Многоканальная адаптивная цифровая система связи

 

Изобретение может использоваться в системах передачи дискретной информации по каналу со случайно изменяющимися во времени параметрами. По сравнению с устройством по основному авт.св. № 809599 в предлагаемой системе увеличивается пропускная способность путем повышения скорости передачи информации в условиях априори неопределенных свойств каналов связи. В передающей части дискретные сигналы от нескольких абонентов поступают I на мультиплексор 2 и в блок анализа информации (БАИ) 1. Сформированная в нем команда, соответствующая наиболее жестким требованиям по величине вероятности ошибки в канале связи, через мультиплексор 2 вводится 6 групповой сигнал. Групповой сигнал с мультиплексора 2 через кодер 3, блок изменения основания кода 4 и модулятор 5 поступает на передатчик 6 и излучается . В приемной части сигналы с приемника 9 нерез демодулятор 10, декодер 11 и демультиплексор 12 поступают к абонементам. Слежение за качеством приема осуществляется блоком контроля ошибок 17 и блоком контроля отношения сигнал/шум 15, на которые подаются сигналы соответственно с декодера 11 и демодулятора 10. Данные контроля поступают в блок адаптации 16, где происходит их сравнение с порогами , поступившими с формирователя пороговых значений (ФПЗ) 18. В ФПЗ с € (Л ю ю 00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ш 4 Н 04 В 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 809599 (21) 3824367/24-09 (22) 13. 12.84 (46) 23.03.86. Бюл. Р 11 (72) А.И.Доброскок, Т.В.Воробьева, В.С.Привалов и В.И.Якименко (53) 621. 396. 6 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 809599, кл, Н 04 В 7/22, 1979. (54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ АДАПТИВНАЯ ЦИФРО

ВАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ (57) Изобретение может использоваться в системах передачи дискретной информации по каналу со случайно изменяющимися во времени параметрами. По сравнению с устройством по основному авт.св. 11 809599 в предлагаемой системе увеличивается пропускная способность путем повышения скорости передачи информации в условиях априори неопределенных свойств каналов связи.

В передающей части дискретные сигналы от нескольких абонентов поступают

„„Я0„„1220133 А на мультиплексор 2 и в блок анализа информации (БАИ) 1. Сформированная в нем команда, соответствующая наиболее жестким требованиям по величине вероятности ошибки в канале связи, через мультиплексор 2 вводится в групповой сигнал. Групповой сигнал с мультиплексора 2 через кодер 3, блок изменения основания кода 4 и модулятор

5 поступает на передатчик 6 и излучается. В приемной части сигналы с приемника 9 через демодулятор 10, декодер 11 и демультиплексор 12 поступают к абонементам. Слежение за качеством приема осуществляется блоком контроля ошибок 17 и блоком контроля отношения сигнал/шум 15, на которые подаются сигналы соответственно с декодера 11 и демодулятора 10. Данные С контроля поступают в блок адаптации

16, где происходит их сравнение с по- Я рогами, поступившими с формирователя пороговых значений (ФПЗ) 18. В ФПЗ

1220133

18 происходит анализ команды, сформированной в БАИ 1 и поступившей с демультиплексора 12. Блок адаптации

16 формирует команду на изменение скорости передачи, которая вводится в мультиплексоре 2 в групповой сигнал. Эта команда в приемной части с демультиплексора 12 поступает в блоки

Изобретение относится к технике связи, может использоваться в системах передачи дискретной информации, поступающей от нескольких источников по каналу со случайно изменяю- 1 щимися во времени параметрами и является усовершенствованием известной системы связи по основному авт. св.

У 809599.

Цель изобретения — увеличение про- 10 пускной способности путем повышения скорости передачи информации в условиях априори неопределенных свойств каналов связи.

На фиг. I представлена структурная электрическая схема многоканальной адаптивной цифровой системы связи, на фиг. 2 — схема блока анализа информации, на фиг. 3 — схема формирователя пороговых значений, на 20 фиг. 4 — схема блока адаптации.

Многоканальная адаптивная цифровая система связи содержит блок 1 анализа информации, мультиплексор 2, кодер 3 блок 4 изменения основания кода, модулятор 5, передатчик 6, блок 7 формирования частотных подканалов передачи, блок 8 управления скоростью передачи, приемник 9, демодулятор 10, декодер 11, демультиплексор 12, блок 30

13 управления скоростью приема, бло

14 формирования частотных подканалов приема, блок 15 контроля отношения сигнал/шум, блок 16 адаптации, блок

17 контроля ошибок и формирователь 18 3> пороговых значений. Блок 1 анализа .информации состоит из блока 19 дешифраторов, блока 20 памяти, элементов ИЛИ 21 — 23, триггера 24, элементов И 25 — 27, регистров 28 и 29, 40 блока 30 сравнения, блоков 31 - 34 управления скоростью передачи 8 и приема 13. В зависимости от содержания команды по сигналу с этих блоков вводится изменение скорости работы мультиплексора 2, кодера 3, декодера

11 и демультиплексора 12 и блоков формирования частотных подканалов передачи и приема 7и 14. 2 з.п. ф-лы,4 ил.

2 задержки, счетчика 35, дешифратора

36 адреса, шифратора 37.

Формирователь 18 пороговых значе. ний состоит из регистра 38, элемента

ИЛИ 39, арифметического блока 40 и блока 41 памяти, Блок 16 адаптации состоит из делителя 42, шифратора

43, элементов И 44 — 46, элемента

ИЛИ 47, дешифратора 48, блоков 49 и 50 сравнения, сумматора 51 и экстраполятора 52.

Многоканальная адаптивная цифровая система связи работает следующим образом.

В исходном состоянии в формирователь 18 вводятся начальные условия — коэффициенты и программа выполнения преобразований, согласно которой по значению порога P выово числяется соответствующее ему значение порога отношения сигнал — шум

h,. В блок 16 вводится значение порога &„, по которому определяется стационарность параметра P, „.

Дискретные сигналы от нескольких абонентов поступают одновременно в блок 1и в мультиплексор 2, где образуется единый групповой сигнал.

В блоке 1 анализа информации анализируются требования, предъявляемые абонентами, подключенными x N входам, к вероятности ошибки Р в канале связи, которые содержатся в виде кодов в служебной части сообщения (заявка на обслуживание), с целью выделения кода, соответствующего наиболее жестким требованиям.

Блок 1 анализа информации работает следующим образом.

Коды требований к вероятности ошибки от 14 абонентов через блок 19 посту1220133

55 пают в блок 20 памяти и на элемент

ИЛИ 21. Блок 19 обеспечивает отделение кодов требований от текстовой (информационной) части сообщения, а дешифратор 36 — преобразование очередного кода, сформированного по тактовому импульсу в счетчике 35, в управляющий сигнал считывания данных с соответствующих ячеек блока 20 памяти.

После записи всех N кодов в блоке

20 памяти они при помощи счетчика

35 и дешифратора 36 поочередно считываются через элемент И 26 в регистр

28, затем через элемент И 27 в регистр 29. При этом обновляющийся код регистра 28 сравнивается с предыдущим кодом, записанным в регистре 29.

Блок 30 сравнения осуществляет ана из условия В2((В1 Н В2 > В1 и вырабатывает импульс выполнения одного из этих условий на соответствующем выходе, благодаря чему поочередно осуществляется сброс большего значения кода и поиск кода, соответ-. ствующего минимальному значению вероятности ошибки Р . Например, выполнение условия В ) В„ означает, что код в регистре 29 больше кода в регистре 28 при этом на первом выходе блока 30 вырабатывается импульс, который поступает на вход R регистра 29, устанавливая его содержание в нулевое состояние, а через время задаваемое блоком 33, через элемент И 27 в регистр 29 осуществляется запись кода из регистра 28 (как меньшего из двух сравниваемых кодов).

Еще через интервал ь этот импульс поступает с выхода блока 32 через ! элемент ИЛИ 23 на вход К регистра 28. сбрасывая его в нулевое состояние, и через элемент ИЛИ 22 и блок 31 поступает на вход С "Запись" и на вход элемента И 26, разрешая запись в регистр 28 следующего (i+1)-ro значения кода из блока 20 памяти.

В блоке 30 сравнения начинается следующий цикл сравнения кодов для выбора меньшего из них.

Блоки 31 — 33 задают интервал времени между операциями "Обнуление" в регистрах 28 или 29 и "Запись" нового содержимого, если оно меньше В в регистр 29.

Триггер 24 выдает разрешающий потенциал на вход элемента И 25 для прохождения тактовых импульсов при

50 считывании кодов с определеннои ячеики блока 20 памяти через открытый элемент И 26 на информационный вход

S регистра 28. При этом операция записи этого кода выполняется при по даче на вход С 113апись" микрокоманды записи с выхода блока 31.

В результате этих операций из всех кодов блока 20 памяти в регистр 29 записывается минимальный код. Импульс переполнения счетчика 35 через N тактов обнуляет счетчик 35, опрокидывает триггер 24 (потенциал с выхода которого теперь закрывает прохождение тактовых импульсов через элемент И 25) и через блок 34 (время задержки которого равно временам записи-считывания кодов) поступает на управляющий вход шифратора 37, который по коду в регистре 29 формирует код Р ;, характеризующий допустимый уровень вероятности ошибки для формирователя 18.

Сформированная таким образом в блоке 1 анализа информации команда, соответствующая наиболее жестким требованиям по величине вероятности ошибки в канале связи, поступает на дополнительный вход мультиплексора 2 и вводится в групповой сигнал.

Единый групповой сигнал, сформированный мультиплексором 2, поступает на вход кодера 3, где кодируется помехоустойчивым кодом, и далее в блок 4 изменения основания кода, в котором по сигналам с блока 8 управления скоростью передачи устанавливается число подканалов модулятора 5, а частотный разнос этих подканалов устанавливается блоком 7 формирования частотных подканалов передачи по сигналам с того же блока 8.

Далее сигналы с модулятора 5 поступают в передатчик 6 и излучаются.

B приемной части сигналы принимаются приемником 9, поступают в демодулятор 10, через декодер 11 подаются в демультиплексор 12 и далее абонентам.

В процессе приема производится слежение за качеством приема с помощью блоков 17 и 15.

Данные с блоков 15 и 17 в виде последовательности оценок отношения сигнал — шум и потока кодов вероятности ошибок поступают в блок 16 адаптации, где сравниваются с установленными порогами.

1гг01зз

Команда на установление требуемого уровня порога контроля, соответствующая сформированному в блоке 1 анализа информации требованию к допустимой вероятности ошибки Ро в канале связи и включенная в состав группового сигнала в передающей части, на приемной стороне принимается и анализируется формирователем 18, который работает 1О следующим образом, Код команды на установление требуемой вероятности ошибки, поступающий из демультиплексора 12, записывается в регистр 38 и одновременно поступает через элемент ИЛИ 39 в арифметический блок 40, в котором по программе, записанной в блоке 41 памяти, вычисляется пороговое значение отношения сигнал—

9. шум Ь,, соответствующее данному эа- 20 кодированному требованию к допустимой вероятности ошибок в канале связи Р, амo .

В общем случае параметры Р и h ,взаимосвязаны, так как вероятность ошибки Р, является функцией отношения энергии сигнала к спектральной плотности помехи (отношения сигнал— шуь )

Р =r(h).

ЗО

Конкретный вид выражения (1) определяется типом приемного устройства (когерентный, некогерентный, разнесенный прием и т.д.), видом применяемой в канале связи модуляции (фаЗ5 зовая, частотная и т.д.), а также типом канала связи (канал с постоянными параметрами, канал с медленньпчи общими замираниями, канал с быстрыми замираниями и т.д.).

С выходов регистра 38 и арифметического блока 40 соответствующие зна2 чения P и h,, однозначно определяющие значения порогов контроля ошибок и отношения сигнал — шум, одновременно поступают в блок 1б адаптации, который работает следующим образом.

Пороговое значение h, отношения сигнал — шум из формирователя 18 и текущее значение h отношения сиг 2

1 50 нал — шум из блока 15 поступают на входы делителя 42. Результат деления

Ь /h,=К показывает во сколько раз необходимо (возможно) изменить скорость передачи информации но кана*лу связи, чтобы при этом текущее

55 значение отношения сигнал — шум Ь; не превышало заданного порогового

2 значения Ь

Значение допустимой (необходимой) скорости передачи информации, на которую может (должна) перейти система, определяется величиной отно2 2 шения Ь;/Ь,= К. Данное значение отношения К и вычисляет делитель 42, определяя тем самым во сколько раз может быть увеличена (уменьшена) скорость передачи информации по каналу связи.

Результат деления К поступает на шифратор 43, который формирует соответсгвующую команду на увеличение (уменьшение) скорости передачи. Сформированная команда через первый вход элемента И 44 считывается на вход мультиплексора 2 и передается по каналу связи в приемную часть системы.

Результат прогнозирования Р „поступает на вход А сумматора 51 на вход В которого поступает текущее значение Р, . На выходе сумматора

51 получаем:

Результат Р „ поступает на первый вход блока 50 сравнения, на второй вход которого подается пороговое значение д„ . Результат проверки условия а Р с 8,поступает с выхода блока 50 через элемент И 45 на вход элемента И 44, разрешая считывание кода команды на изменение скорости передачи с шифратора 43 на управляющий вхоц мультиплексора 2. Таким образом, команда на изменение скорости передачи информации поступает в канал связи только в том случае, если на интервале времени, равном длительности цикла адаптации системы, процесс изменения P ; носит стационарный характер, т.е. отсутствуют резкие изменения качества приема (Р ; ), что позволяет исключить необоснованные переходы системы в другой режим скорости передачи информации при кратковременном ухудшении (улучшении) качества канала связи, вследствие появления кратковременных помех или изменений коэффициента передачи канала связи.

Результат деления К с выхода делителя 42 также поступает на вход дешифратора 48, осуществляющего анализ числа К. Если К (1, то на первом выходе дешифратора 48 появляет1220133

2. Система.по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что блок анализа информации состоит из последовательно соединенных блока дешифраторов, блока памяти, первого элемента И,первого регистра, второго элемента И, второго регистра, блока сравнения, первого элемента ИЛИ и первого блока задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, входом

"Сброс" первого регистра, последовательно соединенных второго элемента

ИЛИ, триггера, третьего. элемента И, счетчика и дешифратора адреса, выход которого соединен с входом считывания блока памяти, входы которого

1 объединены с входами второго элемен

45 та ИЛИ, последовательно соединенных ,второго блока задержки и шифратора, вход управления которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, выход разрешения счет50 чика соединен с входами установки счетчика, триггера и второго блока задержки, второй выход блока сравнения соединен с входом установки второго регистра, а через третий блок

55 задержки — со счетным входом второго регистра и вторым входом второго элемента И, второй выход блока сравнения через последовательно соединенВ приемной части это сообщение выделяется демультиплексором 12 и подается в блок 13 управления скоростью приема, который изменяет скорость. работы декодера 11 и демультиплексора

12 и одновременно подает сигнал на ся разрешающий потенциал, поступающий через элемент ИЛИ 47 на первый вход элемента И 45.

Если К >1, то разрешающий потенциал появляется на втором выходе дешифратора 48, далее он поступает на один из входов элемента И 46. От формирователя 18 пороговых значений на первый вход блока 49 сравнения поступает пороговое значение P а с выова хода блока 17 контроля ошибок на второй вход поступает текущее значение, Р „. Если выполняется условие Р <Р,„, то, на выходе блока 49 сравнения появляется разрешающий потенциал, который поступает на второй вход элемента

И 46. Если на втором входе элемента

И 45 также действует разрешающий потенциал, то код команды на йзменение скорости передачи системы считывается с шифратора 43 на мультиплексор 2 и поступает в канал связи.

Таким образом, выбор скорости передачи в блоке 16 адаптации осуществляется по текущим оценкам качества

1 приеме (величины значений Р,- и Ь,) с учетом результатов прогнозирования изменения качества канала связи.

Соответствующая степени ухудшения или улучшения качества приема и устойчивости этой тенденции команда на изменение скорости передачи вводится в мультиплексор 2 и в составе группового сигнала поступает в передатчик

6 и излучается.

В приемной части посланная команда принимается и опознается блоком 8 управления скоростью передачи. В зависимости от содержания команды по сигналу с блока 8 вводится определенное замедление (или ускорение) в работу мультиплексора 2 и кодера 3.

При этом блок 4 изменения основания кода формирует код постоянного веса, а блок 7 — новое число частотных подканалов в занимаемой полосе. Одновременно через мультиплексор 2 передается сообщение о том, что передающая сторона переходит на другую длительность символов и на новое число частотных подканалов, управляющий вход блока 14, формирующего новое число частотных нодканалов для демодулятора 10.

Формула изобретения

1. Многоканальная адаптивная цифровая система связи по авт. св.

Р 809599, отличающаяся тем, что, с целью увеличения пропускной способности путем повышения скорости передачи информации в условиях априори неопределенных свойств каналов связи, в передающую часть введен блок анализа информации, причем N входов мультиплексора объединены с Ч соответствующими входами блока анализа информации, выход которого соединен с дополнительным входом мультиплексора, а в приемную часть — формирователь пороговых значений, вход которого соединен с дополнительным выходом демультиплексора, а выходы — с дополнительными входами блока адаптации.

1220133

10 ные четвертый блок задержки и третий элемент ИЛИ соединен с установочным входом первого регистра,при этом первый вход первого элемента ИЛИ объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого — с вторым входом первого элемента ИЛИ, при этом третий вход первого элемента И соединен с выходом триггера, а 10 второй вход третьего элемента И является тактовым, при этом входы блока дешифраторов и выход шифратора являются соответственно входами и выходом блока анализа информации. 15 (3. Система по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что формирователь пороговых значений состоит из регистра, элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом арифметического блока, другой вход которого соединен с выходом блока памяти, выход установки которого соединен с соответствующим входом регистра, при этом входы регистра, элемента ИЛИ и блока памяти и выходы регистра и арифметического блока являются соответственно входами и выходами формирователя пороговых значений.

1220133

Фиг. 3

h, дл.2

0m

Ро ;

Ов fn

Фиг. 9

Составитель Е.Сурина

Редактор О.Бугир Техред Q.Сопко КоРРектоР И.Минска

Заказ 1333/60 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4