Система связи

 

СИСТЕМА СВЯЗИ, содержащая на передающей стороне источник информации , модулятор, вькод которого соединен с передатчиком, а на приемной стороне - приемник, соединенньй с входамидемодулятора и блока обнару-/ жения импульсных помех, а также фильтр видеочастоты, о тли ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в условиях действия импульсных помех, на передающей стороне введены сйнхрогенератор , дискретизатор и последовательно соединенные формирователи избыточных сигналов, первьй сумматор, фильтр видеочастоты, дополнительный модулятор и второй сумматор, выход кото-г рого соединен с входом модулятора, а второй вход второго сумматора объдинен с входом дискрётизатора и соединен с источником информации, а опорные выходы синхрогенератора сое-г .динены соответственно с опорными входами формирователя избыточных сигналов и дискрётизатора, m выходов которого соединены с сигнальными входами формирователя избыточных сигналов, гетеродинный выход синхрогёнератора соединен с соответствующим входом дополнительного модулятора, а на приемной стороне введены последоват ельно соединенные блок элементов совпадения блок задержки, блок элементов памяти и первый сумматор, последовательно соединенные дискретизатор, второй .сумматор и линия задержки, последовательно соединенные дополнительный модулятор , дискретизатор избыточных сигналов и блок восстановления отсчетов , а также блок ключей и синхрогенератор , причем выход блока обнаружения импульсных помех соединен с входами блока элементов совпадения n и входами блока ключей, выход линии с задержки соединен с входом первого сумматора, выход которого соединен с входом фильтра видеочастоты, выход демодулятора соединен с входами дополнительного демодулятора, дискрётизатора и синхрогёнератора, опорные вьпсоды которого соединены соответстсо венно с опорными входами блока вос- i4ik С71 становления отсчетов и дискретизатора избыточных сигналов, вторыми : Q1 входами блока элементов совпадения и СО вторыми входами блока ключей, выходы которого соединены с входами дискрётизатора , выходы которого соединены с вторыми входами блока восстановления отсчетов, выходы которого соединены с в торыми входами блока элементов памяти.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И)

15Р 4 Н 04 В 7/185 H 04 В 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ("

®СУСИ-,-, -I;.-, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3 „" ц

Н ABTOPCHOMY С8ИДЕТЕЛЬСТВУ БЗЦ Igg,„, (21 ) 3314047/18-09 (22) 02.07.81 (46) .23 ° 06.88. Бюл. 1Ф 23 (72.) M. А. Быховский (53) 621.396.6(088.8) (56) Патент США М 3191124, кл. 325-478, 1978.

Авторское свидетельство СССР

1l 995680, кл. Н 04 В 7/00, 1981.

)фЬ

М

CA (54) (57) СИСТЕМА СВЯЗИ, содержащая на передающей стороне источник информации, модулятор, выход которого сое" динен .с передатчиком, а на приемной стороне — приемник, соединеннья с входами демодулятора и блока обнару- . жения импульсных помех, а также фильтр видеочастоты, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьг шения помехоустойчивости в условиях действия импульсных помех, на передающей стороне введены синхрогенератор, дискретизатор и последовательно соединенные формирователь избыточных. сигналов, лервья сумматор, фильтр видеочастоты, дополнительный модулятор и второй сумматор, выход кото-. рого соединен с входом модулятора, а второй вход второго сумматора объдинен с входом дискретизатора и соединен с источником информации, а опорные выходы синхрогенератора соединены соответственно с опорными входами формирователя избыточных. сигналов и дискретизатора, Ill выходов которого соединены с сигнальными входами

1 формирователя избыточных сигналов, гетеродинный выход синхрогенератора соединен с соответствующим входом дополнительного модулятора, а на приемной стороне введены последова1 ельно соединенные блок элементов совпадения блок задержки, блок элементов памяти и первый сумматор, последовательно

1 соединенные дискретизатор, второй .сумматор и линия задержки, последовательно соединенные дополнительный модулятор, дискретизатор избыточных сигналов и блок восстановления отсчетов, а также блок ключей и синхрогенератор., причем выход блока обнаружения импульсных помех соединен с входами блОка элементов совпадения и входами блока ключей, выход линии задержки соединен с входом первого сумматора, выход которого соединен с входом фильтра видеочастоты, выход демодулятора соединен с входами дополнительного демодулятора, дискретизатора и синхрогенератора, опорные выходы которого соединены соответственно с опорными входами блока вос-, становления отсчетов и дискретиза- . тора избыточных сигналов, вторыми . . входами блока элементов совпадения и вторыми входами блока ключей, выходы которого соединены с входами дискретизатора, выходы которого соединены с вторыми входами блока восстановления отсчетов, выходы которого соединены с вторыми входами блока элементов памяти.

)094559.Изобретение относится к технике связи и может быть применено в системах радиорелейной, тропосферной, спутниковой и кабельной связи для повышения помехоустойчивости приема

5 при действии импульсных помех.

Известны устройства, содержащие приемник, к выходу которого подключен формирователь импульсов, который в момент появления импульсной помехи на входе приемника формирует импульсный сигнал, запирающий канал выделения полезного сообщения. Отрезок полезного сообщения, пораженного импульсной помехой, восстанавливается путем экстраполяции на основе принятой ранее реализации.

Недостатком известных устройс в является невозможность восстановления полезного сообщения в тех случаях, когда длительность импульсной помехи превышает длительность корре,ляции полезного сигнала, Наиболее близким техническим реше- 25 нием к данному. изобретению является система связи, содержащая на передающей стороне источник информации, модулятор, выход которого соединен с передатчиком, а на приемной стороне — приемник, соединенный с входами демодулятора и блока обнаружения импульсных помех, а также фильтр видеочастоты.

Недостаток данного устройства— низкая помехоустойчивость в условиях действия импульсных помех.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости в условиях, действия импульсных помех.

Для этого в систему связи, .содержащую на передающей стороне источник информации, модулятор, выход которо.го соединен с передатчиком, а на приемной стороне — приемник, соединенный с входами демодулятора и блока обнаружения импульсных помех, а также фильтр видеочастоты, на передающей стороне введены синхрогенератор, дискретизатор и последовательно соединенные формирователь избыточных сигналов, первый сумматор, фильтр вицеочастоты, дополнительный модулятор и второй сумматор, выход которого соединен с входом модулятора, а второй вход второго сумматора объединен с входом дискретизатора и соединен с источником .информации, а опорные вьг ходы синхрогенератора соединены соответственно с опорными входами форми. рователя избыточных сигналов и дискретизатора, m выходов которого сое» динены с сигнальными входами формиро вателя избыточных сигналов, гетеродинный выход синхрогенератора соединен с соответствующим входом дополнительного модулятора, а на приемной стороне введены последовательно соединенные блок элементов совпадения, блок задержки, блок элементов памяти и первый сумматор, последовательно соединенные дискретизатор, второй . сумматор и линия задержки, последовательно соединенные дополнительный модулятор, дискретизатор избыточных сигналов и блок восстановления .отсчетов, а также блок ключей и синхрогенератор, причем выход блока обнаружения импульсных помех соединен с входами блока элементов совпадения и входами блока ключей, выход линии задержки соединен с входом первого сумматора, выход которого соединен с входом фильтра видеочастоты, выход демодулятора соединен с входами дополнительного. демодулятора, днскретизатора и синхрогенератора, опорные выходы которого соединены соответственно с опорными входами блока вос" становления отсчетов и.дискретизатора избыточных .сигналов, вторыми входами блока элементов совпадения и вторыми входами блока ключей, выходы которого. соединены с входами дискретизатора, выходы которого соединены с вторыми входами блока восстановления отсчетов, выходы которого соединены с вторыми входами блока элементов памяти.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема передающей стороны системы связи; на фиг. 2 — структурная электрическая схема приемной стороны; на фиг. 3 — временные диаграммы.

Устройство содержит на передающей стороне источник 1 информации, передатчик 2, модулятор 3, дискретизатор

4,. синхрогенератор 5, формирователь

6 избыточной информаЦии, сумматоры 7, 8, фильтр 9 вндеочастоты, дополнительный модулятор lO канал связи 11, на приемной стороне — приемник 12, демодулятор 13, блок обнаружения 14 импульсной. помехи, блок 15 элементов

1 совпадения, блок 16.задержек, блок

17 элементов памяти, блок )8 ключей, 1094559

4 синхрогенератор 19, дополнительный демодулятор 20, дискретизатор 21 избыточных сигналов, блок 22 восстановления ..отсчетов, дискретизатор 23, . сумматоры 24, 25, линию 26 задержки, 5 фильтр 27 видеочастоты, фильтр 28.и блок 29 дискретизации.

Устройство работает следующим образом. 10

Источник 1 формирует аналоговый сигнал a(t ), верхняя частота спектра кото-. рого равна f ЭтоТ. сигнал подается на вход дискретизатора 4, на опорные входы которого подаются опорные сиг- 15 налы синхрогенератора 5, представляющие собой последовательность стробирующих импульсов с частотой повторе2Гв ния, равной, которая в ш раз

m 20 меньше, чем частота отсчетов, необходимая согласно теореме Котельнико-. ва, для неискаженного восстановления сообщения a(t} по его отсчетам.

Приведены временные соотношения 25 .между стробирующими импульсами (фиг. 3 а-в), поступающими на различные опорные входы дискретизатора

4 с синхрогенератора 5 для случая, когда m = 3. В дискретизаторе 4 функ- 30 ция a(t) (фиг. Зг} отдельно модулирует по амплитуде каждую из последовательностей стробирующих импуль-: сов (фиг. 3 .д-з). В результате на выходах дискретизатора 4 будет моду35 лированных последовательностей импульсов (фиг. 3 д-3 ) °

Модулированные последовательности с выходов дискретизатора 4 поступают на входы формирователя 6. C ..синхрогенератора 5 на входы формирователя

6 поступают. также ш последовательно стей стробирующих импульсов, в каждой из которых частота повторения импульсов равна, где M Й m. Для случая, 2 в, 45 когда M = m - =3, эти последовательности показаны на фиг. 3 и-л, В формирователе 6 импульсы, действующие íà i-м опорном входе модуФ 50 лируются по амплитуде напряжением, полученным в результате усреднения

М предыдущих отсчетов, действующих на i-ом входе этого формирователя .б, Таким образом, íà i-ом выходе формирователя 6 в моменты времени,, равные (М(1-1)+ -1 шТц, будет действовать отсчет a;k, имеющий следующее. значение

1 eye а. — > а

Е М

j--(е-1м

Модулированные последовательности отсчетов, действующие на выходе формирователя 6, показаны на фиг. 3 м-о.

Эти последовательности поступают в сумматор 7, где объединяют поступающие последовательности (фиг. Зп), после чего сигнал, пройдя фильтр 9, поступает на дополнительный модулятор 10, в котором осуществляется модуляция гармонического сигнала частоты Гв, поступающего с синхрогенератора. При дискретных методах передачи гармонический сигнал f подвергается я в дополнительном модуляторе 10 манипуляции дискретным сигналом. Частота гармонического сигнала выбирается так, чтобы спектр сигнала S(t), действующего.на выходе дополнительного модулятора 1О, лежал вне полосы частот, занятой полезным сообщением. В сумматоре 8 полезный, a(t) и дополнительный Я(1) сигналы складываются, и на модулятор 3 поступает сигнал

V(t) = a(t) + s(t), где сигнал v(t) преобразуется в форму, пригодную для передачи по каналу связи 11. Для этога может использоваться АМ, ЧМ либо любая другая модуляция. Передатчик

2 обеспечивает необходимую для передачи по каналу связи 11 мощность передаваемого сигнала.

В приемном устройстве сигнал, прошедший канал связи ll поступает на вход приемника 12 и на выход демодулятора 13,, при отсутствии шумов и помех будет действовать напряжение

v(t) = A(t) + s(t);

Этот сигнал поступает на входы дискретизатора 21, дополнительного демодулятора 20 и синхрогенератора 19.

Дискретизатор 23 содержит подключенный к входу фильтр 28 с полосой, равной Гь. Этот фильтр из,сигнала

V(t) выделяет полезный сигнал a(t).

Выход фильтра 28 подключен к входу блока ?9 дискретизации, который идентичен по построению дискретизатору

4. Последовательности стробирующих импульсов с синхрогенератора 19 поступают на дискретиэатор 21 через блок 18. В том случае, когда на вход приемника. 12 приходит импульсная помеха, на выходе блока обнаружения

94559

15

25 а. = „a;k

5 10

14 возникает импульс, который закрывает на время, .равное длительности этого импульса, один из ключей блока

18, блокируя прохождение соответствующего стробирующего импульса на опорный вход диекретизатора 23, Штриховкой (фиг. За) показан стробирующий импульс, заблокированный импульсом помехи.

Временные диаграммы (фиг. 3 д-з) относятся к сигналам, действующим на выходах дискретизатора 23, в котором осуществляется дискретизация сигнала

a(t), выделенного фильтром 28. Сам сигнал и его отсчеты после сумматора

25 показаны на диаграмме (фиг; Зг).

Вследствие блокирования соответствующих стробирующих импульсов на опорных входах дискретизатора 23, пораженные помехой отсчеты сигнала а(1) исключаются из числа отсчетов, поступающих на выход дискретизатора

23, как показано на диаграммах. (фиг. Зг, Зд) штриховкой.

Таким образом, на i-м выходе дискретизатора 23 формируются отсчеты казано заштрихованным треугольником, Этот задержанный импульс поступает на вход блока 17, в котором к этому времени записан восстановленный от; счет принимаемого сигнала a(t), стертый в результате действия импульсной помехи.

Отсчеты сигнала a(t), действующие на выходе сумматора 25,-задерживаются линией 26 задержки на время

mM —,,равное времени задержки импульс в сов в блоке 16 задержек. На диаграмме (фиг. Зг) стрелкой показано как сдвигаются в линии 26 задержки отсчеты сообщения a(t) и какое временное положение займет задержанный. стертый отсчет. Из диаграмм (фиг. За, Зг) видно, что считывание оценки стертого импульса, хранимой в блоке 17, осуществляется в момент, когда соответствующий импульс полезного сообщения должен появиться на выходе сумматора

24. Эта оценка вставляется с помощью сумматора 24 в общую последовательность. отсчетов полезного сообщения, Таким образом, на входе фильтра 27 действует последовательность отсчетов где а; — значения k-ro отсчета, действующего на i-м выходе дискретизатора 4, а 3 = I,,если импульсная помеха отсутствует, и Pk = О, если такая помеха поражает полезный сигнал.

Последовательности стробирующих импульсов, действующих на входах ключей блока 18, поступают также на . входы элементов блока 15 которые управляются импульсами, поступающими с выхода блока обнаружения 14. Эти импульсы открывают элементы совпадения блока 15, пропуская на выход те из импульсов стробирующих последовательностей, прохождение которых на опорные входы дискретизатора 23 блокируются.

Пропущенные элементами блока 15 импульсы поступают на блок 16 задержек,на i-ом выходе которого действу ет импульс, прошедший через элемент блока 15 и задеф канный на время, mM равиое . На диаграмме (фиг. За) в временное положение импульса 1, пропущенного блоком 16 и задержанно9 го на . (так как ш = М = 3)» по2Гв

35 стота отсчетов действующ х на его входе, осуществляет выделение восстановленного полезного сигнала a(t).

Для восстановления "стертых" отсчетов используется сигнал S(t) который выделяется из сигнала V(t), 40 действующего на выходе демодулятора

13, с помощью дополнительного демодулятора 20 ° В случае, когда S(t)

l амплитудно-модулированный сигнал, либо фаз оманипулированный, демодулятор

20 представляет собой синхронный

45 детектор, на опорный вход которого с синхрогенератора 19 подается гармоническое колебание частоты f синхронное с колебанием несущей частоты сигнала S(t).

Эта синхронность достигается путем синхронизации колебаний, вырабатываемых синхрогенератором 19, сигналом частоты Г„, который. выделяется из сигнала Б(1). В случае, когда, например, S(t) — амплитудно-модулированный сигнал, выделение синхронизирующего сигнала частоты Г„ может быть

55 полезного сообщения, в которой восстановлены все отсчеты "стертые" в результате появления импульсной помехи на входе приемника 12. Фильтр 27, имеющий полосу 1/2 fs» где 2f — чав

1094559

8e-i

Р;а

j= м(у-<1

>;g = Ма, 50 осуществлено с помощью обычного узкополосного фильтра, настроенного на частоту Г„ . При фазовой манипуляции для выделения синхронизирующего сигнала может использоваться схема Костаса, Пистолькорса и т.п. В технике связи известны схемы выделения сигнала с частотой f„ при различньм методах модуляции, используемых для формирования сигнала S(t)..

На выходе дополнительного демодулятора 20 действует сигнал а (1), который, как и сигнал R(t) может быть поражен импульсной помехой.

Этот сигнал подается на вход дискретизатора 21, на m опорных входов которого с синхрогенератора 19 поступает m последовательностей стробирующих импульсов с частотой повторения, 2fs равной, где M h m (фиг. 3 и-л).

В дискретизаторе 21 каждая из поступающих импульсных последовательностей модулируется по амплитуде сигналом а (t), и в результате íà i-м выходе появляется i-ая модулированная последовательность стробирующих импульсов, показанная на диаграммах (фиг. 3 м-о).

Таким образом, на i-м выходе дискретизатора 21 формируются отсчеты где а; g . определяется формулой.

С i-ro выхода дискретизатора 21 модулированные импульсы поступают на один из входов i-Fo блока 22 восстановления отсчетов, на другой вход которого поступают модулированные по амплитуде импульсы c i-ro выхода дис кретизатора 23.

В этом блоке осуществляется форми.рование напряжений, равных

Если лишь один из коэффициентов

Р< равен нулю, то следует, что

Ч; = а;, т.е., когда импульсная помеха поражает лишь один отсчет в последовательности из М отсчетов, появляющихся на

i-м .выходе дискретизатора 23, то в блоке 22 осуществляется его восстановление. С помощью импульсов, посту" пающих на блок 22 с синхрогенератора

19, восстановленный отсчет записывается в блок 17. Считывание этого отсчета осуществляется, как это уже отме111 чалось ранее, импульсами, поступающи- ми в блок 17 с i-ro выхода блока 16 задержек.

Процесс перезаписи из блока 22 в блок,17 осуществляется периодически, 15 При этом запись нового назначения напряжения вызывает стирание хранимой в ней информации независимо от того считывалось или нет из блока 17 хранимое в ней напряжение. Поэтому искажения отсчетов а не приводит к 3 неправильному восстановлению отсчетов, а полезного сообщения в том случае, если импульсная помеха поражает лишь один из М отсчетов, действующих на

25 i-м выходе дискретизатора.23.

Следует также отметить, что в блоке 22 должна быть предусмотрена вспомогательная задержка на время а с< Тч между моментами формирования напряже39 ний .7; и их перезаписи в блок 17 °

Равная дополнительная задержка должна быть также в каждом канале блока

16 задержек и в линии 26 задержек.

Таким образом, в заявляемой системе связи достигается высокая помехоустойчивость приема при действии мощ-, ных импульсных помех.

Применение предлагаемой системы связи на радиорелейных, спутниковых и кабельных линиях связи позволит обеспечить высокие качественные показатели даже в тех случаях, когда в этих линиях действуют мощные импульсные помехи, обусловленные в радиосвязи излучениями радиолокационньм установок, а в кабельной связи— помехами от грозовых разрядов, несовершенством устройств коммутации каналов и другими причинами.

В радиосвязи применение данной системы связи-позволяет существенно улучшить условия электромагнитной совместимости магистральных линий связи и систем радиолокации и, следователь, но, уменьшить необходимый частотнотерриториальный разнос между ними.

1094559

1094559

2f е

Редактор Н. Сильнягина

Техред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3401

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4