Многоканальная система передачи и приема информации Советский патент 1990 года по МПК H04J3/00 

Изобретение относится к радиотехнике и технике связи, в частности к многоканальным телеметрическим системам.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.,

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства на передаюш,ей стороне; на фиг. 2 - то же, на приемной стороне; на фиг. 3 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Многоканальная система передачи и приема информации содержит на передающей стороне (фиг. 1) N источников 1 информации, N блоков 2 согласования, N первых коммутаторов 3, N сумматоров 4, блок 5 уплотнения, распределитель 6, счетный триггер 7, генератор 8 тактовых импульсов, источ- иик 9 опорного напряжения, первый делитель 0 напряжения, первьгй 1 и второй 12 блоки калибровочного напряжения, N элементов 13 задержки, N инверторов 14, а на приемной стороне (фиг. 2) - первый 15, второй 16 и третий 17 амплитудные детекторы, первый 18, второй 19 и третий 20 дополнительные сумматоры, блок 21 деления, четвертый дополнительный сумматор 22, .второй делит&пь 23, N компараторов 24, дополнительный компаратор 25, дешифратор 26, элемент 27 эквивалентности, N сумматоров 28, блок 29 разделения, N каналов 30 приема, каждьгй из которых включает при- е.мник 31, первый триггер 32, второй триггер 33, первый 34 и второй 35 элементы па- мяти, пятый 36 и шестой 37 дополните ть- ные сумматоры, второй коммутатор 38, первый 39, второй 40, третий 4-1 и четвертый 42 одновибраторы и демодулятор 43.

СТ

es3f №

СП

Многоканальная система передачи и приема информа 1.ии работает следующим образом.

Информационные сигналы от источников i пестуна ют ма блоки 2 согласования, где происходит выравнивание размахов сигналов различных каналов н сжатие динамического диапазона сигнале). Таким образом, на выходах блока 2 согласования получаются сигналы, максимальные размахи которых равны между собой. Затем эти сигналы поступают на первые входы первых коммутаторов 3, на вторые в.ходы которых поступают те же, но задержанные па 1з и проинвертированные сигналы. В ре- зультате на выходах первых коммутаторов 3 получается последовательность бнполяр1 ых амилитудно-модулированных импульсов, причем нары положительного и отрицательного импульсов имеют равные амплитуды и первый из импульсов в паре соответствует прямому сигналу с выхода блока 2, а второй - задержанному инверсному. Далее полученные сигналы суммируются в сумматорах 4 с постоянными напряжениями, отличающимися по величине и (или) по знаку, которые поступают на вторые входы сумматоров 4 с первого делит йля 10 напряжений. Величины напряжения опорного источника 9 и сопротивления первого де.литепя 10 выбраны такими, что на выходах сумм.ато- ров 4 получаются напряжения в диапазонах, не перекрывающихся между собой при Eipo- извольны.х сигналах на выходах блоков 2 согласования. Далее напряжения с выходов сумматоров 4 и первого 1 и второго 12 блоков калибровочного напряжения поступают на информа1::иоииые входы блок 5.}плотке- шя, когорып под действием управляющих сигналов, вырабатываемых рггснределителек 6 из сигналов с частотой т/2 (получающейся на выходе счетного триггера 7), осуществляет формирование группового сигнала. В результате на входе алока 5 получается биполярный групповой сигнал Urn в виде сту- петгчатой фигуры, причем амплитуды ж (тельиых и отр.чцательных напря;«ений группового С1{гнала оказываются рав ;ым:и А и постоянными во BpeNieH i, а е ин-;ервалах напряжений, соответствующих различ|иым каналам, групповой снгках: оказьшается симметричным относительно соответствую цего опорного напряженмк и его размах равен удвоенному значению соответствующего отсчета.

Формирование группового сигнала на примере трехкакальной системы показано на фиг. 3. В качеч:твё информационных сигналов использованы в первом канале синусоида (фиг. 3, а), во втором - косинусоида (фиг. 3, б), в третьем - экспонента (ф иг. 3, в). Размахи всех сигналов не превышают и. Далее дискретные значения прямого и задержанного 1П1версного С5;гн ;1лов

5

5

с выходов первых коммутаторов 3 суммируются сумматорами 4 с постоянными напря- .жениями, снимаемыми с первого делителя 10: сигналы первого канала - с напряжением и+Ли, сигналы второго канала - с нулевым напряжением, сигналы третьего канала - с напряжением - (U-j-AU), где AU - защитный интервал напряжения, и подаются на второй, третий и четвертый входы блока 5 уплотнения. На первый и пятый входы блока 5 через первый II и второй 12 блоки калибровочного напряжения подаются постоянные напряжения 3/2(U+AU)+AU/2 и

(и+Ди)+Ди/2. В результате на выходе блока 5 формируется групповой сигнал, изображенный на фиг. ,3, г.

Далее групповой сигнал Urp проходит по линии связи, где к нему добавляются аддитивные Ua и мультипликативные Ua помехи, образуя искаженный сигнал Un Urp(l-f -|--U) + Ua. Огибающие положительных и от- 0 рицательных амплитуд искаженного группового сигнала выделяются первым 16 и вторым 17 амплитудными детекторами, на выходах которых получаются напряжения (l-tLU) + U. и (l+0«)-и„, где Urn и On - напряжения соответственно мультипликативной и аддитивной помех, вое- становленные по выборкам с интервалом дискретизации 2 (N+2)/fT. На выходе третьего дополнительного (вычитающего) сумматора 20 формируется сигнал LJ2o аддитивной помехи (), а на выходе второго дополнительного сумматора 19 - сигнал Uig мультипликативной помехи ((-|-Um В результате на выходе первого дополни- трл ьного сумматора 18 получается сигнал

и.,8 1 . Un-f 0, ( 1 -f Urn) + Ua---U.

-Urp(l-f Um)+uUo, a на выходе блока 21 целения - си т;ал U2i Ui8/KUi9 Urp ( + -f и„,)/К2А( 1 -Ь U;n) +Ли„/К2А(), где }( - ,ог гоянная блока 21 делеи.яя.

Для помех с интервалом корреляции (N+2)/fT напряжения J, и От, вос- стаиовленнь е по выборкам, совпадают с Uc и Urn, а напряжение U2i принимает вид U2i Urp/K2A, т. е. с точностью до постоянного множ}п-еля совпадает с исходным групповым сигналом на выходе блока 5.

0

. .

При наличии аддгп-ивной помехи, интер- вал корре. которой (N-j-2)/Fr, сигнал на выходе блока 21 деления содержит аддитивную помеху, которая снижает помехоустойчивость системы и нарушает ее

работу. На фиг. 3, показан пример такой помехи, на фиг. 3,е - изменение группового сигнала под действием помехи, а на фяг. 3,ж - сигнал на выходе блока 21 деления. Из фиг. 3,ж видно, что под влиянием слабо коррелированной помехи нарушается симметрия группового сигнала относительно опорных напряжений и наблюдаются переходы в интервалы напряжений, принадле- кащие соседним каналам.

Далее, частично (или полностью) очищенный групповой сигнал через (N-|-l)-Bxo- допый четвертый дополнительн з1Й сумматор 22, в котором происходит компенсация аддитивной помехи с интервалом корреляции , поступает на первый амплитудный детектор 15. Из его выходного напряжения, равного размаху группового сигнала, с помощью второго делителя 23 напряжений формируются N опорных напряжений, относи-, тельно которых смещены информационные сигналы, и N-fl напряжений границ между интервалами соответствующих канальных напряжений. Полученные опорные напряжения суммируются с групповым сигналом сумматорами 28, на выходах которых групповой сигнал оказывается смещенным (на величину опорного напряжения) так, что интервал напряжений, принадлежащий данному каналу, оказывается симметричным относительно нулевого напряжения. Компаратор 24 и дополнительный компаратор 25 сравнивают групповой сигнал с N+1 напряжениями границ интервалов и через дещиф- ратор 26 включают соответствующий разряд блока 29 разделения на время, в течение которого напряжение группового сигнала на выходе соотетствующего сумматора 28 находится в диапазоне напряжений данного канала. Таким образом, на выходах блока 29 разделения получаются пары биполярных импульсов равных (при отсутствии аддитивной помехи) гмплитуд, размах которых равен удвоенному значению отсчета соответствующего канала. При наличии помехи (как следует из фиг. Зж) импульсы положительной и отрицательной полярности имеют различные амплитуды, причем разность амплитуд равна удвоенному значению помехи в момент отсчета. Положительным фронтом импульса управления блоком 29 соответствующего канала 30 приема осуществляется запуск первого одновибратора 39, выходной импульс которого длительностью ti осуществляет сброс (стирание) содержимого первого 34 и второго 35 элементов памяти и сброс в «О второго триггера 33, запрещающего чтение информации из первого 34 и второго 35 элементов памяти. Отрицательным фронтом импульса с выхода первого одновибратора 39 осуществляется запуск второго одповибратора 40, выходной

импульс которого длительностью t2 l/2fr

разрещает запись в первый элемент 34 памяти значения амплитуды первого в паре (прямого) импульса отсчета (запись ведется в течение половины длительности импульса отсчета). Отрицательным фронтом импульса с выхода второго одновибратора 40 запрещается запись информации в первый элемент 34 памяти и через время 1з 1/2Гт осуществляется запуск одноаибратора 41, выходной импульс которого длительностью t3 1/2Гт разрещает запись во Г5торой элемент 35 памяти значения амплитуды второго в

паре импульса отсчета, ссютветствующего задержанному инверсному сигналу (запись ведется в течение половины длительности импульса отсчета). Отрицательным фронтом импульса с выхода третьего одновнб- ратора 41 происходит запуск четвертого одновибратора 42 и запрещается запись информации во второй элемент 35 памяти. По- ложитетьным фронтом выходного импульса четвертого одновибратора 42 происходит перевод второго триггера 33 в состояние «1, разреи ающей чтение информации из первого 34 и второго 35 элементов памяти, и запись «1 в первый триггер 32, которая разрешает прохождение сигнала через второй

ком.мутатор 38. Таким образом, после запуска четвертого одновибратора 42 на выходе пятого дополнительного сумматора 36 имеется сигнал, соответствующий удвоенному от- счетному значению информационного сигнала, который через демодулятор 43 посту пает на приемник 31, а на выходе инвертирующего шестого дополнительного сумматора 37 - сигнал, соответствующий отсчету проинвертированной аддитивной поме- х И, который через второй коммутатор 38 по5 ступает на один из входов четвертого дополнительного сумматора 22, осуществляя коррекцию группового сигнала на следующем такте. Суммарный сигнал коррекции показан фиг. 3,з. Прерывание подачи сигналов коррекции в интервалы времени, со0 ответствующие передаче калибровочных сигналов (по которым производится коррекция группового сигнала), осуществляется вторыми коммутаторами 38 под действием сигналов «О на выходах первых триггеров 32.

Перевод первых триггеров 32 в состояние «О осуществляется сигналом «i с выхода элемента 27 эквивалентности, которая имеет место при приеме калибро„ вочных напряжений (все компараторы находятся в «1 или в «О). Эпюры сигналов на выходах пятых дополнительных сумматоров 36 приведены на фиг. 3,«, к, л. Таким образом, после демодуляции на входах приемников получаются неискаженные ннфор5 мационные сигналы.

Помехоустойчивость предлагаемой системы в случае сильго коррелированных помех ((N+2)/fT в два раза выше, чем в системе-прототипе,так как индекс модуля0 ции АИМ сигналов (при том ж числе каналов) в предлагаемой системе в два раза больше, чем в системе-прототипе. Кроме того, помехоустойчивость системы-прототипа резко уменьшается при воздействии помех с интервалом корреляции (N+2)/fT,

в предлагаемой системе помехоустойчивость остается неизменной для помех, интервал корреляции которых (так как помеха восстанавливается на каждом такте).

Формула изобретения

Многоканальная система передачи и приема информации, содержащая на передающей стороне N источников информации, выходы которых подключены к входам соответствующих N блоков согласования, 1V сумматоров, первые входы которых соединены с соответствующими выходами делителя напряжения, входы которого подключены к выходам источника опорного напряжения, а через первый и второй блоки калибровочного напряжения - к первому и второму дополнитетьным входам блока уплотнения, входы которого соединены с соответствующими выходами сумматоров, генератор тактовых импульсов и распределитель импу.тьсов, выходы которого подключены к управляющим входам блока уплотнения, а на приемной стороне - первый, второй и третий амплитудные детекторы, первый, второй и третий дополнительные сумматоры, блок деления, N сумматоров, выходы которых подключены к соответствую- нлим входам блока разделения каналов, N демодуляторов, выходы которых соединены с соответствующими входами N приемников, N компараторов, первые входы которых объединены с первыми входами N сумматоров и входом первого амплитудного детектора, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами второго делителя напряжения, N выходов которого подключены к соответствующим вторым входам N сумматоров, дешифратор, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блока разделения каналов, а входы дешифратора соединены с выходами N компараторов, причем объединенные входы второго и третьего амплитудных детекторов соединены с первым входом первого дополнительного сумматора, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого подключен к выходу второго дополнительного сумматора, первый и второй входы которого объединенные с соответствующими входами третьего дополнительного сумматора, подключены соответственно к выходам второго и третьего амплитудных детекторов, а выход третьего дополнительного сумматора соединен с вторым входом первого дополните.пьного сумматора, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, па передающей стороне выходы блоков согласования подключены к вторым входам соответствующих N сумматоров через введенные последовательно соединенные элемент задержки, инвертор и первый коммутатор, а выход генератора тактовых импульсом соединен с входом распределителя импульсов через введенный счетный триггер, вход которого объединен с управняющими входами N первых коммутаторов, вторые входы которых соединены с входами соответствующих элементов задержки, а на приемной стороне выход блока деления соединен с входом первого амплитудного детектора через введенный четвертый

дополнительный сумматор, входы которого соединены с выходами введенных N вторых коммутаторов, а выходы блока разделения каналов соединены с соответствующими демодуляторами в каждом канале приема через последовательно соединенные первые элементы памяти и пятые дополнительные сути- маторы, причем к выходам дешифратора в каждом канале приема подключены последовательно соединенные первый, второй, третий и четвертый одновибраторы, а также

первый триггер, выход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора, а последовательно соединенные второй триггер, второй элемент памяти и шестой дополнительный сумматор подключены в

каждом канале приема к входу второго Коммутатора, а второй делитель напряжения снабжен N-f-l дополнительными выходами, соединенными соответственно с вторыми входами N компараторов и первым входом введенного дополнительного компаратора,

выход которого, а также выходы N компараторов подключены к входам элемента эквивалентности, выход которого подключен к входам сброса первых триггеров, установочные входы которых в каждом канале приема объединены с установочным входом второго триггера, выход которого подключен. . к первому управляющему входу первого элемента памяти, второй управляющий вход которого объединен с вторым управляющим входом второго элемента памяти, входом сброса второго триггера и входом второго одновибратора, выход которого подключен к третьему управляющему входу первого элемента памяти, выход которого подключен к второму входу шестого дополнительного сумматора, причем выходы блока

разделения каналов подключены к соответствующим информационным входам второго элемента памяти, третьи управляющие входы и выходы которых в каждом канале приема соединены соответственно с выходом третьего одновибратора и инверсным

входом пятого дополнительного сумматора, а второй вход дополнительного компаратора объединен с первыми входами компара- -торов.

Jr

Изобретение относится к радиотехнике и технике связи, в частности к многоканальным телеметрическим системам. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Многоканальная система содержит на передающей стороне: N источников информации, N блоков согласования, N коммутаторов, N сумматоров, блок уплотнения, распределитель, счетный триггер, генератор тактовых импульсов, источник опорного напряжения, делитель напряжения, два блока калибровочного напряжения, N элементов задержки, N инверторов, а на приемной стороне: три амплитудных детектора, N+4 сумматоров, блок деления, делитель напряжения, N+1 компараторов, дешифратор, элемент эквивалентности, блок разделения, N каналов приема, каждый из которых включает в себя приемник, два триггера, два элемента памяти, два сумматора, коммутатор, четыре одновибратора, демодулятор. Поставленная цель достигается тем, что каждый отсчет канальных сигналов передается парой равных по величине и противоположных по знаку отсчетов, т.е. индекс модуляции АИМ-сигналов в данной системе в два раза больше, чем в известной системе. 3 ил.

ш

L

13

J

10

г

ii

НР

Фиг.1

0,5U

0}