Цифровой приемник многочастотных сигналов в системах с импульсно-кодовой модуляцией

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 Н 04 Р 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3484350/24-09 (22) 26.08.82 (31) 8116351 (32) 27.08.81 (33) FR (46) 23.05.86. Бюл. Р 19 (71) Сосьете Аноним де Телекоммюникасьон (ГВ) (72) Ги Пьер Кердонкюфф и М(ак Акри

Провандье (УБ) (53) 621.359.43(088.8) (56) Патент Франции - 2299769, кл. Н 04 L 5/22, 1978. (54)(57) 1. ЦИФРОВОЙ ПРИЕМНИК МНОГОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ В СИСТЕМАХ С ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий последовательно соединенные первый буферный регистр, корректор, второй буферный регистр, сумматор, блок запрограммированной памяти, третий буферный регистр, арифметический блок и блок оперативной памяти, а также четвертый буферный регистр, выход которого соединен с вторым входом сумматора, и пятый буферный регистр, вход которого соединен с выходом блока оперативной памяти, а выход с вторым входом арифметического блока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности приема путем распознавания паразитных частот, в него введены последовательно соединенные блок адресации и блок буферной памяти, выход которого соединен с входом четвертого буферного регистра, при этом

„„SU „„И33821 д З

BTopoII IJxop блока буферной IIамяти является входом опорных сигналов, причем выход блока оперативной памяти соединен с узлом обработки сигнаJIoIJ, содержащим последовательно соединенные шестой буферный регистр, блок памяти, блок нормализации, блок возведе гия в квадрат, блок сложения, седьмой буферный регистр, кодирующий блок и блок распознавания сигнаJIoIJ, а также блОк Определеьпгя пОрядка двоичного числа, вход которого соединен с входом блока памяти, а выход — c IS t optic ttt входамьг блОка нормалгto;IIIIttг It ь ЛОка распознаванпя си? = палов, при этом выход седьмого буферного регистра соединен с вторым входом блока сложения.

2. Цифровой приемник по п, 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок распознаваш я с;гналов содержит последовательно соедгп-:енные элемент оперативной памяти, эчемент сложения, перв ж буферный регпстровьгй элемент, элемент сравнения и элемент памяти последовательности, вьгход которого соединен с входом элемента постоянной памяти и входом элемента оперативной памяти, выход кот рого через второй буферный регистровый элемент соединен с вторым входом элемента сравнения, при этом выход элемента постоянной памяти соединен с вторым входом элемента сложения, а второй вход элемента памяти последовательно соединен с выходом порогового детектора.

1 !2

Изобретение относится к многоканальной связи, в частности к приемникам сигналов в системах с импульсно-кодовой модуляцией„

Цель изобретения — повьппение надежности приема путем распознавания паразитных частот, На фиг. l изображена функциональная электрическая схема цифрового приемника многочастотных сигналов в системах с импульсно-кодовой модуля7цией; на фиг. 2 — блок: распознавания сигналов °

Цифровой приемниК многочастотных сигналов в системах с импульсно-кодовой модуляцией содержит первьп буферный регистр 1, корректор 2, второй буферный регистр 3, сумматор 4., блок 5 запрограммированной памяти, третий буферный регистр 6, арифметический блок 7, блок 8 оперативной памяти, блок 9 адресации, блок !О буферной памяти, четвертый .11 и пятый 12 буфферные регистры, узел 13 обработки сигналов, шестой буферный регистр 14, блок 15 памяти, блок 16 нормализации, блок 17 возведения в квадрат, блок 18 сложения, седьмой буферный регистр 19, кодирующий блок 20, блок 21 распознавания сигналов, блок 22 определения порядке двоичного числа, элемент 23 оперативной памяти, элемент 24 сложения, первый буферный регистровый элемент 25, элемент 26 сравнения, элемент 27 памяти последовательности, элемент 28 постоянной памяти, второй буферный регистровый элемент 29 и пороговый детектор 30.

Цифровой приемник многочастотных сигналов в системах с импульсно-ко,цовой модуляцией работает следующим образом.

Поступающий цифровой сигнал> сформированный из выборочных значений Е, вводят в первый буферный регистр l.

Затем преобразуют в логарифмический код с помощью корректора 2, который выдает на выходе амплитуду кодированного сигнала по линейному закону

Log Е„. Эти выборочные значения с ,(Е„) = Ход Е„, выходящие из корректора 2, подают на вход второго буферного регистра 3 и формируют интегра-лы взаимной корреляции между поступающей последовательностью Е,и опорными сигналами, рассчитанными по конечному числу выборочных значений.

33821 2

Выбаро нные значения временного ограничения Ж и опорного сигнала 11

tl h зависят о-. обрабатываемого кода и являются, следовательно, данными системы. Произведение (,, = N„ - P. закодированное в логарифмическом виде, вводят в блок 10. Блок 9 адресации, содержащий информацию распределения каналов, адресует блок 10, т,е, указывает код <игнализации, присутствующий ь канале.

Следовaiельно, функции взаимной корреляции выражаются.

К:=Х К, ==>Е„,(W, R,, = >Е„Ь„

Произведение Е„(Ы R ) вь1ражается также с применением логарифмичес«их и экспоненциальных фун«ций:

Е, L .= exn(Log Е + Log L„), следовательно, Log К = С(Е )+?.о1 I,„. и

Выборочные значения Log L,,: Hçâëå7С Б каются из блока 10 разверткой адресов и подаются на вход четвертого буферного регистра 11, Сумматор 4 в каждый момент 6 суммирует выборочные значения C(E„) и

Log I „., вышедшие иэ второго 3 и четвертого 11 буферных регистров, и выцает на выходе Х„ = С(Е„) + I.og L„.

Блок 5 получает это выборочное значение Х„ и выдает на выходе выборочное (1-1

f значение К, например К = ех р (Х ) . -1 h 1

Выходящий сигнал К в соответствии

Э с изобретением кодируется по 11 двоичным единицам. Действительно, «орректор 2 полу .ает 7 двоичных единиц 4) сигнала кодово-импульсной модуляции

Е 1, представляющих абсолютное значение амплитуды, Логарифмическая ап— прокслмация требует 8 двоичных единиц. Опорные выборочные значения, содержащиеся в блоке 10, .также кодируют с помощью 8 цвоичных единиц. Емкость накопителя, необходимая для системы, обрабатывающей 4 типа кодов, и интегрирующая функции по 128 вы4,5 борочным значениям, составляет 8 К слов иэ 8 двоичных единиц.

Сумматор 4 выдает логарифм произведения поступающего и опорного сигналов и «одированного по 9 двоичным единицам„ Так к ак произведение выражается Р =- 2 ., это позволяет ограничить память блока 5, которая реаЦ лизует операцию ехр = 2 2, и «одировать линейно экспоненциальную фун« 15 цию по tl,öâoè÷nûì единицам. Зта экспоненциация реалиэуется с помощью ,программированного накопителя на 512 слов из 1),.öâoè :.Hüãõ единиц. Реэуль3 1733 таты К подаются на вход третьего

5-5 буферного регистра 6.

Функции взаимной корреляции 1; для каждой синусоидальной, косинусоидальной функций осуществляются с

5 помощью арифметического блока 7, который подает результат, кодированный по 16 двоичным единицам, в блок 8 с частотой тактовых импульсов. Этот блок 8 имеет емкость 512 слов из 16 двоичных единиц, соответствующих 16 функциям взаимной корреляции, рассчитанным по 16 двоичным единицам для 32 каналов, обрабатываемь|х последовательно. Пятый буферный ре15 гистр 12 хранит промежуточные результаты, извлеченные из блока 8, и снова подает их на вход арифметического блока 7.

Вычисленные значения извлекают из блока 8 и подают на узел 13.

Характеристические значения V(Г) выражаются как квадрат функций А и

В взаимной корреляции, связанных с частотой. Узел 13 содержит шестой буферный регистр 14, содержащий значения А. и В., выдаваемые памятью для каждого канала. Значения А и В претерпевают операцию нормализации, позволяющую сократить количество дво30 ичных единиц, предста вл я1оших каждая функции взаимной корреляции.

С этой целью определяют самую большую степень из 2, присутству1ощую в комплексе значений A и В 51

Пусть эта степень N равна 2, тогда

И называют степенью нормализации.

Блок 22 определяет саму1о большу1о степень 2 на основе значений A. u

В1,, происходяших из шестого буферного регистра 14, и выдает этот резуль- 40 тат на вход блока 16 собственно нормализац п1. Этот блок 16 получает также значения А, и В,выдаваемые

1 1 шестым буферным регистром 14, и выдает на выходе значения Ы и

t кодированные по восьми двоичным единицам и вычтенные из А и В.; на cot ! отношения

А в

Ы =-j — и 9= — 4-2 11,-, — 2 н. 7 50

Предположим, что, . и р, А, и

В; нормализованы. Блок 17 получает эти нормализованные значения, вьш1едшие из блока 6, и выдает на выходе 1х квадрат, Это преобразование может произвести программированный накопитель с емкостью 256 слов по восемь двоичных епиниц. Эти квадраты пода821 Д

1отся на вход блока 18 в сочетании

z г по два на каждый канал i(А + В. ) ..

Тем самым операция суммирования осуществляется в два этапа: на первом этапе осуществляют операцию 0+A,, результат которой помещают в седьмой буферный регистр 19, затем на втором

2 этапе осуществляют операцию А. + В помещая результат в седьмой буферный регистр 19 до конца момента вычисления. Этот седьмой буферный регистр 19 хранит в памяти одну характеристическую величину 11„, которая затем подается на вход кодирующего блока 20, преобр»зу1ощего это значе— ние в логарифмический код.

Логарифм11ческое кодирование при последующей обработке позволяет сравнить между собой характеристические значения (Г, путем простого в1.1чпс1 ления. Затем »p»ктеристическ11е зна— чения 11(Г ) пз блока 20 пода1отся на вход блока 21.

Этот блок 21 содержит элемент 23, ПРIН1ИМ111О1!1И11 311»ЧCIПIЯ",(), ЭЛЕ— ме. т 28, со;1ержащий постояьпп 1е О, К (Г), К„() ., 1((i) и К, (Г), исполь—

3уемь1е Но времл прохождения алгорит11а реше1п1я, э:1емент 27, управ:15пощий блоком в 3»висимости от результатов, получе:1ных 1га выходе элемента 26 и и, д»ет адрес» элементам 21> и 23 „

Первая сð!!5! с,J»Биений р ос5 UIccт пленных эле;".енто. 26, определяет самое большое зн»ч»1111е иэ всех характеристических зн»чеп11й, выдаваемых элементом 23. С этой це5п,ю после1ни11

l подает зп»ченп, :. i!, Г ) на вход э:1емента 26 :;ocðåäство.»; втсрого буферного регистро11ого 3 e !cE!т» 29. Зн»че1гия 7(Г ), т»кже въ1пав»емые эле—

23, 110 »1отс11 11» D .од та 24, которь1й принимает постоянную

0 из элемента 28 в течение этой первой фазы сравнения. Элемент ?4 подсоединен с элементом 26 посредством первого буферного регис рового элемента 25.

Как только элемент 26 определяет самое большое характеристическое зна ение к(., ), это Значение вводит ся в первый буферный регпстровый1 элемент 25, Вел!I IIIEIb! V(. -1 ), i

V(f. +1),; (=, -?,, и V(i +2,, „извлече11нь1е из первого буферного регпстрового элемент» ?5, подверг»1отсл

/ сравне1пло с 111 Г 5 . Разнос.-н измеряI ют и сравнив»1о- с постоянными К (f. . ), 1

К (Г; ), К,(",. и К,,(Г, ), выдаваемыми чз 8 пинает пень 7 ролиру соотве данной в ерждя та 77,, н сLБ уже

3

1 1 1 )

I г

5 1 элементом 28. Если разности больше и соответствуют описанному крите.рию распознавания, то элемент 26 выдает результат на вход элемента 27, который указывает подтверждение обна— руженной частоты f,,соответствующей максимальному V(f.

Этот результат подтверждается псроговым детектором 30, который при—

6 на Входе самую большую сте—

Пороговый детектор 30 контет присутствующие уровни V(f. j.:

1 тствуют ли они динамике, затехническим заданием, и подтт результат на входе элеменкоторый выдает на выходе обнную частоту, соответствующую

1233821

Составитель В. Грачев

Редактор И. Дербак Техред Л.Олейник Корректор Т. Колб

Заказ 2790/бО Тираж 624 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