Устройство преобразования сигналов для передачи данных по первичному сетевому тракту

 

Изобретение относится к электросвязи и может найти применение в устройствах передачи данных по первичным сетевым трактам. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при передаче двух независимых информационных потоков , Устройство содержит кодеры, цифровые формирователи спектров, цифроаналоговые преобразователи, фильтры нижних частот, преобразователи передачи, полосовые фильтры, согласующие блоки, усилители с автоматической регулировкой усиления, преобразователи приема, демодуляторы , аналого-цифровые преобразователи , цифровые приемники, декодеры, генератор и блок опорных частот. В данном устройстве повышение помехоустойчивости приема сигналов данных достигается за счет двухканальной организации устройства преобразования сигналов, использования в каждом канале 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляции, а также использования адаптивной коррекции . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Н 04 (25/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702659/09 (22) 08.06.89 (46) 07.06,92. Бюл. ¹ 21 (72) А.М;Боград, Л.Г.Израильсон и В.Б.Садовский (53) 621.394.61(088.8) (56) Данилов Б,С. и др. Устройства преобразования сигналов передачи данных. — М.:

Связь, 1979, с.114 — 120. (54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

СИГНАЛОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО

ПЕРВИЧНОМУ СЕТЕВОМУ ТРАКТУ. (57) Изобретение относится к электросвязи и может найти применение в устройствах передачи данных по первичным сетевым трактам. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при передаче двух независимых информационных потоИзобретение относится к электросвязи и может найти применение в устройствах передачи данных по первичным сетевым трактам.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при передаче двух независимых информационных потоков.

На чертеже изображена структурноэлектрическая схема и редгагаемого устройства.

Устройство содержит первый кодер 1, первый цифровой формирователь 2 спектра, первый цифроаналоговый преобразователь 3, первый фильтр 4 нижних частот, первый преобразователь 5 передачи, первый полосовой фильтр 6, первый 7 и второй

8 согласующие блоки, второй полосовой фильтр 9, первый усилитель 10 с автоматиков, Устройство содержит кодеры, цифровые формирователи спектров, цифроаналоговые преобразователи, фильтры нижних частот, преобразователи передачи, полосовые фильтры, согласующие блоки, усилители с автоматической регулировкой усиления, преобразователи приема, демодуляторы, аналого-цифровые преобразователи, цифровые приемники, декодеры, генератор и блок опорных частот. В данном устройстве повышение помехоустойчивости приема сигналов данных достигается за счет двухканальной организации устройства преобразования сигналов, использования в каждом канале 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляции, а также использования адаптивной коррекции. 1 ил. ческой регулировкой усиления, первый преобразователь 11 приема, второй фильтр 12 нижних частот, первый демодулятор 13, первый аналого-цифровой преобразователь

14, первый цифровой приемник 15, первый декодер 16, генератор 17, блок 18 опорных частот, второй кодер 19, второй цифровой преобразователь 20 спектра, второй цифроаналоговый преобразователь 21, третий фильтр 22 нижних частот, второй преобразователь 23 передачи, третий полосовой фильтр 24, четвертый полосовой фильтр 25, второй усилитель 26 с автоматической регулировкой усиления, второй преобразователь 27 приема, четвертый фильтр 28 нижних частот, второй демодулятор 29, второй аналого-цифровой преобразователь 30, второй цифровой приемник 31 и второй декодер 32.

1739503

Устройство работает следующим образом.

Сигналы от двух независимых источников информации поступают на входы первого 1 и второго 19 кодеров, в которых в соответствии с выбранным методом модуляции осуществляется кодирование информационных потоков, в результате которого формируются сигналы с 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляцией. Кодированные сигналы с выходов первого 1 и второго 19 кодеров поступают в первый 2 и второй 20 цифровые формирователи спектров, посредством которых осуществляется формирование спектра передаваемых сигналов. Особенностью каждого из цифровых формирователей 2 и 20 спектра является то, что в них совмещены функции формирователя спектра одиночной посылки и предварительного фазового корректора. Это позволяет повысить точность коррекции неравномерности характеристики первичного сетевого тракта и в конечном счете повысить помехоустойчивость приема сигналов, Первый 5 и второй 23 преобразователи передачи необходимы для перенесения сформированных сигналов в рабочий диапазон частот первичного сетевого тракта.

Посредством первого согласующего блока 7 объединяются сигналы с выходов полосовых фильтров 6 и 24, С выхода первого согласующего блока 7 передаваемый сигнал поступает на вход первичного сетевого тракта, С выхода первичного сетевого тракта сигнал поступает на вход приемной стороны. Посредством второго согласующего блока 8 осуществляется распараллеливание принимаемого сигнала, Разделение подканалов осуществляется посредством второго

9 и третьего 25 полосовых фильтров. Посредством первого 11 и второго 27 преобразователей приема осуществляется перенос спектра принимаемого сигнала. Демодулированные сигналы преобразуются в цифровую форму посредством первого 14 и второго 30 аналого-цифровых преобразователей и поступают на первый 15 и второй 31 цифровые приемники, где в соответствии с выбранными алгоритмами осуществляется выделение синхроколебаний, адаптивная коррекция межсимвольных искажений, автоматическая регулировка усиления, Посредством первого 16 и второго 41 декодеров осуществляется декодирование принимаемых сигналов.

Частоты преобразования fn1 fn2, fn3 Выбраны таким образом, что могут быть сформированы при использовании одного генератора 17 и блока 18 опорных частот.

Высокая скорость передачи сигналов в устройстве предья вляет повы шенн ые требования к быстродействию обработки сигналов в цифровых приемниках 15 и 31. Для унифика5 ции обработки сигналов большинство алгоритмов, реализуемых блоками 15 и 31, сведены к операции "свертка". Адаптивная коррекция, подстройка синхроколебаний и другие систе.мы регулирования осуществляются на основе

10 минимизации среднеквадратического отклонения сигнала.

Блоки устройства функционируют следующим образом.

Первый 1 и второй 19 кодеры, а также

15 первый 16 и второй 32 декодеры легко могут быть реализованы на основе правил, изложенных в Рекомендации V.22 МККТТ, в ко- торой описано однозначное соответствие сигналов на входах и выходах кодеров 1 и 19

20 и декодеров 16 и 32.

Рассмотрим алгоритмы функционирования цифровых приемников 15 и 31.

Посредством блоков 15 и 31 осуществляются адаптивная коррекция межсимволь25 ных искажений, подстройка синхроколебаний, компенсация постоянной составляющей и точная автоматическая регулировка усиления.

Адаптивный корректор имеет перекрестную структуру, позволяющую корректиро30 вать как симметричные искажения в квадратурных подканалах R и Q, так и несимметричныее, следствием которых является взаимное влияние между сигналами подканалов R u Q. Сигналы на выходах син35 фазного Rp(nT) и квадратурного Qp(nT) подканалов адаптивного корректора формируются по правилу

40 Во(пТ) = g Ск(п).2((п — КЩ+ к= — и

+ g DK(n)q((n-K)T); к= — и

Q(nT) = g ск(п)ц((п — K)T)—

К= — N

Ок(п)2((п — K)T)

К= — N где 2(nT) и q(nT) — отсчеты сигналов на выходах демодуляторов, входящих в состав де55 модулятора 13 (или 29);

Ск(п) и Ок(п) — коэффициенты передачи регуляторов отводов адаптивного корректора по прямым и перекрестным связям соответственно.

1739503

10 (9) 15

Лп = Лп-1+ К1K2F1(n), 20 (4) 25

- IQ (п T)2((n — K)T)}; (5) 40

Коррекция фазы принимаемого сигнала осуществляется. путем. поворота от корректированного Сигнала.на угол, б4.;

R1(nT) =- R0(ì)ñ0séü -,+... 9 (nT}sin., 9»;

0(пТ) =., QQ(n7jcos 64 — Ro(nT)sin ei»; (2). а подстройка несущего колебания в соответствии с выражением.

6 = 6 » )+ K) F 1(n ) h ii .л

F (n) = lQ(nT)R< (nT) — IR(nT) О (пТ); (3) где К1, К2 — коэффициенты, Сигналы IR(nT) и IQ(nT) отображают отклонение от корректированных сигналов Й1 и Q1 от их оценок R< и 01.по правилу:.

А

IR(nT) = R>(nT) — R> (nT) ,1

I Q(n T) = С1 1(пТ) — Q q (n T), Коэффициенты Ск и Вк, Ау изменяются в соответствии со следующими рекуррентными алгоритмами:

Ск(п) = Ск(:- ) — p (IR (nT)2((n — К)Т)+

+ IQM(ï T)q(n-K)Tj};

Dg(n) = Dn(n — 1) — p (IRM(ï T)q((n — К)Т)—

IRM(nT) = IR(nT)cos C4 — lQ(nT)sin 64;

IQ (nT) = 1о(пТ)соз ©+ IR(nT)sin 64, (6) где j3 — коэффициент адаптации, Уменьшение числа арифметических операций, выполняемых цифровым приемником 15 (31), может быть достигнуто при реализации (5) для К = n(Mod(2M+1)).

В адаптивном корректоре предусмотрена компенсация постоянной составляющей, обусловленной неидеальностью реализации демодулятора 13 (29), преобразователя

11 (27) приема фильтров 12 (28) нижних частот и аналого-цифровой преобразователь 14 (30). С этой целью введены цифровые регуляторы, коэффициенты передачи которых изменяются по правилу

GR(n) = CR(n — 1) -p IR (nT);

Са(п) = CQ(n-1) — p IQ )пТ),, (7) Подстройка тактового колебания осуществляется по алгоритму

Рг(п) = IR((t1 —.1)T)(R1*((п 2)T) — R1 (nТ)} +

+ lQ((n — 1)ТЯ01 ((и — 2)Т) —, 01, (пТ)). (8) Фазовая и частотная йодстройка тактового колебания осуществляются аналогично (3).

Точная автоматическая регулировка усиления осуществляется ро алгоритму

K(nT) = Kf(n 1)ò) — а Гз(пТ). где Fg(nT) = IR(nT)R<{nT)+!с>(пТ)0j(nT), Анализ .уравнений (1)-,(9) показывает, что они в основном основаны.на вычислении операции "свертки." и легко могут быть реализованы с,использованием цифрового процессора.

Импульсные последовательности, необходимые для работы кодеров 1 и 19, цифровых формирователей 2 и 20 спектров, аналого-цифровых преобразователей 14 и

30, цифровых:приемников 15 и 31 и декодеров 16 и 32, легко могут быть сформированы посредством блока 18 опорных частот.

Технико-зкономическая эффективность устройства заключается в повышении помехоустойчивости приема сигналов данных за счет двухканальной организации устройства преобразования сигналов, а также использования в каждом канале 16-позиционной квадратурной . амплитудной . модуляции, повышении помехоустойчивости приема за счет эффективной коррекции неравномерности характеристики, заключающейся в совмещении функций формирования спектра и предварительного фазового корректора, а также использовании. адаптивной коррекции, повышении помехоустойчивости приема эквивалентно увеличению дальности сигналов передачи данных.

Формула изобретения

Устройство преобразования сигналов для передачи данных по первичному сетевому тракту, содержащее последовательно соединенные первый кодер, первый цифровой формирователь спектра, первый цифровой аналоговый преобразователь, первый фильтр нижних частот, первый преобразователь передачи, первый„полосовой фильтр и первый согласующий блок,. последовательно соединенные второй согласующий блок, второй полосовой,фильтр, первый усилитель с автоматической регулировкой усиления, первый преобразователь приема, 1739503

l г

Составитель О,Андрушко

Техред М.Моргентал Корректор M.Äåì÷èê

Редактор И.Горная

Заказ 2010 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 второй фильтр нижних частот, первый демодулятор, первый аналого-цифровой преобразователь, первый цифровой приемник и первый декодер, последовательно соединенные генератор и блок опорных частот, одни выходы которого подключены к вторым входам первого преобразователя передачи, причем входы первого кодера и второго согласующего блока являются соответственно первым и вторым входами устройства, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого согласующего блока и первого декодера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при передаче двух независимых информационных потоков, введены последовательно соединенные второй кодер, второй цифровой преобразователь спектра, второй цифроаналоговый преобразователь, третий фильтр нижних частот, второй преобразователь передачи и третий полосовой фильтр, последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр, второй усилитель с автоматической регулировкой усиления, второй преобразователь приема, четвертый фильтр нижних частот, второй демодулятор, второй анало5 го-цифровой преобразователь, второй цифровой приемник и второй декодер, при этом выход третьего полосового фильтра подключен к второму входу первого согласующего блока, второй выход второго согласующего

10 блока подключен к входу четвертого полосового фильтра, выход второго фильтра нижних частот подключен к второму входу первого усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход четвертого фильтра нижних

15 частот подключен к второму входу второго усилителя с автоматической регулировкой усиления, другие выходы блока опорных частот подключены к вторым входам второго преобразователя передачи, второго преобра20 зователя приема и второго демодулятора, а вход второго кодера и выход второго декодера являются соответственно третьими входом и выходом устройства.