Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов

 

Изобретение относится к многоканальным системам радиосвязи и может быть использовано в многолучевых линиях связи. Цель изобретения - уменьшение полосы излучаемого широкополосногомногокомпозиционного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов, содержащее по передающей стороне выделитель тактовой Изобретение относится к многоканальным системам радиосвязи и предназначено для использования в многолучевых линиях тропосферной и ионосферной связи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости . На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема передающей части устройства; на фиг, 2 - структурная схема приемной части устройства; на фиг. 3 и 4 - структурные схемы коммутаторов; на фиг. 5 и 6 - временные диаграммы. Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов частоты, делитель частоты, блок преобразования сигналов, блок формирователей широкополосных сигналов, модулятор, преобразователь кода и передатчик, а на приемной стороне блок согласованных фильтров, приемник и блок квазиоптимальной обработки сигналов, введены на передающей стороне блок формирования широкополосных сигналов с инверсной формой и сдвигом фазы на 90°, модулятор и коммутаторы, а на приемной стороне согласование с инверсными широкополосными сигналами фильтра, фазовращатели на 90°, коммутатор и сумматоры. Введенные блоки обеспечивают формирование и прием сложных многопозиционных сигналов начинающихся и оканчивающихся одним номиналом частоты, что позволяет устранить разрывы фазы на границах различных форм сигналов и тем самым уменьшить уровень внепрлосных излучений. Уменьшение уровня паразитной амплитудной модуляции обеспечивается сглаживанием фронтов импульсов и сдвигом фазы инверсного сигнала на 90°. 6 ил. состоит из блока 1 выделения тактовой частоты и формирования тактовых импульсов, делителя 2 тактовой частоты, блока 3 преобразования сигналов, коммутатор 4, блока 5 сигналообразования, формирователя 6 широкополосного сигнала, сумматора 7, дополнительногоблока 8 сигналообразования, состоящего из формирователя 9 инверсного широкополосного сигналов и фазовращателей 10 на 90°, блока 11 формирования инверсных широкополосных сигналов со сдвигом фазы заполнения на 0°, сумматора 12, модуляторов ОФТ 13 и 14, коммутатора 15, преобразователя 16 ин (Л С vi ю со ел ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.5U „, 1793551 А1 511з Н 04 В 7/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ИРУР П, " ""

ECg „,.-., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” " ::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722194/09 (22) 08,06.89 (46) 07.02.93. Бюл. N -5 (71) Московский научно-исследовательский радиотехнический институт (72) С.О. Гурский, Г.В. Коновалов и В.В. Серов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1345367, кл. Н 04 В 1/00. 1984, Авторское свидетельство СССР

М 1748270, кл, Н 04 3 1/00, 9.12.88. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА МНОГОПОЗИЦИОННЫХ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к многоканальным системам радиосвязи и может быть использовано в многолучевых линиях связи.

Цель изобретения — уменьшение полосы излучаемого широкополосного. многокомпозиционного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов, содержащее по передающей стороне выделитель тактовой

Изобретение относится к многоканальным системам радиосвязи и предназначено для использования в многолучевых линиях тропосферной и ионосферной связи.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема передающей части устройства; на фиг, 2 — структурная схема приемной части устройства; на фиг. 3 и 4— структурные схемы коммутаторов; на фиг. 5 и 6 — временные диаграммы, Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов частоты, делитель частоты, блок преобразования сигналов, блок формирователей широкополосных сигналов, модулятор, преобразователь кода и передатчик, а на приемной стороне блок согласованных фильтров, приемник и блок кеазиоптимальной обработки сигналов, введены на передающей стороне блок формирования широкополосных сигналов с инверсной формой и сдвигом фазы на 90, модулятор и коммутаторы, а на приемной стороне согласование с инверсными широкополосными сигналами фильтра, фазовращатели на 90, коммутатор и сумматоры, Введенные блоки обеспечивают формирование и прием сложных многопоэиционных сигналов начинающихся и оканчивающихся одним номиналом частоты, что позволяет устранить разрывы фазы на границах различных форм сигналов и тем самым уменьшить уровень внеполосных излучений, Уменьшение уровня параэитной амплитудной модуляции обеспечивается сглаживанием фронтов импульсов и сдвигом фазы инверсного сигнала на 90 . 6 ил, состоит иэ блока 1 выделения тактовой час- (Л тоты и формирования тактовых импульсов, . Ql делителя 2 тактовой частоты, блока 3 преоб- ъ разоеания сигналов, коммутатор 4, блока 5 сигналообразования, формирователя 6 широкополосного сигнала, сумматора 7, до° еюЪ полнительного блока 8 сигналообразования, состоящего из формирователя 9 инверсного широкополосного сигналов и фазовращателей 10 на 90О, блока

11 формирования инверсных широкополосных сигналов со сдвигом фазы заполнения на 0, сумматора 12, модуляторов ОФТ 13 и

14, коммутатора 15, преобразователя 16 ин1793551 формационного кода в относительный, вы- и инверсный. Делитель 44 частоты на два ходного сумматора 17, радиопередатчика вырабатываютмеандр поделенной частоты.

18, радиоприемника 19, блока 20 согласо- Сигналы с прямого выхода делителя 44 пованных фильтров многопозиционных широ- ступают на входы элементов 2 И 46, на втокополосных сигналов, состоящего иэ 5 рыевходы которыхтакжеподаютсясигналы согласованных фильтров 21 широкополос- блока 3 преобразования сигналов. Сигналы ныхсигналов,блока22согласованныхфиль- с инверсного выхода делителя 44 частоты тров инверсных многопозиционных подаются на входы элементов 2 И 45, на широкополосных сигналов, состоящего из вторые входы которых также подаются сигсогласованных фильтров 23 инверсных ор- "0 налы блока 3 преобразования сигналов. В тогональных широкополосных сигйалов, Соответствии с импульсами делителя 2 таквключающих согласованный фильтр 24 ин- товой частоты выходные сигналы блока 3 версного широкополосного сигнала и фа- преобразования сигналов подаются попезовращатель 25 на 90, блока 26 ременното на входы основного блока 5сигквазиоптимальнойобработк сигналов сот- 15 налообраэования, то на входы носительной фазовой манипуляцией, сум- .дополнительного блока 8 сигналообразоваматopoв 27, коммутатора 28, ния, Осциллограммы сигналов на выходах перемножителей29, интеграторов 30, реша- коммутатора приведены на фиг. 5 г,д. ющего блока 31, преобразователя 32 сигна- В состав основного блока 5 сигналооблов, знакового перемножителя 33, блока 34 20 раэования входит М формирователей широформирования опорного напряжения, со- кополосных частотно-модулированных стоящего иэ модулятора 35, гребенчатого сигналов и сумматор 7, фильтра 36, блоков 37 стробирования, ли- Сигналы, формируемые в основном блоний задержки 38 и сумматора 39, формиро- ке 5 сигналообразования имеют начальную вателя 40 стробирующего напряжения, 25 частоту заполнения fi, а кончаются частотой преобразователя 41 относительного кода в информационный, элемента НЕ 42, блока 43 Огибающая фронта (спада) формируесинхронизации, мого широкополосного сигнала имеет закон

Коммутатор 2 (фиг, 3) содержит дели- sin x(soc x) 0

Коммутатор 15 (фиг. 4) содержит дели- кончаются частотой f> и имеют такую же тель на два 47, триггер 48 и 49, огибающую, как и сигналы основного блока

Устройство работает следующим абра- 5 сигналообразования, инверсный закон

35 модуляции и сдвиг фазы заполнения на

Двоичная последовательность (см. фиг, . z /2.

5а) поступает на третий вход блока 3 преоб- Длительность формируемых сигналов разователя сигналов и вход блока 1 выделе- составляет т,=Кт, + Лт, где Лх — время ния тактовой частоты и формирования для формирования стыков сигналов, Длитактовых импульсов, который осуществляет 40 тельность формируемых сигналов опредеформирование коротких импульсов с часто- ляется длительностью импульсного отклика той следования fT1=1/т и, где ти — дли- фильтров 6, а формирование сигнала начительность двоичного информационного нается по фронту импульса, поступающего символа (см. фиг. 5б). Тактовые импульсы от с коммутатора 4, Сигналы с выходов основвыделителя 1 тактовой частоты поступают "5 ного 5 и дополнительного 8 блока сигналона второй вход блока 3 преобразования сиг- образования поступают на модуляторы налов и на вход делителя 2 тактовой часто- ОФТ 13, 14. В модуляторах 13, 14 осущестты, с выхода которого тактовые импульсы с вляется манипуляция начальной фазы перечастотой 1т =1т /К, где К- log,2É(фиг.5б,в) даваемых сигналов в соответствии с поступают на первый вход блока 3 преобра- 50 двоичными последовательностями, постузованиясигналов. Выходы блока Зпреобра- пающими с выходов коммутатора 15 (см, эования сигналов подключены ко входам фиг, 5э, и), Коммутатор 15 в соответствии с коммутатора 4 логических сигналов на два сигналами, поступающими с выхода делитеположения и четыре направления, который ля 2 тактовой частоты поочередно подает уп в правляется импульсами с выхода делителя 55 выходной сигнал преобразователя 16 абсо2 тактовой частоты. лютного кода в относительный то на вход

Сигналы с выхода делителя 2 тактовой модулятора 13, то на вход модулятора 14. На частоты поступают на вход делителя 44 час- вход преобразователя 16 поступает знакототы надва, имеющегодва выхода — прямой вый сигнал с выхода блока 3 преобразова1793551

15

25

55 ния сигналов (см. фиг. 5е). Осциллограммы выходного сигнала преобразователя 16 информационного кода в относительный приведены на фиг. 5ж.

Прямой и инверсный выходы делителя

47 подключены к триггерам 48, 49, которые по фронту сигнала тактовой частоты переписывают сигналы "знака", формируемые на выходе преобразователя 16 информационного кода в относительный.

Выходные сигналы триггеров 48, 49 поступают на входы модуляторов 13, 14, в которых осуществляется манипуляция фазы передаваемых сигналов. Осциллограммы выходных сигналов модуляторов приведены на фиг. 5и, к. Выходные сигналы модуляторов 13, 14 поступают на сумматор 17 и далее, на вход радиопередатчика 18. Осциллограмма выходного сигнала передатчика приведена на фиг. 5м.

Поскольку стыкуемые участки соседних сигналов перекрываются на величину Лт, имеют фазовый сдвиг друг относительно друга 900, одинаковые частоты заполнения, а фронты нарастания (спада) стыкуемые сигналов имеют закон sin x(cos х) 0<х< л/2 то стыковка соседних сигналов осуществляется без разрыва фазы, стыковочный участок не имеет глубокой амплитудной модуляции огибающей, что позволяет использовать в качестве радиопередатчика 14 устройство, имеющее значительную нелинейность амплитудной характеристики и обеспечить при этом низкий уровень внеполосных излучений, На приемной стороне после широкополосного приемника 19 сигнал поступает параллельно на блок 20 согласованных фильтров 21 широкополосных частотно-модулированных сигналов и на блок 22 согласованных фильтров 23 инверсных ортогональных широкополосных частотномодулированных сигналов, В состав согласованного фильтра 23 входит согласованный фильтр 24 на инверсный широкополосный сигнал и фазовращатель 25 на л /2, На выходах блоков 20, 22 согласованных фильтров появляются отклики (короткие радиоимпульсы), начальная фаза которых может принимать значения 0 и 180 (см, фиг, ба. б), Выходные сигналы всех согласованных фильтров суммируются в сумматорах 27 и поступают на высокочастотные входы блока синхронизации 43, который по приходящим сигналам обеспечивает работу коммутатора 28. Коммутатор 28 в соответствии с сигналами блока 43 синхронизации пропускает на свои выходы поочередно, то выходные сигналы блока 20 согласованных фильтров многопозиционных широкополосных частотно-модулированных сигналов, то выходные сигналы блока 22 согласованных фильтров многопозиционных-инверсных ортогональных широкополосных сигналов, Далее сигна-, лы поступают на блок 26 квазиоптимальной обработки сигналов с относительной фазовой манипуляцией, в котором осуществляется когерентный прием сигналов, для чего выделяется опорное напряжение путем суммирования откликов с выхода коммутатора

28 в сумматоре 39 и очищения этой суммы от шумов с помощью гребенчатого фильтра

36.

Для обеспечения эффективной работы гребенчатого фильтра 36 применяется обратная связь по решению со съемом манипуляции с помощью линий задержки 38 на длительность такта передаваемого сигнала, блоков 37 стробирования и перемножителя

35, связанного со знаковым выходом решающего блока 31.

Таким образом, осуществляется съем манипуляции и обеспечение работы гребенчатого фильтра 36. Очищенное от шумов опорное когерентное колебание с выхода гребенчатого фильтра 36 поступает на вторые входы перемножителей 29, первые входы которых соединены с выходами коммутатора 28, Этим осуществляется синхронное когерентное детектирование принятых сигналов, Для борьбы с замираниями, которые проявляются в рассыпании откликов на выходе согласованных фильтров (многолучевая картина), сигналы с выхода перемножителей поступают на интеграторы

30, в которых осуществляется накопление энергии лучей.

Пределы интегрирования устанавливаются блоком 43 синхронизации, соединенным по входам с выходами сумматоров 27, гребенчатого фильтра 36, а по выходам — c коммутатором 28, управляющими выходами интеграторов 30 и последующими устройствами обработки сигналов. Блок 43 синхронизации осуществляет формирование синхросигналов с частотой появления 1/2 Тс и коротких импульсов с частотой следования 1/Тс Моменты появления коротких импульсов соответствуют временным границам принимаемых сигналов. Конкретная реализация блока 43 определяется структурой используемых широкополосных сигналов.

Поскольку принимаемые широкополосные сигналы манипулированы по фазе (p =0 или р =1800), на выходах интеграторов 30 появляются разнополярные импульсы. Временные диаграммы

1793551 напряжений на выходах интеграторов приведены на фиг. 6в. С выходов интеграторов

30 сигналы поступают на вход решающего блока 31. На выходах решающего блока появляется сигнал в той ветви, которая соответствует максимальной амплитуде принятого сигнала, Кроме того, решающий блок 31 выносит решение о "знаке" отсчета сигнала с максимальной амплитудой.

Временные диаграммы напряжений с выходов решающего блока приведены на фиг, бг, д, е выходов решающего блока 31 сигналы, несущие в себе информацию о том, в какой из m ветвей обработки максимальный сигнал, поступают на входы преобразователя 32 сигналов. На выходе преобразователя 32 сигналов в соответствии с номером его входа, на который поступает сигнал с решающего блока 31,. формируется соответствующая кодовая комбинация. При этом на выходе преобразователя 32 сигналов формируется одна из первых четырех кодовых комбинаций, приведенных в таблице 1.

Вид кодовой комбинации определяется структурой принятого многопозиционного широкополосного сигнала. Преобразователь сигналов на учитывает "знак" или начальную фазу ((p =0 или 0 =180 ) с которым был передан многопозиционный сигнал и не обеспечивает формирование остальных четырех кодовых комбинаций, которые являются инвертированными по отношению к первым четырем кодовым комбинациям, Кодовые комбинации с выхода преобразователя 32 сигналов поступают на первый вход знакового перемножителя 33. Второй вход знакового переменожителя ЗЗ соединен через последовательно соединенные преобразователь 41 относительного кода в абсолютный и первый элемент НЕ 42 со

"знаковым" входом решающего блока 31.

В связи с тем, что в предлагаемом устройстве используются относительная фазоФормула изобретения

Устройство для передачи и приема многопозиционных широкополосных сигналов, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные выделитель тактовой частоты, делитель частоты и коммутатор. последовательно соединенные блок преобразования сигналов и канальный коммутатор, первая группа выходов которого через соответствующие формирователи широкополосного сигнала соединена с входом первая манипуляция, информация о знаке передаваемого сигнала представлена в относительном коде, Поэтому для окончательного получения на выходе приемного устройства

5 последовательности двоичных информационных символов, передаваемых при помощи многопозиционных широкополосных сигналов с относительной фаэовой манипуляцией, двоичная последовательность, по10 ступающая со знакового выхода решающего блока 31 и представленная абсолютном коде, с противоположным знаком перемножается с последовательностью импульсов, получаемой на выходе преобразо15 вателя 32 сигналов. Преобразователь 41 относительного кода в абсолютный производит сравнение полярностей двух соседних двоичных символов, если при этом полярности сравниваемых импульсов оди20 наковы, то на выходе формируется импульс с положительной полярностью. Если сравниваемые импульсы имеют различные полярности, на выходе преобразователя 41 формируется отрицательный импульс. Вре25 менныедиаграммы последовательности импульсов на входе и выходе преобразователя

41 относительного кода в абсолютный приведены на фиг. 6д, е. На выходе первого элемента НЕ 42 эта последовательность ин30 вертируется, Знаковый перемножитель 33 производит сравнение полярностей, поступающих на два его входа импульсов, Если эти импульсы совпадают то на выходе блока

33 формируется положительный импульс, 35 если не совпадают, то на выходе блока 33 формируется импульс отрицательной полярности, В результате сравнения полярностей импульсных последовательностей, поступающих с выхода преобразователя 32

40 сигналов и с выхода первого элемента НЕ на выходе знакового перемножителя формируется выходная информационная импульсная последовательность (см, фиг. 6ж). вого сумматора, а другая группа выходов через соответствующие посл едовател ьно соединенные формирователи широкополосного сигнала и фазовращатель соединена с входами второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров через соответствующий фазовый модулятор соединены с входом выходного сумматора, выход которого соединен с входом радиопередатчика, а также преобразователь абсолютного кода в относительный, входы блока преобразования сигнала и выделителя тактовой частоты

179355I

Фиг.I обьединены и являются входом устройства, выход выделителя тактовой частоты соединен с тактовым входом блока преобразования сигналов, а на приемной стороне— объединенные по входу две группы согласованных фильтров, выходы одной группы согласованных фильтров соединены с входом соответствующего фазовращателя, и ветвей приема, каждая из которых состоит из последовательно соединенных канального перемножителя и интегратора, выходы ветвей соединены с входами решающего блока, выходы которого через преобразователь сигналов соединены с первым входом знакового перемножителя, выходы решающего блока через соответствующий формирователь строб-импульса соединены с входом разрешения соответствующего стробирующего блока, первые входы канальных перемножителей и ветвей через соответствующую линию задержки соединены с вторыми входами соответствующего стробирующего блока, выходы стробирующих блоков соединены с входами сумматора, выход которого через знаковый перемножитель соединен с входом гребенчатого фильтра, выход которого соединен с вторыми входами канальных перемножителей и входом синхронизатора, выход которого соединен с входами "Сброс" интегратора и решающего блока, знаковый выход решающего блока через последовательно соединенные преобразователь относительного кода в информационный и элемент НЕ соединен с вторым входом знакового перемножителя, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передающей стороне выход блока преобразования сигнала через преобразователь абсолютного кода в относительный соединен с входом коммутатора, выходы которого соединены с информационным входом соответствующего модулятора, а на приемной стороне введены два сумматора и коммутатор, причем выходы первой группы соответствующих фильтров соединены с входами первого сумматора, выходы фазовращателей соединены с входами второго сумматора, входы первого и второго сумматоров через коммутатор соединены с первыми входами соответствующих перемножителей, выходы первого и второго сумматоров соединены с дополнительными входами синхронизатора.

1793551

От делителя тактовой ч

От блока преобразования сигналов к в*одам основного блока 5 сигналообразования и входам дополнительного блока 8 скгналообразования

Фиг. 4 фиг. 5

Сигнал "знака" от блока 3 преобраэ о игналоВ к Входам мод7ляторон

zv,и

1793551 фиг. б

Составитель В.Богачев

Техред М,Моргентал

Редактор Ь.Федотов

Корректор М.Самборская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 510 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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