Компенсатор взаимных помех в многоканальных системах связи с частотным разделением каналов
КОМПЕНСАТОР ВЗАИМНЫХ ПОМЕХ В МНОГОКАНАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные первый формирователь компенсирующего сигнала и сумматор, формирователь управляющих сигналов, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго преобразователей частоты, выход первого из которых соединен с входом формирователя управляющих сигналов и, с пергвым и вторым входами блока определения ошибки, третий и-четвертый входаа которого соединены соответственно с выходом второго преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом .сумматора, и с вторым выходом формирователя управляющих сигйалов, третий выход которого соединен с первым входом блока управления, а второй вход и выход сумглатора являются соответственно входом и выходом компенсатора, отлича-ющийся тем, что, с целью повышения точности компенса .цин.путем подавления помех нелинейности , введены два перемножителя, второй формирователь, компенсирующего сигнала, первый переключатель, блок памяти, аналого-цифровой преоб-; разователь и второй переключатель, при этом .первый и второй входы первого перемножителя и первый вход второго перемножителя соединены с входом компенсатора, выход первого перемножителясоединен с входом первого формирователя компенсирующего сигнала, вход управления которого соединен с первым выходом первого переключателя, и с первым входом второго переключателя и с вторым входом второго перемйожителя, выход которого соединен с вторьлм Входом второго переключателя и входом рого формирователя компенсирующего сигнала, выход и вход управления которого соединены соответственно с третьим входом сумматора и вторым выходом первого переключателя, первый / и второй входы которого соединены соответственно с четвертым выходом формирователя управляющих сигналов и с выходом блока управления, соот ел ветствующие входы которого соединены соответственно с выходами аналого-цифрового преобразователя и 4 О О1 блоком памяти, .входы управления которых соедине.ны с вторым выходе формирователя управляющих сигналов, четвертый выход которого соединен с третьим входом второго переключателя , а соответствующие выходы блока определения ошибки соединены с входами аналого-цифрового преобразователя .
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
3(51) Н 04 Ц 3 04 // Н 04 В 3 32. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ности, введены два.перемножителя, второй формирователь. компенсирующего сигнала, первый переключатель, блок памяти, аналого-цифровой преобразователь и второй переключатель, при этом первый и второй входы пер-. вого перемножителя и первый вход второго перемножителя соединены с входом компенсатора, выход первого перемножителя соединен с входом первого формирователя компенсирующего сигнала, вход управления которого соединен с первым выходом первого переключателя, и с первым входом второго переключателя и с вторым входом второго перемйожителя, выход которого соединен с вторым входом второго переключателя и входом втое рого формирователя компенсирующего сигнала, выход и вход управления которого соединены соответственно с третьим входом сумматора и вторым выходом первого переключателя, первый / и второй входы которого соединены соответственно с четвертым выходом формирователя управляющих сигналов и с выходом блока управления, соответствующие входы которого соединены соответственно с выходами ана- Щ лого-цифрового преобразователя и блоком памяти, .входы управления которых соединены с вторым выходом формирователя управляющих сигналов, четвертый выход которого соединен с третьим входом второго переключателя, а соответствующие выходы блока определения ошибки соединены с входами аналого-цифрового преобразова теля.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3385678/18-09 (22) 21.01.82 (46) 30.09.83.. Бюл. Р 36 (72) С.A. Курицын ,(71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф.M.A.Áîí÷Бруевича (53) 621.391.827..2(088.8) (-56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 766027, кл. Н 04 В 3/32, 1980 (прототип). (54)(57) KOMIIEHCATOP ВЗАИМНЬ1Х ПОМЕХ
В МНОГОКАНАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ
С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные первый формирователь компенсирующего сигнала и сумматор, формирователь управляющих сигналов, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго преобразователей частоты, выход первого из которых соединен с входом формирователя управляюцих сигналов и, с пер.вым и вторым входагли блока определения ошибки, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом второго преобразователя частоты, второй вход которого .соединен с выходом .сумматора, и с вторым выходом формирователя управляюцих сигйалов, третий выход которого соединен с первым входом блока управления, а второй вход и выход сумматора являются соответственно входом и выходом компенсатора, о т л и ч а -ю шийся тем, что, с целью повышения точности компенса,ции путем подавления помех нелиней„„Su„„1045405 A
1045405 переключателя, первый и второй вхо15 ды которого соединены соответствен20 с вторым выходом формирователя управляющих сигналов, четвертый выход которого соединен с третьим входом второго переключателя, а соответствующие выходы блока определения ошибки соединены с входами аналогоцифрового преобразователя.
На чертеже представлена структурная электрическая схема компенсатора.
Компенсатор взаимных помех в мно гоканальных системах связи содержит . первый переключатель 1, первый форЗ5 мирователь 2 компенсирующего сигнала, сумматор 3, второй формирователь 4 компенсирующего сигнала, первый и второй перемножителя 5 и 6 соответственно, формирователь 7
40 управляющих сигналов,. состоящий иэ гетеродина 8 и блока 9 поиска, первый преобразователь 10 частоты, сос- . тоящий из модулятора 11 и полосово.го фильтра 12, второй преобразова45 тель 13 частоты, состоящий из модулятора 14 и полосового фильтра 15, блок 1,6 определения ошибки, состоящий из фазовращателя 17, двух перемножиуелей 18 и 19, двух фильтров нижних частот 20 и 21 и двух блоков
22 и 23 стробирования, аналого-цифровой преобразователь 24, второй переключатель 25, блок 26 памяти, блок
27 управления, состоящий из векторного ключа 28, векторного сумматора
29 и двух векторных перемножителей
30 и 31.
Изобретение относится к технике электросвязи и может исполь.эоватьСя на действующих .системах многоканальной связи.с частотным разделением каналов.
Известен компенсатор вэаиглных помех в многоканальных системах свя, зи с частотным разделением каналов, содержащий послецовательно соединенные первый формирователь компенсирующего сигнала и сумматор, фор- 1 мирователь управляющих сигналов, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго преобразователей частоты, выход первого из которых соединен с входом формирователя управляющих сигналов и с первым и вторым входами блока. определения ошибки, третий и четвер.тый входы которого соединены соответственно с выходом второго преобразователя частоты, второй вход. которого соединен с выходом сумматора, и с вторым .выходом формирователя управляющих сигналов, третий выход которого. соединен с первым входом блока управления, а второй вход. и выход сумматора являются соответственно входом и выходом компенсатора (1). . Однако известный компенсатор име- . ет низкую точность компенсации.
Цель изобретения — повышение. точности компенсации путем подавления помех нелинейности.
Поставленная цель достигается тем, что, в компенсатор взаимных помех в многоканальных системах связи с частотным разделением каналов, содержащий последовательно соединенные первый формирователь компенси-. рующего сигнала и сумматор, формйрователь управляющих сигналов, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго преобразователей частоты, выход первого иэ которых соединен с входом формирователя управляющих сигналов и с первым и вторым входами блока определения ошибки, третий и четвертый входы которого соединены соответ-. ственно с выходом второго преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом сумматора, и с вторым выходом формирователя управ-. ляющих сигналов, третий выход которого соединен,с первыМ входом блока управления, а второй вход и выход сумматора являются соответственно входом и выходом компенсатора, введены два перемножителя, второй формирователь компенсирующего сигнала, первый переключатель, блок памяти, аналого-цифровой преобразователь и второй переключатель, при этом пер вый и второй входы первого перемножи,теля и первый вход второго перемножителя соединены с входом компенсато ра, выход первого перемножителя соединен с входом первого формирователя компенсирующего сигнала, .вход управления .которого соединен с первым выходом первого переключателя, и с первым входом второго переключателя и с вторым входом второго пере|множителя, выход которого соединен с вторым входом второго.переключателя и входом второго формирователя компенсирующего сигнала, выход и вход управления которого соединены. соответственно с третьим входом сумматора и вторым выходом первого но с четвертым выходом формирователя управляющих сигналов и с выходом блока управления, соответствующие входы которого соединены соответ-. ственно с выходами .аналого-цифрового преобразователя и блоком памяти, входы управления которых соединены
Компенсатор работает следующим образом.
В период компенсации помех нели-, нейности второго порядка на передающей стороне перестраиваемый генератор вырабатывает контрольный сигнал, состоящий иэ двух гармонических
1045405 колебаний с частотами 4зо и Ьоо т.е..
5(t) «() -Icos хш Ф+со5 (uJ 4)
" С" "3 "Р ") ".=" . .=+-""" где L ы, L, w — соответственно о 2 о
-верхняя и нижняя границы частотного диапазона информационного сигнала.
Проходя по тракту передачи с нелинейной амплитудной характеристикой, содержащей квадратическую составляющую, контрольный сигнал порождает. помехи нелинейного происхождения второго порядка. Для их компен- 15 сации в первом перемножителе 5 из входного сигнала формируется оцен- . ка S<(f)C=> 52 () ш) продуктов не- .линейности S2(f =>S (j ) которые подаются на вход первого формирова- 2й теля 2 компенсирующего c÷ãíàëà и далее на вход сумматора 3. С помощью первого формирователя 2 -формируется оценка d (jlaJ) коэффициента переда2 чи %2(j ao). ТаК как величина Ео . рав- . 25 на разности частот между спектрами соседних канальных сигналов, то при целых fc и В контрольные поме-. .хи нелинейности будут всегда попадать в межканальные промежутки спект-ЗО ра группового сигнала и поэтому могут быть выделены и измерены на приеме прямо в процессе передачи канальных сигналов. Для этого во врегля передачи каждой пары колебаний с частотами Еыо и (ыо на приемной стороне гетеродин 8 - поочередно вырабатывает многогармонические колебания с частотами(Фшо+м„+Ршо ) и((сшо + и ., — Рь|о) Совместная работа генераторов передачи. и приема, 40 обеспечивается блоком 9 поиска. С помощью колебаний гетеродина 8 частота компенсирующего сигнала и частота помехи нелинейного происхожде-. ния с. выхода сумматора 3 при любых 45 и Х преобразуется в .промежуточную частоту (u . Таким образом, на выходе преобразователя 10 частоты при любых . k и 0 всегда вырабатывается моногармоническое колебание 5() частоты ш..г, соответствующее сиг- налу компенсации, а на выходе преобразователя 13 частоты — соответ- ствующее остаточной помехе нелинейного происхождения.
В блоке 16 определения ошибки осуществляется выделение синфазной (З,iI) и квадратурной и (»,8) сос-тавляющих ошибок путегл когерентного детектирования сигнала с выхода сумматора 3. 60
Поиск оптимальных параметров a„ первого формирователя 2 компенсирующего сигнала осуществляется .в соответствии с критерием минимума среднего квадрата ошибки на основе гра- 65 диентной процедуры оптимизации.
При этом алгоритм работы компенсатора имеет следующий вид:
2 2
r„(+ii=a„(I-и D Х (f (М„Й)саъ(МЙ)х
g=k„e=k
« а++.Е (1„ц (с ") + (к-е1»
" («- ),Ъ 5 (ж„г1 (-P)m pgt), где и = 0,1,...,г
k м, k2øî- нижняя и вер няя границы частотного . диапазона, в.пределах которых компенсируются помехи нелинейности)
Е (k,f),f (k,t) — синфазная -и квадратурная составляю,— г.гие остаточной ошибки компенсации для суммарных продуктов нелинейности;
Е (Мс,Р),i. (К,В) — синфазная и квадратурная составляющие остаточной ошибки компенсации для разностных продуктов нелинейности; -а- постоянный множитель, определяющий скорость сходимос.ти алгоритма;
Cos(kt8)naq dt, - постоянные коэффиsin (ÌÖ апшо at .циенты, вычисленные заранее и хранящиеся в блоке 26 памяти; номер итерации параметра а и. формирование градиента осущест-: вляется в векторных перемножителях .30 и 31 в векторном сумматоре 29.
Вначале формируется составляющая градиента для суммарных продуктов нелинейности, а затем с помощью этих же блоков формируется составляющая градиента для разнос тных про.дуктов нелинейности. После суммирования составляющих градиена по всем и В. по упрвляющему сигиалу.с выхода блока 27 управления через векторный переключатель 1, находящийся в верхнем положении, поступает сигнал на уравняющие входы регуляторов усиления »„ первого формирователя.
В такой последовательности процесс настройки компенсатора длится несколько десятков циклов без перерыва связи по каналам ТЧ.
После завершения процесса компенсации продуктов нелинейности второго порядка начинается компенсация продуктов нелинейности третьего порядка.. Для этого второй переключа1045405.тель 25 и первый переключатель 1 по управляющему сигналу с выхода формирователя 7 переводятся в другое положение. На передающей стороне перестраиваемый генератор начинает вырабатывать трехчастотные контрольные сигналы
0 ()=() (@os kul с+срзРЖ +срз р 1), 3 1,L ; Ps/L„,Lz); ma(L„,4,На приемной стороне в гетеродине 8 во время передачи каждой тройки контрольных колебаний с частотами
*ы р, Ры,, тсср . вырабатываются поочередно многогармонические колебания с частотами
40 (" Р р ) (о Р о )
С помоцью этих колебаний частота
20 комценсируюцего сигнала с входа второго формирователя 4 и частота результирующей помехи .с выхода сумматора 3 преобразуются в промежуточную частоту Lu
Далее процесс компенсации помех третьего порядка происходит аналогично компенсации помех второго порядка в соответствии с алгоритмом Д 2 2.
"os(+8+m) curn>E+E +(t Р m)s;n(g+p+m)) опд +а, р„Р, .) рз(к <-m)u, яд + Е, (л„Р„в)зь()с+Р- ) ш д +j (с„Р, ) x хсрз(с-Р-m) ро hdtv+ Е + (1(л Р„т) зла(к-Р+т)х хиос. +Ес (R„t„m) cos(1< Р rn)(uî nest, + .Е,- Р Р..)„„"(," Р m} o "3 где (. — постоянный множитель, определяющий скорость сходимости алгоритма.
Составляющие ошибки в данном 45 алгоритме так же, как и в случае компенсации помех второго порядка, Формируются на выходах блока 16, а, в цифровом виде — на выходах айалого-цифрового преобразователя 24.
Синусы и косинусы, зависящие от
1с, P.,,rn, n, вычисляются заранее и хранятся в блоке 26 памяти.
Процесс настройки компенсатора помех нелинейности третьего порядка также длится несколько десятков циклов без перерыва связи по каналам тональной частоты.
Так как количество контрольных колебаний не должно быть больше трех, то.их уровень можно сделать достаточно высоким, чтобы обеспечить хорошую зациценность контрольных сигналов на приеме.
Для устранения влияния измерительных сигналов самой аппаратуры многоканальной передачи на входе перемножителей 5 и 6 могут быть поставлены соответствующие режекторные фильтры.
Таким образом, предлагаемый компенсатор позволяет принципиально по-новому решать задачу борьбы с помехами нелинейности второго и третьего порядков, возникающими в трактах многоканальных систегл передачи. Применение таких компенсаторов особенно необходимо в системах мно-. гоканальной передачи, рассчитанных на большое число каналов например, в системах К-1920, К-3600, К-1 10800 так как компенсация осуществляется без закрытия связи по каналам тональной частоты.
В связи с широким внедрением в народное хозяйство специализированных вычислителей все функции компенсатора могут быть возложены на один процессор с малым быстродействием. Такой процессор может выполнять одновременно функции компенсатора помех от линейных переходов, компенсатора нелинейных помех, а так-. же функции компенсатора частотных искажений, возникаюцих в самих трактах передачи.
Компенсация помех нелинейности, в свою очередь., позволит снизить требования к групповым усилиям многоканальных систем передачи и, как следствие, существенно удешевить их производство.
ВНИИПИ Заказ 7575/59 Тираж 677 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4
