Устройство для моделирования многоканальной системы связи Советский патент 1992 года по МПК G06G7/48 

со

с

Изобретение относится к технике моделирования систем передачи дискретной информации и может быть использовано в тренажерах. Цель изобретения - повышение эффективности использования полосы частот линии связи при моделировании передачи цифровой информации, а также повышение отношения сигнал/помеха на выходах корреляционных приемников. Устройство для моделирования многоканальной системы связи содержит линию связи, модель передающей стороны, содержащую генератор функций Уолша, тактовый генератор, делитель частоты, две группы умножителей, сумматор и элемент НЕ. а также модель приемной стороны, состоящую из тактового генератора, генератора функций Уолша, делителя частоты, элемента НЕ, двух групп умножителей и группы интеграторов. 1 табл.. 3 ил.

Изобретение относится к технике моделирования систем передачи дискретной информации и может быть использовано в тренажерах.

Известно устройство для моделирования маногоканальной системы связи, содержащее на передающей стороне генератор функций Уолша, делитель частоты, управляемые инверторы, перемножители и сумматор, а на приемной стороне - генератор функций Уолша, делитель частоты, управляемые инверторы, перемножители и инверторы.

Однако в качестве переносчиков канальной информации в этом устройстве ист пользуются сигналы, имеющие сравнительно большую эффективную ширину спектра, что приводит к низкой эффектив - ности использования полосы частот линий

связи при моделировании передачи цифровой информации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования многоканальной системы связи, содержащее линию связи, модель передающей стороны, содержащую генератор функций Уолша, состоящий из тактового генератора и блока формирования Уолша, инверторы, первый и второй делители частоты, ключ, умножители и сумматор, причем выход тактового генератора подключен к тактовому входу блока формирования функций Уолша. выходы которого являютя выходами генератора функций Уолша, к входу первого делителя частоты и к входу второго делителя частоты, выходы генератора функций Уолша соединены с информационными входами инверторов, управляющие входы которых

VJ

00

сь о

соединены с выходом к/моча, управляющий и информационный входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго делителей частоты, а выходы инверторов подключены к вторым входам умножителей, первые входы которых являются информационными входами устройства, а выходы соединены с входами сумматора, выход которого соединен с входом линии связи, и модель приемной стороны,содержа; щую генератор функций Уолша, состоящий из тактового генератора и блока формирования функций Уолша, инверторы, первый и второй делители частоты, ключ, умножители и интеграторы, причем выход тактового генератора подключен к тактовому входу блока формирования функций Уолша, выходы которого являются выходГмРГТёТгератора функций Уолша, к входу первого делителя частоты и к входу второго делителя частоты, выходы генератора функций Уолша соединены с информационными входами инверторов, управляющие входы которых соединены с выходом ключа, управляющий и информационный входы которого соединены соответственно с выходамТ/Тпервого и второго делителей частоты, выходы инверторов подключены к вторЪГм бх о ДаМ умножителей, первые входы которых соединены с выходами линии связи, а выходы соединены с входами интеграторов, выходы которых являются выходами устройства.

Однако сигналы-переносчики канальной информации, используемые в этом устройстве, имеют сравнительно большую эффективную ширину спектра, что не позволяет достаточно эффективно использовать полосу частот линии связки при моделировании передачи цифровой информации.

Целью изобретения является повышение эффективности использования полосы частот линии связи при моделировании передачи цифровой информации, а также повышение отношения сигнал/помеха на выходах корреляционных приемников.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования многоканальной системы связи, содержащее линию связи, модель передающей стороны, содержащую генератор функций Уолша, тактовый генератор, делитель частоты, первую группу умножителей и сумматор, выход тактового генератора подключен к входу делителя частоты, первые входы умножителей первой группы являются информационными входами устройства, а выходы соединены соответственно с входами сумматора, выход которого соединен с входом линии связи, и модель приемной стороны, содержащую генератор функций Уолша, тактовый генератор, делитель частоты, умножители первой группы и интеграторы, в модели приемной стороны выход тактового генератора подключен к входу делителя частоты, первые

входы умножителей первой группы соединены с выходом линии связи, а выходы сое- динены соответственно с входами интеграторов, выходы которых являются выходами устройства, введены в модель пере0 дающей стороны 2П (где 2п-число выходов генератора функций Уолша) дополнительных умножителей первой группы, 2n+1 умножителей второй группы и элемент НЕ, причем первые входы дополнительных ум5 ножителей первой группы являются дополнительными информационными входами устройства, а выходы соответственно соединены с входами сумматора, выход делителя частоты подключен к входу элемента НЕ,

0 тактовому входу генератора функций Уолша и первым входам четных умножителей второй группы, выход элемента НЕ подключен к первым входам нечетных умножителей второй группы, каждый из выходов генера5 тора функций Уолша подключен к вторым входам двух соответствующих умножителей второй группы, выходы которых подключены соответственно к вторым входам умножителей первой группы, модель приемной

0 стороны дополнительно содержит 2П дополнительных умножителей первой группы, 2П+ умножителей второй группы, элемент НЕ и 2П дополнительных интеграторов, причем в модели приемной стороны первые

5 входы дополнительных умножителей первой группы соединены с выходом линии связи, а выходы соединены соответственно с входами дополнительных интеграторов, выходы которых являются дополнительными

0 выходами устройства, выход делителя частоты подключен к входу элемента НЕ, тактовому входу генератора функций Уолша и первым входам четных умножителей второй группы, выход элемента НЕ подключен к

5 первым входам нечетных умножителей второй группы, каждый из выходов генератора функций Уолша подключен к вторым входам двух соответствующих умножителей второй группы, выходы которых подключены соот0 ветственно к вторым входам умножителей первой группы.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для моделирования многека- нальной системы связи; на фиг. 2 5 временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования переносчиков канальной информации; на фиг. 3 - переносчики канальной информации длительностью 2Т с числом элементов N 16.

Устройство содержит модель 1 передающей стороны, состоящую из тактового генератора 2, генератора 3 функций Уолша, умножителей 4 первой группы, сумматора 5, делителя 6 частоты, дополнительных умножителей 7 первой группы, умножителей 8 второй группы, элемента НЕ 9, модель 10 приемной стороны, состоящую из тактового генератора 11, генератора 12 функций Уолша, умножителей 13 первой группы, интегратора 14, делителя 15 частоты, дополнительных умножителей 16 первой группы, умножителей 17 второй группы, элемента НЕ 18, дополнительных интеграторов 19. Устройство содержит также линию 20 связи.

В устройстве для моделирования многоканальной системы связи осуществляется разделение каналов по форме, используемые в нем канальные сигналы-переносчики совпадают по времени, а их частотные спектры перекрываются.

В прототипе используются канальные переносчики, у которых число блоков

+ 1 2+1,

где N - число элементов сигнала. В устройстве

г-$,

что позволяет уменьшить ширину полосы частот линии связи.

Для увеличения числа элементов любого сигнала достаточно после каждого элемента исходного сигнала длительностью Л t ввести паузу длительностью A t. Это приводит к тому, что число элементов увеличивается в два раза, а число блоков становится равным /г у(фиг. 3).

Если длительность исходного сигнала принять равной Т, то длительность полученного в результате введения пауз сигнала станет равной 2Т. При этом из одного исходного сигнала можно получить два ортогональных сигнала (фиг. 2).

Для устройства пропускная способность по одному каналу уменьшается в два раза по сравнению с прототипом, поскольку длительность переносчиков увеличивается в два раза, но вследствие того, что количество каналов также увеличивается вдвое (становится равным 2П+1), пропускная способность устройства остается неизменной.

Устройство работает следующим образом.

На первые входы первых умножителей 4 и 7 поступает дискретная информация в виде О или 1. Длительность нуля или единицы равна длительности переносчика, поступающего на второй вход умножителей 4 и 7.

Тактовый генератор 2 формирует импульсы, длительность которых равна половине периода его частоты, поступающие на

0 вход делителя 6 частоты, коэффициент деления которого равен двум. В результате поступления импульсов с выхода делителя б частоты на тактовый вход генератора 3 функций Уолща на его выходах формируются

5 функции Уолша длительностью 21, где Т - длительность функций Уолша, используемых для формирования канальных перенос- чиков в прототипе. Функции Уолша длительностью 2Т поступают на входы каж0 дого из двух соответствующих умножителей 8. На вторые входы всех нечетных умножителей 8 поступают стробирующие импульсы с выхода элемента НЕ 9, вход которого подключен к выходу делителя частоты, а на вто5 рые входы всех четных умножителей 8 поступают стробирующие импульсы с выхода делителя 6 частоты. В результате на входах умножителей 8 формируются 2П+1 переносчиков канальной информации, дли0 тельность каждого из которых равна 2Т, причем из каждой функции Уолша формируются два переносчика. В ортогональности всех формируемых переносчиков можно убедиться путем перемножения любых из

5 них (фиг. 3). При этом длительность элементов переносчиков канальной информации устройства равна длительности элементов переносчиков канальной информации прототипа.

0 Таким образом, на входы умножителей 4 и 7 поступают переносчики канальной информации, которые умножаются в умножителях 4 и 7 на Г или О в зависимости от того, что поступает на первый вход соответ5 ствующего умножителя 4 или 7, после чего результаты умножения через сумматор 5 поступают в линию связи.

На приемной стороже групповой сигнал поступает на входы умножителей 13 и 16. На

0 другие входы умножителей 13 и 16 в это время поступают опорные колебания с выходов соответствующих умножителей 17. которые формируются аналогично переносчикам канальной информации на передаю5 щей стороне. В умножителях 13 и 17 производится умножение группового сигнала на соответствующие опорные колебания и результаты в течение длительности переносчиков канальной информации интегрируются в соответствующих интеграторах 14

и 19, на выходах которых формируется принятая дискретная информация.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования переносчиков канальной информации длительностью 2Т в устройстве в случае поступления на первые входы соответствующих умножителей 4 и 7 единиц. На диаграммах показано временное состояние выхода тактового генератора 2; выхода делителя 6 частоты; выхода элемента НЕ 9; выхода генератора 3 функций Уолша, на котором формируется функция Wai (5,6) длительностью 2Т; выхода соответствующего нечетного умножителя 8, на второй вход которого поступают сфобирующие импульсы с выхода элемента НЕ 9; выхода соответствующего четного умножителя 8, на второй вход которого поступают стробирующие импульсы с выхода делителя б частоты; первого входа соответствующего первого умножителя 7, на который поступает первого входа соответствующего первого умножителя 4, на который поступает выхода первого умножителя 7; выхода первого умножителя 4,

В таблице приведены значения максимальной эффективной ширины спектра передаваемых сигналов в аналоге, в прототипе и в предлагаемом устройстве при одинаковой для всех устройств пропускной способности,

По результатам таблицы можно сделать вывод о том, что эффективная ширина спектра сигналов-переносчиков в предлагаемом устройстве значительно меньше, чем в аналоге и прототипе. В частности, в предлагаемом устройстве эффективная ширина спектра передаваемых сигналов меньше, чем в аналоге, на 21,43% для любого числа каналов, и меньше, чем в прототипе, на 16,33% - для 4-каиального варианта, на 8,7% - для 8-канального варианта ц т.д.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить эффективность использования полосы частот линии связи при моделировании передачи цифровой информации.

Кроме того, использование изобретения позволяет повысить отношение сигнал/помеха на выходах корреляционных приемников по сравнению с прототипом, так как в нем полоса частот, занимаемая сигналом-переносчиком К-го порядка, меньше, чем в прототипе.

Формула изобретения

Устройство для моделирования многоканальной системы связи, содержащее линию связи, модель передающей стороны, содержащую генератор функций Уолша,

тактовый генератор, делитель частоты пер- „ вую группу умножителей и сумматор, модель приемной стороны, содержащую генератор функций Уолша, та ктовый генератор, делитель частоты, первую группу умножителей и группу интеграторов, в модели передающей стороны выход тактового генератора подключен к входу делителя частоты, первые входы умножителей первой группы

0 являются информационными входами устройства, а выходы умножителей первой группы соединены соответственно с входами сумматора, выход которого соединен с входом линии связи, в модели приемной

5 стороны выход тактового генератора подключен к входу делителя частоты, первые входы умножителей первой группы соединены с выходами линии связи, а выходы умножителей первой группы соединены со0 ответственно с информационными входами интеграторов, выходы которых являются выходами ус фойства, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования полосы частот линии связи и

5 повышения отношения сигнал/помеха на выходах корреляционных приемников, модель передающей стороны дополнительно содержит 2 дополнительных умножителей первой группы (2п-число выходов генерато0 ра функций Уолша), 2n+1 умножителей второй группы и элемент НЕ, причем первые входы дополнительных умножителей первой группы являются дополнительными информационными входами устройства, а

5 выходы дополнительных умножителей первой группы подключены соответственно к входам сумматора, выход делителя частоты подключен к входу элемента НЕ, тактовому входу генератора функций Уолша и первым

0 входам четных умножителей второй группы, выход элемента НЕ подключен к первым входам нечетных умножителей второй группы, каждый из выходов генератора функций Уолша подключен к вторым входам двух со5 ответствующих умножителей второй группы, выходы которых подключены соответственно к вторым входам умножителей первой группы, модель приемной стороны дополнительно содержит 2П

0 дополнительных умножителей первой группы, 2n+1 умножителей второй группы, элемент НЕ и2пдополнительныхмнтеграторов, причем в модели приемной стороны первые входы дополнительных умножителей пер5 вой группы соединены с выходом линии связи, а выходы дополнительных умножителей первой группы соединены соответственно с информационными входами дополнительных интеграторов, выходы которых являются дополнительными выходами устройства,

выход делителя частоты подключен к входу элемента НЕ, тактовому входу генератора функций Уолша и первым входам четных умножителей второй группы, выход элемента НЕ подключен к первым входам нечетных умножителей второй группы,

Числитель-число каналов в аналоге или прототипе ; знаменатель - числоканалов в предлагаемом устройстве

J

каждый из выходов генератора функций Уолша подключен к вторым входам двух соответствующих умножителей второй группы, выходы которых подключены соответственно к вторым входам умножителей первой группы.

a Ln.n.nJ4JnJbTLrijruaj

sVs-.ej

S2(5,e)

LJ L.J

At

2т.

Фиг 2.

S M)

r.s: j