Многоканальная система передачи и приема информации
Изобретение относится к радиотехнике и технике связи, в частности к многоканальным телеметрическим системам. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Многоканальная система содержит на передающей стороне: N источников информации, N блоков согласования, N коммутаторов, N сумматоров, блок уплотнения, распределитель, счетный триггер, генератор тактовых импульсов, источник опорного напряжения, делитель напряжения, два блока калибровочного напряжения, N элементов задержки, N инверторов, а на приемной стороне: три амплитудных детектора, N+4 сумматоров, блок деления, делитель напряжения, N+1 компараторов, дешифратор, элемент эквивалентности, блок разделения, N каналов приема, каждый из которых включает в себя приемник, два триггера, два элемента памяти, два сумматора, коммутатор, четыре одновибратора, демодулятор. Поставленная цель достигается тем, что каждый отсчет канальных сигналов передается парой равных по величине и противоположных по знаку отсчетов, т.е. индекс модуляции АИМ-сигналов в данной системе в два раза больше, чем в известной системе. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 J 3/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4481333/24-09 (22) 12.09.88 (46) 30.12.90. Бюл. № 48 (72) П. Н. Ганский, А. Г. Ганская, Н. И. Тарасов и Л. Ф. Патоков (53) 621.396.49 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1262740, кл. Н 04 J 3/00, 1985. (54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и технике связи, в частности к многоканальным телеметрическим системам. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Многоканальная система содержит на передающей стороне N источников информации, N блоков согласования, Nко,ммутаторов,,N сумматоров, блок уплотнения, распределитель, счетный триггер, Изобретение относится к радиотехнике и технике связи, в частности к многоканальным телеметрическим системам.
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства на передающей стороне; на фиг. 2 — то же, на приемной стороне; на фиг. 3 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.
Многоканальная система передачи и приема информации содер>кит на передающей стороне (фиг. 1) N источников 1 информации, Nблоков 2 согласования,,!х! первых коммутаторов 3, N сумматоров 4, блок 5 уплотнения, распределитель 6, счетный триггер
?, генератор 8 тактовых импульсов, источник 9 опорного напряжения, первый дели„„SU„„1617645 А 1 генератор тактовых импульсов, источник опорного напряжения, делитель напри>кения, два блока калибровочного напряжения, N элементов задержки, N инверторов, а на приемной стороне — три амплитудных детектора, N+4 сумматоров, блок деления, делитель напряжения, N+l компараторов, дешифратор, элемент эквивалентности, блок разделения, N каналов приема, каждый из которых включает приемник, два триггера, два элемента памяти, два сумматора, коммутатор, четыре одновибратора, демодулятор. Поставленная цель достигается тем, что каждый отсчет канальных сигналов передается парой равных по величине и про. тивоположных по знаку отсчетов, т.е. индекс модуляции АИМ-сигналов в данной сис,теме в два раза больше, чем в известной системе. 3 ил. тель !О напряжения, первый l и второй
12 блоки калибровочного напряжения, N элементов 13 задержки, 1 инверторов 14, а на приемной стороне (фиг. 2) — первый
15, второй 16 и третий !7 амплитудные детекторы, первый 18, второй 19 и третий
20 дополнительные сумматоры, блок 21 деления, четвертый дополнительный сумматор 22, второй делитель 23, N компараторав 24, дополнительный компаратор 25, дешифратор
26, элемент 27 эквивалентности, N сумматоров 28, блок 29 разделения, N канапов 30 приема, каждый из которых включает приемник 31, первый триггер 32, второй триггер 33, первый 34 и второй 35 элементы памяти, пятый 36 и шестой 37 дополнительные сумматоры, второй коммутатор 38, первый 39, второй 40, третий 4-1 и четвертый 42 одновибраторы и демодулятор 43.
1611645!
О
5)i
Мноl oканяльная систем3 передачи и Ilðèема информа)1ии работает следующим образом.
Информационные сигналы от источников
1 поступают !а блоки 2 согласования, где
flPOHCXOJl HT ВЫ()ЯВНИВЯНИ!Е РЯЗМЯХОВ С ИГН<)ЛОВ различных кан3 ЛОВ I) сжт)тие динамического диапазона сигнаг)оп. Таким сбразом, На выходах блока 2 согласования получаются сигналы, максимальные размахи которых равны между собой. Затем эти сигналы по, ступают на первые входы первых коммутаторов 3, на вторые входь) которых !Ioступают те же, но задер>канные иа !з=
=1/!. и проинвертированные сигналы. В результате ня выходах первых коммутаторов 3 получа Tc>) последовательность биполярных амплитудно-Mo,)óë?)pованпы» импульсов, нричеM пары положительного и отрицательного импульсов имеют равные амплитуды и первыи из импульсов в паре соответствует прямому сигналу с выхода блока 2, а
Второй — задер>канному инверсному. Далее полученные сигналы суммируются в сумматорах 4 с постоянными напряжениями, отличающимися по величине и (или) по знаку, которые поступают на вторые входы сумматоров 4 с первого делителя 10 напряжений.
Величины напряжения опорного источника 9 и сопроти)!.!)ения первого де>)ителя 10 выбраны такими, что на выходах сумматоров 4 получа)отся напряжения в диапазонах, не перекрывгкнцихся между "обой при произвольных сигналах на выхэдах блоков 2 согласования. Далее напря.кения с выходов сумматоров 4 и первого !1 и второго !2 блоков калибровочного напргжения и ступают на ннфорх< -.,; Ион))1,)е;:,хо,?),! о. o)<3 5! ) плс;тн ния, еогорый под дейстВием упряВляющих
c11I ))a J1oB, В)=)раб атываемы>; ра спределитеГ)ем
6 )I СИГ;!я,r!OEI C «3CTOTOA fr 2 ПО.)уЧЯЮ?цЕ)r)ca на выходе счетногoт:риггера 7), осущ с !вляет формирование группового с):гнал я.
Б результат".. на входе Олок: 5 полу -)ается биполярный Г1 упповой <.и).)<чл Urr В виде ступе))чато)) фигуры, при.cM аь::плитуды полз>к )тель?)ь)х и Отрицательнь)х нс) пряжений группово) о сигнала оказь.вя) тся равными Л и постоянными во временl), а в ин ервалах
НЯПРЯ>КЕНИИ, СООТВЕТСТВ) ;ОIЦИХ РЯЗЛИЧ )!ЫМ каналам, групповой сигнал О)<аз?!)Вяется симметричным .>Гносительио соответствуюп?его
Опорного напряжения и ":o размах равен удвоенному зна-)eHH)o соотвегствующего отсчета.
Форм и ров;) нне rp rl !oaolo с игн>)ла на примере трехканальной системь показано на
Ч>ИГ. 3. В ar)e< ТВЕ И;) фОрмацИОННЫХ СНГ)- 2)ЛОВ использованы В первом канале ci«),óco?läa (фиг. 3, а). Во втором -- косинусоида (фиг. 3, б), в третьем — экспонента (фиг. 3, в). Размахи всех сигналов ие пре-. вышают U. Далее дис) )Г !, 0 с Выходов первых коммутаторов 3 суммируются сумматорами 4 с постоянными напряжениями, снимаемыми с первого делителя 10: сигналы первого канала — с напряжением V+AU, сигналы второго канала — с нулевым напряжением, сигналы третьего канала — с напряжением — (U+AU), где Л<1— защитный интервал напряжения, и подаются на второй, третий и четвертый входы блока 5 уплотнения. На первый и пятый входы блока 5 через первый 1! и второй 12 блоки калибровочного напряжения подаются постоянные напряжения !3/2(U+AU)+AU/2j и — !3/2(iJ+A V) +AU/2). В результате на выходе блока 5 формируется групповой сигнал, изображенный на фиг. 3, г. Далее групповой сигнал 1! р проходит ) o линии связи, где к нему добавляются аддитивные Б. и мультипликативные (Ь помехи, образуя искаженный сигнал Un=Urp (!+ +Ы )+Ы. Огибающие положительных и отрицательных амплитуд искаженного группового сигнала выделяются первым 16 и вторым 17 амплитудными детекторами, на выходах которых получаются напряжения U ) <)= A (i + Urr!) + U H U ) z= A (1 + Grr! ) — U„ где U u U. — напряжения соответственно мультипликативной и аддитивной помех, восстановленные по выборкам с интервалом дискретизации 2 (N+2) /!т. На выходе третьего дополнительного (вычитающего) сумматора 20 формируется сигнал U2<) аддитивной помехи (U2q= — -2U,), а на выходе второго дополнительного сумматора 19 — сигнал U) мультипликативной помехи (U) g= — 2A(1+U В результате ня выходе первого дополнительно о сумматора 18 получается сигнал U )))=1 V„+0,5 20= - !р (1+1- и) ) - а 1- а= =U.p (!+U)+É3„3 на выходе блока 21 деления — си"пал U2.= — ))в/К!1) 9=-U p (!+ +U)/Ê2/r).(1 —, - V )+ËU./K2A()+i где i(— !)Ос оянная блока 21 деления. Для Номе." с интервалом корреляции —, .p 2(J+2)/f. напряжения Б и U, восстановленные по выборкам, совпадают с U, и U, а напряжение U2) принимает вид U2)=Urp/K! А, т. Е. С тОЧИОСтЬЮ ДО ПОСтОЯНного множ?)тел!я < овнадает с исходным групповым сигналом на выходе блока 5. 1<рк наличи). адднтивной помехи, интер- Вал Орреля))и . Которой gxop(2(Я+2)/fr> cEI).нала на выходе блока 2! деления содер>кит аддитивную помеху„которая снижает помехоустой! НВосТЕ системы и нарушает ее работу. На фиг. З,д показан пример такой помехи, )13 фиг. З,е -- изменение группового сигнала под действием помехи, а на фиг. 3,2?г — — сигнал на выходе блока 21 деления. Из фиг. З,ж видно, что под влиянием слабо коррелированной помехи нарушается симметрия группового сигнала относительно опорных напряжений и наблюдаются переходы в интервалы напряжений, принадлежащие соседним каналам. 16!7645 22, в котором происходит компенсация аддитивной помехи с интервалом корреляции -5 т-p)4/f., поступает на первый амплитудный детектор 15, Из его выходного напряжения, равного размаху группового сигнала, с помощью второго делителя 23 напряжений формируются N опорных напряжений, относи-. тельно которых смещены информационные Далее, частично (или полностью) очищенный групповой сигнал через (N+1)-входовый четвергый дополнительный сумматор сигналы, и N+1 напряжений границ между интервалами соответствующих канальных напряжений. Полученные опорные напряжения суммируются с групповым сигналом сумматорами 28, на выходах которых групповой сигнал оказывается смещенным (на величину опорного напряжения) так, что интервал напряжений, принадлежащий данному каналу, оказывается симметричным относительно нулевого напряжения. Компаратор 24 и дополнительный компаратор 25 сравнивают групповой сигнал с N+1 напряжениями границ интервалов и через дешифратор 26 включают соответствующий разряд блока 29 разделения на время, в течение которого напряжение группового сигнала на выходе соотетствующего сумматора 28 находится в диапазоне напряжений данного канала. Таким образом, на выходах блока 29 разделения получаются пары биполярных импульсов равных (при отсутствии аддитивной помехи) амплитуд, размах которых равен удвоенному значению отсчета соответствующего канала. Прп наличии помехи (как следует из фиг. Зж) импульсы поло- жительной и отрицательной полярности имеют различные амплитуды, причем разность амплитуд равна удвоенному значению помехи в момент отсчета. Положительным фронтом импульса управления блоком 29 соответствующего канала 30 приема осуществляется запуск первого одновибратора 39, выходной импульс которого длительностью =1/4f. осуществляет сброс (стирание) содержимого первого 34 и второго 35 элементов памяти и сброс в «0» второго триггера 33, запрещающего чтение информации из первого 34 и второго 35 элементов памяти. Отрицательным фронтом импульса с выхода первого одновибратора 39 осуществляется запуск второго одновибратора 40, выходной импульс которого длительностью tq= f /2f разрешает запись в первый элемент 34 памяти значения амплитуды первого в паре (прямого) импульса отсчета (запись ведется в течение половины длительности импульса отсчета). Отрицательнь1м фронтом импульса с выхода второго одновибратора 40 запрещается запись информации в первый элемент 34 памяти и через время t =l/2f. осуществляется запуск одновибратора 41, выходной импульс которого длительностью tg= =l/2f разрешает запись во второй элемент 35 памяти значения амплитуды второго в 55 паре импульса отсчета, соответствующего задержанному инверсному сигналу (запись ведется в течение половины длительности импульса отсчета). Отрицательным фронтом импульса с выхода третьего одновибратора 41 происходит запуск четвертого одновибратора 42 и запрещается запись информации во второй элемент 35 памяти. Положительным фронтом выходного импульса четвертого одновибратора 42 происходит перевод второго триггера 33 в состояние «!», разрешающей чтение информации из первого 34 и второго 35 элементов памяти, и запись «1» в первый триггер 32, которая разрешает прохождение сигнала через второй коммутатор 38. Таким образом, после запуска четвертого одновибратора 42 на выходе пятого дополнительного сумматора 36 имеется сигнал, соответствующий удвоенному отсчетному значению информационного сигнала, который через демодулятор 43 поступает на приемник 31, а на выходе инвертирующего шестого дополнительного сумматора 37 — сигнал, соответствующий отсчету проинвертированной аддитнвной помехи, который через второй коммутатор 38 поступает на один из входов четвертого дополнительного сумматора 22, осугцествляя коррекцию группового сигнала на следующем такте. Суммарный сигнал коррекции показан фиг. Ç,з. Прерывание подачи сигналов коррекции в интервалы времени, соответствующие передаче калибровочных сигналов (по которым производится коррекция группового сигнала), осуществляется вторыми коммутаторами 38 под действием сигналов «О» на выходах первых триггеров 32. Перевод первых триггеров 32 в состояние «О» осуществляется сигналом «1» с выхода элемента 27 эквивалентности, которая имеет место при приеме калибровочных напряжений (все компараторы находятся в «!» нли в «0»). Эпюры сигналов на выходах пятых дополнительных сумматоров 36 приведены на фиг. З,и, к, л. Таким образом, после демодуляции на входах приемников получаются неискаженные информационные сигналы. Помехоустойчивость предлагаемой системы в случае сильго коррелированных помех (т-р)2(!А+2)/fz в два раза выше, чем. в системе-прототипе, так как индекс модуляции АИМ сигналов (при том же числе каналов) в предлагаемой системе в два раза больше, чем в системе-прототипе. Кроме того, помехоустойчивость системы-прототипа резко уменьшается при воздействии помех с интервалом корреляции т- (2 (N+2) /fT, в предлагаемой системе помехоустойчивость остается неизменной для помех, интервал корреляции которых т-p)2/(. (так как помеха восстанавливается на каждом такте). 16 E 7645 Формула азобрегеная Многоканальная система передачи и приема информации, содержащая на передающей стороне N источников информации, выходы которых подключены к вхолам Соответствующих N блоков согласования, N сумматоров, первые входы которых соединены с соответствующими выходами делителя напряжения, входы которого подключены к выходам источника опорного напряжения, а через первый и второй блоки калибровочного напряжения — к первому и второму дополнительным входам блока уплотнения, входы которого соединены с соответствующими выходами сумматоров, генератор тактовых импульсов и распредели. тель импульсов, выходы которого подключе. ны к управляющим входам блока уплот. пения, а на приемной стороне — первый, второй и третий амплитудные детекторы, первый, второй и третий дополнительные сумматоры, блок деления, N сумматоров, выходы которых подключены к соответствующим входам блока разделения каналов, N демодуляторов, выходы которых соединены с соответствующими входами N приемников, N компараторов, первые входы которых объединены с первыми входами N сумматоров и вхолом первого амплитудного летектора, первый и второ" выходь. которого соединены с соответствующими входами второго делителя напряжения, N выходов которого подключены к соответствующим вторым входам N сумматоров, дешифратор, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блока разделения каналов, а вхолы дешифратора соединены с выходами N KDMIlBp3TopoB, причем объединенные входы второго и третьего амплитулных детекторов соединены с первым входом первого дополнительного сумматора, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого подключен к выходу второго дополнительного сумматора, первый и второй входы которого объединенные с соответствуюгцими входами третьего дополнительного сумматора, подключены соответственно к выходам второго и третьего амплитудных детекторов, а выход третьего дополнительного сумматора соединен с вторым входом первого дополнительного сумматора, «тличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передающей стороне выходы блоков согласования подключены к вторым входам соответгтвуюгцих N сумматоров через введенные последовательно соединенные элемент задержки, инвертор и первый коммутатор, а выход генератора тактовых импульсон соединен с входом распределителя импульсов через введенный счетный триггер, вхол которого объединен с управляющими вхолами N первых коммутаторов, вторые входы которых соединены с входами соответствующих элементов задержки, а на приемной стороне выход блока деления соединен с входом первого амплитудного детектора через введенный четвертый "О дополнительный сумматор, входы которого соединены с выходами введенных N вторых коммутаторов, а выходы блока разлеления каналов соединены с ссютветствующими демодуляторами в каждом канале приема че1g рез последовательно соединенные первые элементы памяти и пятые дополнительные сумматоры, причем к выходам дешифратора в каждом канале приема подключены последовательно соединенные первый, второй, третий и четвертый одновибраторы, а также 2О первый триггер, выход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора, а последовательно соединенные второй триггер, второй элемент памяти и шестой дополнительный сумматор подключены в каждом канале приема к входу второго Коммутатора, а второй делитель напряжения снабжен N+1 дополнительными выходами, соединенными соответственно с вторыми входами N компараторов и первым входом введенного дополнительного компаратора, зО выход которого, а также выходы N компараторов подключены к входам элемента эквивалентности, выход которого подключен к входам сброса первых триггеров, установочные входы которых в каждом канале приема объединены с установочным вхо35 дом второго триггера, выход которого подключен.. к первому управляющему входу первого элемента памяти, второй управляющий вход которого объединен с вторым управляющим входом второго элемента памяти, входом сброса второго триггера и входом второго одновнбратора, выход которого подключен к третьему управляющему входу первого элемента памяти, выход которого подключен к второму входу шестого дополнительного сумматора, причем выходы блока 45 разделения каналов подключены к ссютветствующим информационным входам второго элемента памяти, третьи управляющие входы и выхолы которых в каждом канале приема соединены соответственно с выходом третьего одновибратора и инверсным 50 входом пятого дополнительного сумматора, а второй вход дополнительного компаратора объединен с первыми входами компараторов. l6i7645 1,5(У+3 У) o,Я1 У+М U,Я/ -1 5((И У) 5) u) f,5(U Llu) U su л) 0,50 Фиг. 5 Составитель В. Панянки>1 ! алак>ор А 1< жпина Техрел А Кравчук Корректор А. Осэуленко :3а к а > 4 1 !1 Тира>к 531 Полписное ! 311!411flll 1<к > <ппг> пс п<>г<> коv><><><а по изобретениям и открытиям при ГКИТ СС<:P I l.f<).1;>, М<>ск<>», Х; 35, Раушская наб., Л. 4/5 11р ч« >зг»« п пзт;<гол> < кпй к<>><б>нп»т «Патент», г. У>кгорол, ул. Гагарина, 101 a) -О, Я) 0,5U ю) -0,50 О,Я/ a) ,5(U aU) 2+8 0 e) -0j5U -(U+<>U) -т,5(У <>У) к о,ы >5) -050 -т-(udu) — 1, 5(U>llU) 0,50 3) 
