Устройство для частотного разделения многоканального цифрового сигнала

 

Изобретение относится к области цифровой многоканальной связи. Цель изобретения - упрощение устройства. С этой целью устройство содержит группы сумматоров и М групп по М умножителей, соединенные с остальными узлами устройства в соответствии с решаемой задачей. Устройство предназначено для выделения канальных сигналов из группового сигнала с частотным разделением каналов.. Принцип работы состоит в рассмотрении нерекурсивного цифрового фильтра нижних частот в качестве исходного устройства при построении цифрового 1)ильтра для разделения многоканального сигнала . 1 ил. i ю to Од Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU„„1226609 A ц1) 4 Н 03 Н 17/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .,,:;

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .-r

»

I (21) 3723917/24-24 (22) 11.04.84 (46) 23.04.86. Бюл. В 15 (72) Л.А. Коробков, Е.А. Муштаков, В.В. Шайхутдинов, С.Н. Елисеев, С.Д. Лютов и А.В. Гаврилов (53) 681.32 (088.8) (56) Венке В. и др. Цифровая обработка сигналов в многоканальных системах с ЧРК. — Электросвязь, 1980, У 11, с. 17, рис. 1.

Гольденберг Л.М. и др. Принципы построения структур трансмультиплексоров. — Электросвязь, 1981, 11 6, с. 47-52. (54}УСТРОЙСТВО ДЛЯЧАСТОТНОГО РАЗДЕЛЕ"

НИЯ КНОГОКАНАЛЬНОГОЦИФРОВОГО СИГНАЛА (57)Изобретение относится к области цифровой многоканальной связи. Цель изобретения — упрощение устройства.

С этой целью устройство содержит группы сумматоров и М групп по М умножителей, соединенные с остальными узлами устройства в соответствии с решаемой задачей. Устройство предназначено для выделения канальных сигналов из группового сигнала с частотным разделением каналов.

/ .

Принцип работы состоит в рассмотрении нерекурсивного цифрового фильтра нижних частот в качестве исходного устройства при построении цифрового

Рильтра для разделения многоканального сигнала. 1 ил.

С: C е

Ь)

h4

Cb

1Ь

C) сО

1226609

Изобретение относится к цифровой многоканальной связи и презназначено для выделения канальных сигналов из группового сигнала с частотным разделением каналов.

Цель изобретения — упрощение уст" ройства.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит элементы 1 задержки, группу умножителей 2 на коэффициенты, группу сумматоров 3, группы умножителей 4 на коэффициент и группу сумматоров 5.

Принцип работы устройства можно объяснить, рассматривая нерекурсивный цифровой фильтр нижних частот (ЦФНЧ) в качестве исходного устройства при построении цифрового фильтра для разделения многоканального сигнала.

Известно, что частотную характеристику цифрового полосового фильтра можно представить как сумму.час1О тотных характеристик ЦФНЧ-Н (1 ), сдвинутых вправо и влево по оси частот на величину центральной частоты полосы пропускания 1 -го цифро вого полосового фильтра (ЦПФ), формируемого на основе ЦФНЧ, при этом импульсная характеристика ЦПФ представлена через импульсную характеристику ЦФНЧ

h (п) = h(n) .саят; п,, (1) где h(nl — последовательность от(2) 41 = 21 л

Подставляя 2 в 1 получим

2 „ (n) . h(n).cos -- f.n (3)

Я счетов импульсной характеристики ЦФНЧ;

h;() — последовательность отсчетов импульсной характеристики ЦПФ.

В многоканальных системах все несущие частоты, используемые при частотном уплотнении, и частота дискретизации нормируются и берутся кратными какой-нибудь постоянной величине,поэтому ю; различных ЦПФ тоже .будут кратным одной постоянной величине и отношение а; к частоте дискретизации можно представить правильной радиональной дробью где 1 — номер канала или ЦПФ в многоканальной системе, и, так как должно выполняться условие теоремы

Котельникова, то

1 ) Make 2

Ч.

Спектр многоканального сигнала

2» ья

10 Выражение (3) означает, что для перехода от ЦФНЧ к ЦПФ, настроенному не центральную частоту i -го канала, необходимо перемножить отсчеты импульсной характеристики

15 ЦФНЧ на отсчеты сдвигающей последовательности cos - in что тре2 бует большого колйчества дополнительных операций умножения при аппаратурной реализации такого пере20 страиваемого фильтра. Однако количество операций умножения можно во много раз уменьшить, если учесть, что последовательность cos -- in

Ч содержит ряд одинаковых значений, следующих с периодом q отсчетов

2 i> 2 соя .- in = cos — i (n+q) (4)

q q

Это позволяет сгруппировать слага30 емые с одинаковыми множителями в выражении свертки, по которому определяется последовательность V; (n) на выходе i -го ЦПФ: н<

2л

35 Y (и)= 2 соя -- mi с h(m-lq) .

vn.o q pp

x(n-ш-1q) (5) где И вЂ” число отсчетов импульсной характеристики ЦФНЧ можно всегда сде40 лать кратным 4, дополнив импульсную характеристику нулевыми отсчетами.

Четная симметрия функции cos x

2» . 21Т . соя -- in = cos — i(q-n) Я q позволяет сократить число множителей вида cos -" mi в выражении (4) еще вдвое:

50 - -1

% (0 1 е=о

$(2E+t)-Ë (6)

« n+e- ) + h(8() x(n-Kg) ро если q нечетно, и

12266

2 2т щч И6+)

«X n-m+ + h —: щ . е „„„+ и — е («еец. <.ее)-«фее .,(„., ее, 10

ecne q-четко.

Выражение (7) не. Учитывает нечетную симметрию функции относительно точки х-2-, что позволяет в случае чатных .q уменьшить количество 15 дополнительных множителей еще вдвое.

В общей случае количество дополнительных умножителей М,, вводимых в ЦФНЧ для преобразования его в

ЦПФ, определяется количеством отлич- 20 ных друг от друга по модулю значений последовательности cos 2-" in, Я не равным 0,1 и 2

-1

q — если q нечетно

-2

М = ч 4 если четно (8) е

q/4-1, если кратно 4

q/4-2, если кратно 12 30

Так как периодичность сдвигающей последовательности при заданном q не зависит от 1 (4), то структура группирования является одинаковой для всех цифровых фильтров (ЦФ), которые строятся на базе исходного

ЦФНЧ. В результате этого возможны дискретная перестройка ЦФ с шагом

2н«

ЬМ = — путем смены множителей по 40

«:1 формулам (6 и 7), количество которых определяется по формуле (8), подаваемых на дополнительные умножители, или реализация многоканального

45 е1яльтра, эквивалентного гребенке

ЦПФ из i фильтров, путем параллельного подключения нескольких умножителей, на каждый из которых подает2ее ся множитель cos — in, где h = 50 о

= const, а iE(0,, и формироваЧт . ния выходов отдельных каналов суммиро09 4 ванием выходных результатов умножений, соответствующих данномуканалу.

Общее количество умножителей, необходимых для формирования многополосного фильтра с максимально возможным при заданном количестве каналов, вследствие коммутативности i и М в выражении (4) равно M=M, Последовательность отсчетов вход юго сигнала поступает в цифровые элементы 1 задержки, к отводам которых подключены умножители 2 на коэффициенты взятого за основу ЦФНЧ, рассчитанного из того условия, что полоса пропускания ЦФНЧ в два раза уже требуемой полосы пропускания формируемых ЦПФ. Группирование слагаемых производится сумматорами 3, умножение на отсчеты сдвигающих последовательностей — умножителями 4.

Сумматоры 5 объединяют выходы умножителей, в которых производится умножение на отсчеты какой-либо одной сдвигающей последовательности, и формируют выходы отдельных ЦПФ.

Формула изобретения

Устройство для частотного разделения многоканального цифрового сигнала содержащее. N последовательно соединенных элементов задержки, причем выход i-го (i= 3,N) элемента задержки подключен к входу i-ro умножителя на коэффициент первой группы, о т л и ч а ю щ е е с я е1"ем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит первую и вторую группу сумматоров и М групп по М умножителей (M= N/q, где N — объем входной выборки, q — - чиспо каналов), причем выход (,)+ 1.q) -го ()= 1М11=1ц) умножителя на коэффициент первой группы подключен к 1-му входу 1-го умножителя первой группы, выход ко" торого подключен к входам умножителей на коэффициент (1+1 )-й группы, при этом Выход 1« -го (Е=1Д) умножителя на коэффициент (1+1)-Й группы подключен к 1-му входу k-ro сумматора второй группы, выход которого является выходом 1-го канала . устройства.

1226609

Составитель A. Баранов

Техред Jl.Îëåéíèê

Корректор М. Шароши

Редактор О. Бугир

Тираж 916

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 2145/56

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, у . Проектная, 4