Система передачи дискретной информации частотно- манипулированными сигналами

 

Изобретение относится к электросвязи . Цель изобретения - повьшение помехоустойчивости. Система передачи дискретной информации частотно-манипулированными сигналами содержит на передающей стороне источник 1 информации , модулятор 2, опорный генератор 5 и фильтр 6, а на приемной стороне - получатель 7 сообщений, фильтр 8 приема, усилитель 9, высокодоброт-. ные фильтры 10 и 11, детекторы 12 и 13 огибающей, блок сравнения 14 и блок согласования 15. С целью повышения помехоустойчивости на переда- ; ющей стороне введены блок 4 определения момента изменения фазы и блок 3 определения величины фазового сдвига сигнала.В блоке 3 на основании значения бита данных, поступающего от источника 1, значения б , поступающего из блока 4, и значения фазы гармонического колебания, поступающего из модулятора 2, происходит определение значений углов tp, (Г) илиср.( о) и вырабатывается сигнал, соответствующий необходимому фазовому сдвигу, который и поступает в модулятор 2. В блоке 4 происходит формирование управляющих импульсов, по которым в модуляторе 2 осуществляется сдвиг фазы и выработка сигналов, соответствующих значению. 5 ил. (Л оо 1 о: 1чЭ О5 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. р4 H 04 D 27/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4117877/24-09 (22) 15.09.86 (46) 23.02.88. Бюл. У 7 (72) Ф.А. Катков, В.А. Артеменко, А.И. Ролик, В.В. Руденко, Ю.А. Истокский и Е.Д. Кушнир (53) 621. 394,6(088.8) (56) Емельянов Е.А. и др. Передача дискретной информации и основы телеграфии. — M.: Связь, 1973 с. 196199. (54). СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ

ИНФОРМАЦИИ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫМИ СИГНАЛАИИ (57) Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения — повьппение помехоустойчивости. Система передачи дискретной информации частотно-манипулированными сигналами содержит на передающей стороне источник 1 информации, модулятор 2, опорный генератор 5 и фильтр 6, а на приемной стоSU 1376262 А1 роне — получатель 7 сообщений, фильтр

8 приема, усилитель.9, высокодоброт-, ные фильтры 10 и 11, детекторы 12 и

13 огибающей, блок сравнения 14 и блок согласования 15. С целью повышения помехоустойчивости на передающей стороне введены блок 4 определения момента изменения фазы и блок

3 определения величины фазового сдвига сигнала.В блоке 3 на основании значения бита данных, поступающего от источника 1, значения З, поступающего из блока 4, и значения фазы гармонического колебания, поступающего из модулятора 2, происходит определение значений угловЧ,(Г) или(() и вырабатывается сигнал, соответствующий необходимому фазовому сдвигу, который и поступает в модулятор 2. В блоке 4 происходит формирование управляющих импульсов, по которым в модуляторе 2 осуществляется сдвиг фазы и выработка сигналов, соответствующих значению . 5 ил.

1376262

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для передачи данных.

Цель изобретения — повышение по5 мехоустойчивости.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемой системы; на фиг. 2 — структурная электрическая схема модулятора; на 10 фиг. 3 — структурная электрическая

1 схема аппроксиматора; на фиг. 4 структурная электрическая схема блока определения величины фазового сдвига сигнала; на фиг ° 5 — структур- 15 ная электрическая схема блока определения момента изменения фазы сигнала.

Система передачи дискретной информации частотно- манипулированными сиг- 20 налами содержит на передающей стороне источник 1 информации, модулятор 2, блок 3 определения величины фазового сдвига сигнала, блок 4 определения момента изменения фазы сигнала, опор- 25 ный генератор 5 и фильтр 6, а на приемной стороне — получатель 7 сообщений, фильтр 8 приема, усилитель 9, первый и второй высокодобротные фильтры 10 и 11, первый и второй де- 30 текторы 12 и 13 огибающей, блок 14 сравнения и блок 15 согласования.

Модулятор содержит аппроксиматор

16, триггер 17, постоянный запоминающий блок 18; управляемый делитель

19 частоты и. делитель 20 частоты.

Аппроксиматор содержит счетчики 21 постоянный запоминающий блок (ПЗБ)

22 и цифроаналоговый преобразователь

23. Блок определения величины фазо- р0 вого сдвига сигнала содержит инверторы 24, сумматоры 25-27 и цифровой коммутатор 28. Блок определения момента изменения фазы сигнала содержит управляемые делители 29 и 30 частоты и делители 31 и 32 частоты.

Система работает следующим образом.

На передающей стороне источник 1 информации формирует сигналы логического нуля или логической единицы в соответствии со значением бита данных. Сигнал, соответствующий символу передаваемых данных, поступает в модулятор 2, Где происхОдит формирование сигнала с частотой f,, если бит данных имеет значение О, или с частотой f, если значение бита данных 1. Для этого передаваемые данные, поступающие от источника 1 информации, последовательно записываются в триггер 17 в начапе каждого значащего интервала времени импульсами,,поступающими из блока 4, определения момента изменения фазы сигнала. С выхода триггера 17 сигнал, соответствующий передаваемым данным, поступает на адресный вход ПЗБ 18, на выходе которого появляется двоичный код коэффициента К„ или К записанный по адресу 00000 или 00001 соответственно. Коды коэффициентов

К, или К, необходимых для получения псевдосинусоидальных сигналов соответственно с частотой Е< или Й поступают на управляемый делитель 19 частоты.

В управляемом делителе 19 частоты происходит деление частоты импульсов Е опорного генератора 5 на коэффициент К, или К . Делитель 20 частоты с постоянным коэффициентом деления Ко осуществляет дальнейшее понижение частоты импульсов с выхода управляемого делителя 19 частоты и служит для устранения нежелательных переходных явлений на выходе управляемого делителя 19 частоты, Таким образом, на выходе делителя 20 частоты частота импульсов изменяется ю дискретно и может быть равна f, или где f,= Е /1(1(,; fz= f /К К

Импульсы с частотой f, или f с выхода делителя 20 частоты поступают на суммирующий счетчик 21. Сигналы с выходов счетчиков 2 1 поступают на вход ПЗБ 22, где обычный двоичный код преобразуется в синусоидальный.

Синусоидальный код поступает на вход цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 23, на выходе которого появляется псевдосинусоидальный сигнал.

Каждый период псевдосинусоиды строится из N дискрет. Таким образом, частота формируемой псевдосинусоиды в И раэ меньше, чем частота импульсов с выхода делителя 20 частоты. Для получения на выходе ЦАП 23 псевдосинусоидальных сигналов с частотой

f или f кОэффициенты К В К,э К2 и частоту f опорного генератора 5 а выбирают таким образом, чтобы выполнялись следующие соотношения:

f, = f./Ê,К„Я; f,= f,/Ê.Ê N.

1376262

В данной реализации N = 64, и, следовательно, один период псевдосинусоиды состоит из 64 ступеней и формируется за 64 импульса, поступающих с выхода делителя 20 частоты.

Для осуществления манипуляции фазы на середине длительности единичного элемента сигнала (е.э.c.) из блока 4 определения момента изменения фазы сигнала поступает управляющий импульс на счетчики 21, по которому в них записывается код, поступающий из блока 3 определения величины фазового сдвига сигнала.

На выходе счетчиков 21 должен присутствовать такой код, при записи которого в счетчики 21 происходит фазовый сдвиг в формируемой псевдосинусоидальной последовательности на угол ср,(С) = ii (1 +С/Т) или g (с)

= (1 — /Т), если формируются сигналы с меньшей частотой f или большей частотой f соответственно. При этом — длительность элемента сиг- 25 нала, меньше интервала ортогональности Т = 1/Ifi — и 1. Поскольку один период псевдосинусоиды формируется за 64 импульса, поступающих на вход счетчиков 21, то прибавление к 30 содержимому счетчиков 21 дополнительной единицы приводит к фазовому сдвигу на угол а g = 360 /64 = 5, 625, в то время, как вычитание одной единицы, что эквивалентно изъятию одного импульса из последовательности, поступающей на вход счетчиков 2 1, приводит к фазовому сдвигу на угол — 5,625 или, что в данном случае то же самое, на угол 354,375 40

Поскольку двоичный счетчик 21 суммирует импульсы по модулю 64 то, если в нем находится двоичный код, соответствующий числу х, при вычитании числа у выполняется соотношение 45 х — у = х + (64 — у) (mod64) .

Тогда для осуществления фазового сдвига в Формируемом псевдосинусоидальном сигнале на угол ц> к содер1 жимому счетчика необходимо прибавить двоичный код, соответствующий частному от деления gy /5,625, если

О, и код, соответствующий двоичной записи числа 64 -(у„ /5,625

55 если с, О.

Для того, чтобы углы ср, (Т) и

q,(Y) делились на 5,625 без остатка в данной реализации установлено, что длительность можно изменять только дискретно с шагом лГ = Т/32. Тогда изменение длительности е.э.с ° < на + Ь приводит к изменению углов (p,(rî) и q,(.) на р 5,625 . Поскольку значения угла,() лежат в пределах

180 < ц,() 360, а угла q, () в пределах 0 - cg„() «6 180 то для введения .фазового сдвига на угол

V,() к содержимому счетчиков 21 прибавляется разность между числом

64 и частным от деления значения (g,(ü) на 5,625, а для осуществления сдвига фазы в формируемом сигнале на уголь () к содержимому счетчиков 21 прибавляется двоичный код результата деления ц (.) на 5,625 . С выхода ЦАП 23 псевдосинусоидальный сигнал поступает на вход фильтра 6.

В блоке 3 определения величины фазового сдвига на основании значения бита данных, поступающего от источника 1 информации, значения (с), поступающего из блока 4 определения момента изменения фазы сигнала и значения фазы гармонического колебания из модулятора 2, происходит определение значений углов (p, () или у () и вырабатывается сигнал, соответствующий необходимому фазовому сдвигу, который и поступает в модулятор 2.

Блок 3 определения величины фазового сдвига сигнала работает следующим образом.

Из блока 4 определения момента изменения фазы сигнала поступает двоичный код А, ..., А, определяющий значение . В данной реализации длительность е.э.с. может устанавливаться дискретно с шагом а = Т/32 и иметь

32 значения, и на блок 3, определения величины фазового сдвига сигнала поступает двоичный код А,,, А выражающий значение ГчерезoCóт.е. Коду . определяющий отношение /а, изменяющийся в пределах 000001, что соответствует Г = Т/32 до 100000, что соответствует = Т. В блоке 3 определения величины фазового сдвига сигнала происходит определение кода относительной разности (Т -ь)/лс = Т/л .

/К = 32 — ь/ь,,который представляет собой код, дополняющий код А, А„ числа /а до 32. Для получения дополнительного кода от кода

А, ... ° А, последний инвертируется

1376262 в инверторах 24 и к младшему разряду инверсного кода прибавляется 1 в сумматорах 25. На выходе сумматоров 25 получается код, соответствующий (Т— — )/6С.

Поскольку в предлагаемом устройстве период псевдосинусоидального сигнала аппроксимируется 64 ступенями, то фазовый сдвиг на 2 Гэквивален- 10 тен прибавлению к содержимому счетчиков 21 в аппроксиматоре 16 числа 64, тогда угол,() можно представить следующим образом:

-64 т — L т — С

rn () = — (-----)

2 Т 6

Следовательно, для введения в формируемый на передающей стороне псевдосинусоидальный сигнал фазового 20 сдвига на угол q, (L) необходимо к содержимому счетчиков 21 аппроксиматора

16 прибавить код с выхода сумматоров

26. Для этого сигнал управления, соответствующий передаваемому биту дан- 25 ных из источника 1 информации, в виде уровня логической единицы поступает на цифровой коммутатор 28, который

I срабатывает таким образом,что на его выходе появляется сигнал прямого кода 30 числа (Т - )/6c, который суммируется с нулями в сумматорах 26. Таким образом, на выходе сумматоров 26 появляется код числа (Т вЂ” Г)/6c, который поступает . на входы сумматоров 27, где. прибавляется к коду, определяющему состояние счетчиков 21. В этом случае на выходе сумматоров 27, постоянно будет присутствовать такой код, при записи которого в счетчики 21 проис- 40 ходит сдвиг в формируемом псевдосинусоидальном сигнале на угол q (,).

По аналогии с представлением угла

q,(г) выражение для определения угла

q, () расписываем следующим образом: 45

/ Г ср(Ь) = 1(1+ -) =7L2 — (1 — "-)J

I Т Т

Т

= 2т -и (— — -), Т

50 тогда для данной реализации угол

cf,(I-) можно представить

i () =64—

1I 62

Таким образом, для получения сдви55 га на угол р,(), когда передаваемый бит данных равен нулю, необходимо. к содержимому счетчиков 21 в аппроксиматоре 16 прибавить код разности между 64 и (Т - )/6I, т.е. прибавить код, дополняющий код числа (Т - )/

/дь до 64. Для получения дополнительного кода числа (Т вЂ” c)/6 Г сигнал управления, полученный инверсией символа передаваемых данных, поступает на цифровой коммутатор 28, который срабатывает таким образом, что на его выходе появляется код, инверсный коду числа (Т вЂ” Г)/6Г. Kмладшему разряду инверсного кода в сумматорах

26 прибавляется логическая единица, и на выходе сумматора появляется код, дополняющий код числа (Т вЂ” Г)/6< до

64. Дополнительный код поступает в сумматоры 27, где к нему прибавляется код, соответствующий состоянию счетчиков 21, и на выходе сумматоров 27 будет присутствовать код, при записи которого в счетчиках 21 в формируемой псевдосинусоиде происходит сдвиг на угол Ср,(c).

В блоке 4 определения момента изменения фазы сигнала происходит формирование управляющих импульсов, по которым в модуляторе 2 осуществляется сдвиг фазы и выработка сигналов, соответствующих значению, поступающих в блок 3 определения величины фазового сдвига сигнала. Для этого на входе делителей 30 и 32 частоты до начала работы устанавливают двоичный код, соответствующий значению

Г . При этом считают, что интервалу ортогональности, т.е. отрезку времени Т, соответствует двоичный код

100000. Код, соответствующий ь,записывается в делители 30 частоты, откуда считывается импульсами, поступающими с делителя 32 импульсов. По сигналу, появляющемуся в конце интервала времени, происходит перезапись кода Т в делители 30 и запись следующего информационного бита в триггер

17. Двоичный код А,, А„ значения Г поступает в блок 3 определения величины фазового сдвига сигнала.

Для определения момента времени

c/2 код числа записывается в делители 32, откуда считывается импульсами, частота которых в два раза превышает частоту импульсов, идуших для получения интервала времени с . Таким образом, импульс на выходе появляется в моменты времени < /2. IIî этому импульсу в модуляторе 2 осуще7 1376? 6 ствляется сдвиг фазы в формируемой псевдосинусоиде.

Фильтр 6 производит выделение низкочастотной составляющей сигнала, по- 5 ступающего из модулятора 2. Сигнал с выхода фильтра 6 подается в канал связи.

На приемной стороне сигйалы из канала связи проходят через фильтр 8 приема и усилитель 9, где происходит выделение и усиление сигналов в полосе частот, используемой для передачи. Усиленные сигналы поступают на входы двух подканалов, в каждом из которых имеются последовательно соединенные высокодобротный фильтр 10 (11) и детектор 12 (13) огибающей.

Фильтры 10 и 11 настроены на частоты соответственно f и f . Детекторы

12 и 13 огибающей выделя от огибающие сигналов с выходов фильтров 10 и 11, которые сравниваются в блоке 14 сравнения в конце значащего интервала 2 времени каждого е.э,с. Блок 14 сравнения в совокупности с блоком 15 согласования формирует символ принятых данных. Считается, что передан О, если в конце значащего интервала време- 30 ни сигнал U„> с выхода детектора 12 огибающей больше сигнала с выхода детектора 13 огибающей 11дд и, что передана 1 в противном случае.

Формула изобретения

Система передачи дискретной информации частотно-манипулированными г 8 сигналами, содержащая на передающей стороне опорный генератор, выход которого соединен с первым входом модулятора, второй вход которого под» ключен к выходу источника информации, при этом первый выход модулятора соединен с входом фильтра, а на приемной стороне — фильтр приема, выход которого через усилитель подключен к входам первого и второго высокодобротных фильтров, выходы которых через соответственно первый и второй детекторы огибающих подключены к входам блока сравнения, выход которого соединен с входом блока согласования, выход которого подключен к входу получателя сообщения, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передающей стороне введены блок определения момента изменения фазы сигнала и блок определения величины фазового сдвига сигнала, выход которого соединен с третьим входом модулятора, второй выход которого соединен с первым входом блока определения величины фазового сдвига сигнала,. второй вход которого подключен к второму входу модулятора, четвертый вход которого подключен к первому выходу блока определения момента изменения фазы сигнала, второй выход которого соединен с третьим входом блока определения величины фазового сдвига сигнала, при этом выход опорного генератора подключен к входу. блока определения момента изменения фазы сигнала.

1376262

1376262

1 376262

Составитель О. Геллер

Редактор Н. Яцола Техред Л.Олийнык

Корректор Л.Патай

Заказ 798/56 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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