Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов Советский патент 1993 года по МПК H04B7/22 

формационного кода в относительный, выходного сумматора 17, радиопередатчика 18, радиоприемника 19, блока 20 согласованных фильтров многопозиционных широкополосных сигналов, состоящего из согласованных фильтров 21 широкополосных сигналов, блока 22 согласованныхфиль- тров инверсных многопозиционных широкополосных сигналов, состоящего из согласованных фильтров 23 инверсных ортогональных широкополосных сигналов, включающих согласованный фильтр 24 инверсного широкополосного сигнала и фа- зовращатель 25 на 90°, блока 26 квазиоптимальной обработки сигналов с относительной фазовой манипуляцией, сумматоров 27, коммутатора 28, перемножителей29, интеграторов 30, решающего блока 31, преобразователя 32 сигналов, знакового перемножителя 33, блока 34 формирования опорного напряжения, состоящего из модулятора 35, гребенчатого фильтра 36, блоков 37 стробирования, ли- .ний задержки 38 и сумматора 39, формирователя 40 стробирующего напряжения, преобразователя 41 относительного кода в информационный, элемента НЕ 42, блока 43 синхронизации.

Коммутатор 2 (фиг, 3) содержит делитель частоты на два 44, элементы 2 И 45 и 46.

Коммутатор 15 (фиг. 4) содержит делитель на два 47, триггер 48 и 49.

Устройство работает следующим образом.

Двоичная последовательность (см. фиг, 5а) поступает на третий вход блока 3 преобразователя сигналов и вход блока 1 выделения тактовой частоты и формирования тактовых импульсов, который осуществляет формирование коротких импульсов с частотой следования и ГД6 ги - длительность двоичного информационного символа (см. фиг. 56). Тактовые импульсы от выделителя 1 тактовой частоты поступают на второй вход блока 3 преобразования сигналов и на вход делителя 2 тактовой частоты, с выхода которого тактовые импульсы с частотой тт2 тт1/К, где К - (фиг. 56,в) поступают на первый вход блока 3 преобразования сигналов. Выходы блока 3 преобразования сигналов подключены ко входам коммутатора 4 логических сигналов на два положения и четыре направления, который управляется импульсами с выхода делителя 2 тактовой частоты.

.Сигналы с выхода делителя 2 тактовой частоты поступают на вход делителя 44 частоты на два, имеющего два выхода - прямой

и инверсный. Делитель 44 частоты на два вырабатывают меандр поделенной частоты. Сигналы с прямого выхода делителя 44 поступают на входы элементов 2 И 46, на вторые входы которых также подаются сигналы блока 3 преобразования сигналов. Сигналы с инверсного выхода делителя 44 частоты подаются на входы элементов 2 И 45, на вторые входы которых также подаются сиг0 налы блока 3 преобразования сигналов. В Соответствии с импульсами делителя 2 тактовой частоты выходные сигналы блока 3 преобразования сигналов подаются попеременно то на входы основного блока 5 сиг5 налообразования, то на входы .дополнительного блока 8 сигналообразова- ния. Осциллограммы сигналов на выходах коммутатора приведены на фиг. 5-г,д.

В состав основного блока 5 сигналооб0 разования входит N формирователей широкополосных частотно-модулированных сигналов и сумматор 7,

Сигналы, формируемые в основном блоке 5 сигналообразовани.я имеют начальную

5 частоту заполнения fi, а кончаются частотой

f2.

Огибающая фронта (спада) формируемого широкополосного сигнала имеет закон sin x(soc х) 0Јх л II, Сигналы, формируе0 мые в дополнительном блОкеВсигналообра- зования начинаются с частоты h, a кончаются частотой fi и имеют такую же огибающую, как и сигналы основного блока 5 сигналообразования, инверсный закон

5 модуляции и сдвиг фазы заполнения на nil.

Длительность формируемых сигналов составляет f Лг ,гдеДг -время для формирования стыков сигналов, Дли0 тельность формируемых сигналов определяется длительностью импульсного отклика фильтров 6, а формирование сигнала начинается по фронту импульса, поступающего с коммутатора 4. Сигналы с выходов основ$ ного 5 и дополнительного 8 блока сигналообразования поступают на модуляторы ОФТ 13, 14. В модуляторах 13, 14 осуществляется манипуляция начальной фазы передаваемых сигналов в соответствии с

0

двоичными последовательностями, поступающими С выходов коммутатора 15 (см. фиг. 5з, и). Коммутатор 15 в соответствии с сигналами, поступающими с выхода делителя 2 тактовой частоты поочередно подает $ выходной сигнал преобразователя 16 абсолютного кода в относительный то на вход модулятора 13, то на вход модулятора 14. На вход преобразователя 16 поступает знаковый сигнал с выхода блока 3 преобразования сигналов (см. фиг. 5е). Осциллограммы выходного сигнала преобразователя 16 информационного кода в относительный приведены на фиг. 5ж.

Прямой и инверсный выходы делителя 47 подключены к триггерам 48, 49, которые по фронту сигнала тактовой частоты переписывают сигналы знака, формируемые на выходе преобразователя 16 информационного кода в относительный.

Выходные сигналы триггеров 48, 49 поступают на входы модуляторов 13, 14, в которых осуществляется манипуляция фазы передаваемых сигналов. Осциллограммы выходных сигналов модуляторов приведе- ны на фиг. 5и, к. Выходные сигналы модуляторов 13, 14 поступают на сумматор 17 и далее, на вход радиопередатчика 18. Осциллограмма выходного сигнала передатчика приведена на фиг. 5м.

Поскольку стыкуемые участки соседних сигналов перекрываются на величину At , имеют фазовый сдвиг друг относительно друга 90°, одинаковые частоты заполнения, а фронты нарастания (спада) стыкуемые сиг- налов имеют закон sin x(cos х) п /2 то стыковка соседних сигналов осуществляется без разрыва фазы, стыковочный участок не имеет глубокой амплитудной модуляции огибающей, что позволяет использовать в качестве радиопередатчика 14 устройство, имеющее значительную нелинейность амплитудной характеристики и обеспечить при этом низкий уровень внеполосных излучений.

На приемной стороне после широкополосного приемника 19 сигнал поступает параллельно на блок 20 согласованных фильтров 21 широкополосных частотно-модулированных сигналов и на блок 22 согла- сованных фильтров 23 инверсных ортогональных широкополосных частотно- модулированных сигналов. В состав согласованного фильтра 23 входит согласованный фильтр 24 на инверсны.й ши- рокополосный сигнал и фазовращатель 25 на л /2, На выходах блоков 20, 22 согласованных фильтров появляются отклики (короткие радиоимпульсы), начальная фаза которых может принимать значения 0 и 180° (см. фиг. 6а, б). Выходные сигналы всех согласованных фильтров суммируются в сумматорах 27 и поступают на высокочастотные входы блока синхронизации 43, который по приходящим сигналам обеспечивает работу коммутатора 28. Коммутатор 28 в соответствии с сигналами блока 43 синхронизации пропускает на свои выходы поочередно, то выходные сигналы

блока 20 согласованных фильтров многопозиционных широкополосных частотно-модулированных сигналов, то выходные сигналы блока 22 согласованных фильтров многопозиционных инверсных ортогональных широкополосных сигналов. Далее сигна-, лы поступают на блок 26 квазиоптимальной обработки сигналов с относительной фазовой манипуляцией, в котором осуществляется когерентный прием сигналов, для чего выделяется опорное напряжение путем суммирования откликов с выхода коммутатора 28 в сумматоре 39 и очищения этой суммы от шумов с помощью гребенчатого фильтра 36.

Для обеспечения эффективной работы гребенчатого фильтра 36 применяется обратная связь по решению со съемом манипуляции с помощью линий задержки 38 на длительность такта передаваемого сигнала, блоков 37 стробирования и перемножителя 35, связанного со знаковым выходом решающего блока 31.

Таким образом, осуществляется съем манипуляции и обеспечение работы гребенчатого фильтра 36. Очищенное от шумов опорное когерентное колебание с выхода гребенчатого фильтра 36 поступает на вторые входы перемножителей 29, первые входы которых соединены с выходами коммутатора 28.. Этим осуществляется синхронное когерентное детектирование принятых сигналов. Для борьбы с замираниями, которые проявляются в рассыпании откликов на выходе согласованных фильтров (многолучевая картина), сигналы с выхода перемножителей поступают на интеграторы 30, в которых осуществляется накопление энергии лучей.

Пределы интегрирования устанавливаются блоком 43 синхронизации, соединенным по входам с выходами сумматоров 27, гребенчатого фильтра 36. а по выходам - с коммутатором 28, управляющими выходами интеграторов 30 и последующими устройствами обработки сигналов. Блок 43 синхронизации осуществляет формирование синхросигналов с частотой появления 1 /2 Тс и коротких импульсов с частотой следования 1/Тс. Моменты появления коротких импульсов соответствуют временным границам принимаемых сигналов. Конкретная реализация блока 43 определяется структурой используемых широкополосных сигналов.

Поскольку принимаемые широкополосные сигналы манипулированы по фазе ( ( или ), на выходах интеграторов 30 появляются разнополяр- ные импульсы. Временные диаграммы

напряжений на выходах интеграторов приведены на фиг. 6в. С выходов интеграторов 30 сигналы поступают на вход решающего блока 31. На выходах решающего блока появляется сигнал в той ветви, которая соответствует максимальной амплитуде принятого сигнала. Кроме того, решающий блок 31 выносит решение о знаке отсчета сигнала с максимальной амплитудой.

Временные диаграммы напряжений с выходов решающего блока приведены на фиг. 6г, д, е выходов решающего блока 31 сигналы, несущие в себе информацию о том, в какой из m ветвей обработки максимальный сигнал, поступают на входы преобразо- вателя 32 сигналов. На выходе преобразователя 32 сигналов в соответствии с номером его входа, на который посту- пает сигнал с решающего блока 31, формируется соответствующая кодовая комбинация. При этом на выходе преобразователя 32 сигналов формируется одна из первых четырех кодовых комбинаций, приведенных в таблице 1.

Вид кодовой комбинации определяется структурой принятого многопозиционного широкополосного сигнала. Преобразователь сигналов на учитывает знак или начальную фазу ( р 0 или f 180°) с которым был передан многопозиционный сигнал и не обеспечивает формирование остальных четырех кодовых комбинаций,которые являются инвертированными по отношению к первым четырем кодовым комбинациям,

Кодовые комбинации с выхода преобразователя 32 сигналов поступают на первый вход знакового перемножителя 33. Второй вход знакового переменожителя 33 соединен через последовательно соединенные преобразователь 41 относительного кода в абсолютный и первый элемент НЕ 42 со знаковым входом решающего блока 31.

В связи с тем, что в предлагаемом устройстве используются относительная фазовая манипуляция, информация о знаке передаваемого сигнала представлена в относительном коде. Поэтому для окончательного получения на выходе приемного устройства

последовательности двоичных информационных символов, передаваемых при помощи многопозиционных широкополосных сигналов с относительной фазовой манипуляцией, двоичная последовательность, поступающая со знакового выхода решающего блока 31 и представленная абсолютном коде, с противоположным знаком перемножается с последовательностью импульсов, получаемой на выходе преобразователя 32 сигналов. Преобразователь 41 относительного кода в абсолютный производит сравнение прлярностей двух соседних двоичных символов, если при этом полярности сравниваемых импульсов одинаковы, то на выходе формируется импульс с положительной полярностью. Если сравниваемые импульсы имеют различные полярности, на выходе преобразователя 41 формируется отрицательный импульс. Временные диаграммы последовательности импульсов на входе и выходе преобразователя 41 относительного кода в абсолютный приведены на фиг. 6д, е. На выходе первого элемента НЕ 42 эта последовательность инвертируется. Знаковый перемножитель 33 производит сравнение полярностей,поступающих на два его входа импульсов. Если эти импульсы совпадают то на выходе блока 33 формируется положительный импульс,

если не совпадают, то на выходе блока 33 формируется импульс отрицательной полярности. В результате сравнения полярно- стей импульсных последовательностей, поступающих с выхода преобразователя 32

сигналов и с выхода первого элемента НЕ на выходе знакового перемножителя формируется выходная информационная импульс ная последовательность (см, фиг. 6ж).

Изобретение относится к многоканальным системам радиосвязи и может быть использовано в многолучевых линиях связи. Цель изобретения - уменьшение полосы излучаемого широкополосного- многокомпозиционного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов, содержащее по передающей стороне выделитель тактовой Изобретение относится к многоканальным системам радиосвязи и предназначено для использования в многолучевых линиях тропосферной и ионосферной связи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема передающей части устройства; на фиг, 2 - структурная схема приемной части устройства; на фиг. 3 и 4 - структурные схемы коммутаторов; на фиг. 5 и 6 - временные диаграммы. Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов частоты, делитель частоты, блок преобразования сигналов, блок формирователей широкополосных сигналов, модулятор, преобразователь кода и передатчик, а на приемной стороне блок согласованных фильтров, приемник и блок квазиоптимальной обработки сигналов, введены на передающей стороне блок формирования широкополосных сигналов с инверсной формой и сдвигом фазы на 90°, модулятор и коммутаторы, а на приемной стороне согласование с инверсными широкополосными сигналами фильтра, фазовращатели на 90°, коммутатор и сумматоры. Введенные блоки обеспечивают формирование и прием сложных многопозиционных сигналов начинающихся и оканчивающихся одним номиналом частоты, что позволяет устранить разрывы фазы на границах различных форм сигналов и тем самым уменьшить уровень внепрлос- ных излучений. Уменьшение уровня паразитной амплитудной модуляции обеспечивается сглаживанием фронтов импульсов и сдвигом фазы инверсного сигнала на 90°. 6 ил. состоит из блока 1 выделения тактовой частоты и формирования тактовых импульсов, делителя 2 тактовой частоты, блока 3 преобразования сигналов, коммутатор 4, блока 5 сигналообразования, формирователя 6 широкополосного сигнала, сумматора 7, дополнительногоблока 8 сигналообразования, состоящего из формирователя 9 инверсного широкополосного сигналов и фазовращателей 10 на 90°, блока 11 формирования инверсных широкополосных сигналов со сдвигом фазы заполнения на 0°, сумматора 12, модуляторов ОФТ 13 и 14, коммутатора 15, преобразователя 16 ин(Л С vi ю со ел ел

Формула изобретения

Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные выделитель такто- войчастоты, делитель частоты и коммутатор, последовательно соединенные блок преобразования сигналов и канальный коммутатор, первая группа выходов которого через соответствующие формирователи широкополосного сигнала соединена с входом первого сумматора, а другая группа выходов через соответствующие последовательно соединенные формирователи широкополосного сигнала и фазовращатель соединена с входами второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров через соответствующий фазовый модулятор соединены с входом выходного сумматора, выход которого соединен с входом радиопередатчика, а также преобразователь абсолютного кода в относительный, входы блока преобразования сигнала и выделителя тактовой частоты

объединены и являются входом устройства, выход выделителя тактовой частоты соединен с тактовым входом блока преобразования сигналов, а на приемной стороне - объединенные по входу две группы согласованных фильтров, выходы одной группы согласованных фильтров соединены с входом соответствующего фазовращателя, п ветвей приема, каждая из которых состоит из последовательно соединенных канального перемножителя и интегратора, выходы ветвей соединены с входами решающего блока, выходы которого через преобразователь сигналов соединены с первым входом знакового перемножителя, выходы решающего блока через соответствующий формирователь строб-импульса соединены с входом разрешения соответствующего стро- бирующего блока, первые входы канальных перемножителей п ветвей через соответствующую линию задержки соединены с вторыми входами соответствующего стробирующего блока, выходы стробирую- щих блоков соединены с входами сумматора, выход которого через знаковый перемножитель соединен с входом гребенчатого фильтра, выход которого соединен с

вторыми входами канальных перемножителей и входом синхронизатора, выход которого соединен с входами Сброс интегратора и решающего блока, знаковый выход решающего блока через последовательно соединенные преобразователь относительного кода в информационный и элемент НЕ соединен с вторым входом знакового перемножителя, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передающей стороне выход блока преобразования сигнала через преобразователь абсолютного кода в относительный соединен с входом коммутатора, выходы которого соединены с информационным входом соответствующего модулятора, а на приемной стороне введены два сумматора и коммутатор, причем выходы первой группы соответствующих фильтров соединены с входами первого сумматора, выходы фазов- ращателей соединены с входами второго сумматора, входы первого и второго сумматоров через коммутатор соединены с первыми входами соответствующих перемножителей, выходы первого и второго сумматоров соединены с дополнительными входами синхронизатора.

Фиг. 2

к входам основного блоха 5 сигиалообразования

к входам дополнительного блока 3 опгналоойразования