего уровень сигнал в линии в широких пределах. При этом имеется также неизбежный аддитив ньй uiyM, обусловленный как характеристиками исходной системы формирования aHajKjruijoru сигнала, так и особенностями нриемно-нередающнх модулей,

Возможна реализации оптимальной фильтрации аналоговых сигналов без применения Фурье-нреобразования сигнала, цутем непосредственного преобразования электрического сигнала g(t), цолученногсз после предварительного усиления. Для этого упомянутый элект- рически сигнал рассматривается как спектр некоторого сигнала С(Ч ). Сигна g(t) связан с исходным (идеальным) сигналом s(t) соотношением

g(t) h(t - ir)s(T)K( r)dT + V(t),

(2)

т.е. представляет собой свертку ис- xoднoг(J сигнала с передаточной функцией, в произведе1П1И с мультипликативной помехой (коэ(|)фипиент пропускания С1- гнала k(t), плюс аддитивную помеху.

которую для уцрои .ения анализа счита

ем добавленной на выходе системы.

Представляя этот сигнал как спектр некоторо -о сигнала С(Ч ) , в соответствии с теоремой о свертке, сигнал S(f) представляется прошедшим некото- рую :;иие)-1ун1 цространстве1Ш1)-ицвари- ан.тцу) систему с мультипликативной пимехой II (,f) и передаточной функциии KCf) функции, обозначенные загпанныг и и строчными буквами, связаны преоОря.зинанием Фурье.

В ЭТГ1М случае, на спектр предпола- rauMoii Ьун.кцип G() , т.е. на сигнал g(t) иeotJX. 1зоздойствовать фильтром, описываемым С(к.1тношением (1), с з.чм . Н М яходяших к соотношение функ- ц;и1 на cc OTBeTCTiiyioiiyie: роль тг. играет ciie. Uiee значение H(f), вместо li(u) fy -тся K(t), причем в екну

де1(ствительнс.1сти этой функции, 1Г(ш) Н(иО K(t); а Rj(aO, R(u.) и K,(w) имеют смысл корреляци(;ннь:х функций сиг нала s(t), передаточной функции b(t) и шума V(t).

Передаточная функция аналоговой линии связи для значительного класса систем имеет малую протяженность и при характерных временах изменения k(t), s(t) и V(t), больших h(t) может быть проведена следующая замена: считая h(t) близкой к -сГ-функции, справедливо приближение га 5; , 1 (среднее значение спектра h(t) для интересующего диапазона частот), и R(u;) f: R5(t.) :v R((v). Соответственно для реализации MCKO некоторой ис- ходной функции G(f) от идеальной s(} и, следовательно, в соответствии с теоремой Парсеваля, наилучшее приближение образов этих функций, т.е. g(t) и s(t), необходимо электрический сигнал g(t) умножить на функцию (t):

(О Ш1

) . г„ (t)

(3)

5 ..

5

0

.

Г Де rtru-(t) и (t) - корреляционные функции шума и сигнала.

С учетом устойчивости оптимальной фильтрации к изменениям регулязирую- щих слагаемых знаменателя в функции пропускания оптимального фильтра в ка 1естве оценки отноше})ия корреляционных функций шума и сигнала может быть использовано текущее отнощение мощностей шума и сигнала или отношение средних значений этих величин.

Формула изобретения

Способ передачи и приема аналоговых сигналов по линиям связи, заключающийся в том, что информационный аналого- вьй сигнал передают по линии связи, на .чыходе линии связи измеряют текущее значение коэфсрициента передачи ;п1нии связи K(t) и одновременно принимаемый сигнал подвергают усилению и преобразованию, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости передачи аналоговых сигналов, при воздействии аддитивной помехи, при изменении коэффициента передачи в линии связи K(t), дополнительно на выходе пинии связи измеряют

5IS1H887

: и; ч nиt: ( -пкишмшя м нцнисги шумп ктекуиц гс ти,чч«иня K(t) к сумме кнлдр;)мшдиости сиг иал;), .ч сип .ал ирисОрпчукгг та K(t) и опимпению шума к обратно пропорционально птнсниениюмощности сигнала.

Изобретение относится к области связи и может быть использовано в системах передачи аналоговых сигналов по линиям связи, в том числе кабельным и оптическим. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при передаче аналоговых сигналов, содержащих аддитивную помеху, в условиях случайного изменения коэффициента пропускания в линии К(T). При применении этого способа решается задача оптимальной фильтрации аналогового сигнала, т.е. минимизации среднеквадратичного отклонения сигнала после усиления и преобразования G(T) от исходного аналогового сигнала на входе линии связи S(T). С учетом устойчивости оптимальной фильтрации к изменениям регуляризирующих слагаемых знаменателя в функции пропускания оптимального фильтра в качестве оценки отношения корреляционных функций шума и сигнала может быть использовано текущее отношение мощностей шума и сигнала или отношение средних значений этих величин.