Устройство преобразования сигналов для передачи данных по первичному сетевому тракту Советский патент 1992 года по МПК H04L25/40 

Изобретение относится к электросвязи и может найти применение в устройствах передачи данных по первичным сетевым трактам.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при передаче двух независимых информационных потоков.

На чертеже изображена структурно- электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый кодер 1, первый цифровой формирователь 2 спектра, первый цифроаналоговый преобразователь 3, первый фильтр 4 нижних частот, первый преобразователь 5 передачи, первый полосовой фильтр 6, первый 7 и второй 8 согласующие блоки, второй полосовой фильтр 9, первый усилитель 10с автоматической регулировкой усиления, первый преобразователь 11 приема, второй фильтр 12 нижних частот, первый демодулятор 13, первый аналого-цифровой преобразователь 14, первый цифровой приемник 15, первый декодер 16, генератор 17, блок 18 опорных частот, второй кодер 19, второй цифровой преобразователь 20 спектра, второй цифро- аналоговый преобразователь 21, третий фильтр 22 нижних частот, второй преобразователь 23 передачи, третий полосовой фильтр 24, четвертый полосовой фильтр 25, второй усилитель 26 с автоматической регулировкой усиления, второй преобразователь 27 приема, четвертый фильтр 28 нижних частот, второй демодулятор 29, второй аналого-цифровой преобразователь 30, второй цифровой приемник 31 и второй декодер 32.

1

СО

о ел о

CJ

Устройство работает следующим образом.

Сигналы от двух независимых источников информации поступают на входы первого 1 и второго 19 кодеров, в которых в соответствии с выбранным методом модуляции осуществляется кодирование информационных потоков, в результате которого формируются сигналы с 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляцией. Кодированные сигналы с выходов первого 1 и второго 19 кодеров поступают в первый 2 и второй 20 цифровые формирователи спектров, посредством которых осуществляется формирование спектра передаваемых сигналов. Особенностью каждого из цифровых формирователей 2 и 20 спектра является то, что в них совмещены функции формирователя спектра одиночной посылки и предварительного фазового корректора. Это позволяет повысить точность коррекции неравномерности характеристики первичного сетевого тракта и в конечном счете повысить помехоустойчивость приема сигналов. Первый 5 и второй 23 преобразователи передачи необходимы для перенесения сформированных сигналов в рабочий диапазон частот первичного сетевого тракта.

Посредством первого согласующего блока 7 объединяются сигналы с выходов полосовых фильтров 6 и 24. С выхода первого согласующего блока 7 передаваемый сигнал поступает на вход первичного сетевого тракта.

С выхода первичного сетевого тракта сигнал поступает на вход приемной стороны. Посредством второго согласующего блока 8 осуществляется распараллеливание принимаемого сигнала. Разделение подканалов осуществляется посредством второго 9 и третьего 25 полосовых фильтров. Посредством первого 11 и второго 27 преобразователей приема осуществляется перенос спектра принимаемого сигнала. Демодули- рованные сигналы преобразуются в цифровую форму посредством первого 14 и второго 30 аналого-цифровых преобразователей и поступают на первый 15 и второй 31 цифровые приемники, где в соответствии с выбранными алгоритмами осуществляется выделение синхроколебаний, адаптивная коррекция межсимвольных искажений, автоматическая регулировка усиления. Посредством первого 16 и второго 41 декодеров осуществляется декодирование принимаемых сигналов.

Частоты преобразования fni, fn2, fn3 выбраны таким образом, что могут быть сформированы при использовании одного генератора 17 и блока 18 опорных частот.

Высокая скорость передачи сигналов в устройстве предъявляет повышенные требования к быстродействию обработки сигналов в цифровых приемниках 15 и 31. Дляунификации обработки сигналов большинство алгоритмов, реализуемых блоками 15 и 31, сведены к операции свертка. Адаптивная коррекция, подстройка синхроколебаний и другие системы регулирования осуществляются на основе

минимизации среднеквадратического отклонения сигнала.

Блоки устройства функционируют следующим образом.

Первый 1 и второй 19 кодеры, а также

первый 16 и второй 32 декодеры легко могут быть реализованы на основе правил, изложенных в Рекомендации V.22 МККТТ, в которой описано однозначное соответствие сигналов на входах и выходах кодеров 1 и 19

и декодеров 16 и 32.

Рассмотрим алгоритмы функционирования цифровых приемников 15 и 31.

Посредством блоков 15 и 31 осуществляются адаптивная коррекция межсимвольных искажений, подстройка синхроколебэний, компенсация постоянной составляющей и точная автоматическая регулировка усиления.

Адаптивный корректор имеет перекрестную структуру, позволяющую корректировать как симметричные искажения в квадратурных подканалах R и Q, так и несимметричные, следствием которых является взаимное влияние между сигналами подканалов R и Q. Сигналы на выходах синфазного Ro(nT) и квадратурного Qo(nT) под- каналов адаптивного корректора формируются по правилу

40

Ro(nT) 2,Ск(п).2(п-К)Т +

К -N

+ Z DK(n)q(n-K) К -N

Q(nt) Ск(п)д(п-К) -N

50

- Ј DK(n)2(n-K)T . К -N

0)

где 2(пТ) и q(nT) - отсчеты сигналов на выходах демодуляторов, входящих в состав де- модулятора 13 (или 29);

Ск(п) и Ок(п) - коэффициенты передачи регуляторов отводов адаптивного корректора по прямым и перекрестным связям соответственно.

Коррекция фазы принимаемого сигнала осуществляется путем поворота от корректированного сигнала на угол On ,

Ri(nT) R0(nt)cos©n + 6b (nT)sin Oh: Q(nT) Q0(nT)cos Oh - R0(nT)sin 0h; (2)

а подстройка несущего колебания в соответствии с выражением

©п @n-i+KiFi(n)A,i; Fi(n) - Q(nT)Ri (nT) - lR(nT) 0i (nT); (3) An An-i + KiK2Fi(n),

где Ki, K2 - коэффициенты.

Сигналы 1р(пТ) и lo(nT) отображают отклонение от корректированных сигналов RI и Q1 от их оценок RI и QI по правилу:

R(nT) Ri(nT)-Ri(nT) lQ(nT) Qi(nT) - Qi (nT).

Коэффициенты Ск и DK, Ак изменяются в соответствии со следующими рекуррентными алгоритмами:

Ск(п) CK(.;- .J - /3{lRM(nT)2(n-K)

+ lQM(nT)) Dn(n) Dn(n-1) -Ј{1км(пТ)д(п-К)Т ,

- )2f(n-K)

,м

IfAnT) lR(nT)cos ©n - ld(nT)sin Gh;

,м

lcT(nT) lQ(nT)cos Gh + lR(nT)sin 0h , (6)

где ft- коэффициент адаптации,

Уменьшение числа арифметических операций, выполняемых цифровым приемником 15 (31), может быть достигнуто при реализации (5) для К (2N+1).

В адаптивном корректоре предусмотрена компенсация постоянной составляющей, обусловленной неидеальностью реализации демодулятора 13 (29), преобразователя 11 (27) приема фильтров 12 (28) нижних частот и аналого-цифровой преобразователь 14 (30). С этой целью введены цифровые регуляторы, коэффициенты передачи которых изменяются по правилу

Сф) Ск(п-1)-)б1Км(пТ);

CQ(n) CQ(n-1)),

(7)

Подстройка тактового колебания осуществляется по алгоритму

F2(n) lR(n-1)(n-2)T - Ri(nT)} +

+ loKn-1)TKQi(n-2)n т Qi(nT)}. -,(8)

Фазовая и частотная подстройка тактового колебания осуществляются аналогично (3). Точная автоматическая регулировка усиления осуществляется по алгоритму

15 К(пТ) - K(rv-1 )Т - а Рз(пТ),

(9)

где Рз(пТ) - lR(nT)Ri(nT) + (Q(nT)Qi(nT).

Анализ уравнений (1)-(9) показывает, что они в основном основаны на вычислении

20 операции свертки и легко могут быть реализованы с использованием цифрового процессора.

Импульсные последовательности, необходимые для работы кодеров 1 и 19, цифро25 вых формирователей 2 и 20 спектров, аналого-цифровых преобразователей 14 и 30, цифровых приемников 15 и 31 и декодеров 16 и 32, легко могут быть сформированы посредством блока 18 опорных частот.

30 Технико-экономическая эффективность устройства заключается в повышении помехоустойчивости приема сигналов данных за счет двухканальной организации устройства преобразования сигналов, а также использо35 вания в каждом канале 1 б-позиционной квад- ратурной амплитудной модуляции, повышении помехоустойчивости приема за счет эффективной коррекции неравномерности характеристики, заключающейся в совме40 щении функций формирования спектра и предварительного фазового корректора, а также использовании адаптивной коррекции, повышении помехоустойчивости приема эквивалентно увеличению дальности

45 сигналов передачи данных.

Формула изобретения Устройство преобразования сигналов для передачи данных по первичному сетевому тракту, содержащее последовательно со50 единенные первый кодер, первый цифровой формирователь спектра, первый цифровой аналоговый преобразователь, первый фильтр нижних частот, первый преобразователь передачи, первый полосовой фильтр

55 и первый согласующий блок, последовательно соединенные второй согласующий блок, второй полосовой фильтр, первый усилитель с автоматической регулировкой усиления, первый преобразователь приема,

второй фильтр нижних частот, первый демодулятор, первый аналого-цифровой преобразователь, первый цифровой приемник и первый декодер, последовательно соединенные генератор и блок опорных частот, одни выходы которого подключены к вторым входам первого преобразователя передачи, причем входы первого кодера и второго согласующего блока являются соответственно первым и вторым входами устройства, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого согласующего блока и первого декодера, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при передаче двух независимых информационных потоков, введены последовательно соединенные второй кодер, второй цифровой преобразователь спектра, второй цифроана- логовый преобразователь, третий фильтр нижних частот, второй преобразователь передачи и третий полосовой фильтр, последовательно соединенные четвертый полосовой

фильтр, второй усилитель с автоматической регулировкой усиления, второй преобразователь приема, четвертый фильтр нижних частот, второй демодулятор, второй аналого-цифровой преобразователь, второй цифровой приемник и второй декодер, при этом выход третьего полосового фильтра подключен к второму входу первого согласующего блока, второй выход второго согласующего

блока подключен к входу четвертого полосового фильтра, выход второго фильтра нижних частот подключен к второму входу первого усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход четвертого фильтра нижних

частот подключен к второму входу второго усилителя с автоматической регулировкой усиления, другие выходы блока опорных частот подключены к вторым входам второго преобразователя передачи, второго преобразователя приема и второго демодулятора, а вход второго кодера и выход второго декодера являются соответствен но третьими входом и выходом устройства.

Изобретение относится к электросвязи и может найти применение в устройствах передачи данных по первичным сетевым трактам. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при передаче двух независимых информационных потоков, Устройство содержит кодеры, цифровые формирователи спектров, цифроанало- говые преобразователи, фильтры нижних частот, преобразователи передачи, полосовые фильтры, согласующие блоки, усилители с автоматической регулировкой усиления, преобразователи приема, демодуляторы, аналого-цифровые преобразователи, цифровые приемники, декодеры, генератор и блок опорных частот. В данном устройстве повышение помехоустойчивости приема сигналов данных достигается за счет двухканальной организации устройства преобразования сигналов, использования в каждом канале 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляции, а также использования адаптивной коррекции. 1 ил.