Система передачи данных

 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в каналах передачи данных. Цель изобретения - уменьшение уровня шумов. Система передачи данных содержит на передающей стороне входной согласующий блок, кодер, первый постояный запоминающий блок, преобразователь сигнала, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, выходной согласующий блок, второй постоянный запоминающий блок, цифровой передающий фильтр, включающий перемножители, блок обратного быстрого преобразования Фурье и блок быстрого преобразования Фурье, на приемной стороне - входной согласующий блок, аналого - цифровой преобразователь, блок памяти, умножитель, генератор тактовой частоты, управляемый делитель, программный счетчик, вычитатель, первый и второй сумматоры, блок быстрого преобразования Фурье, решающий блок, декодер, выходной согласующий блок и адаптивный корректор, включающий счетчик индикации, индикатор шума, делитель, блок быстрого преобразования Фурье, блок обратного быстрого преобразования Фурье, индикатор частотных характеристик, постоянный запоминающий блок, блок эталонных сигналов, умножитель, корректирующие блоки, блоки памяти, счетчики и вычитатели, усилитель со спадающей амплитудно - частотной характеристикой. Сущность - осуществляется подавление шумов в канале связи. 2 ил.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в каналах передачи данных.

Целью изобретения является уменьшение уровня шумов.

На фиг. 1 и 2 изображены структурные электрические схемы передающей и приемной сторон системы передачи данных.

Система передачи данных содержит на передающей стороне входной согласующий блок 1, кодер 2, цифровой передающий фильтр 3, первый постоянный запоминающий блок 4, преобразователь 5 сигнала, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 6, фильтр 7 нижних частот, выходной согласующий блок 8, второй постоянный запоминающий блок 9, при этом цифровой передающий фильтр содержит перемножители 10, блок 11 обратного быстрого преобразования Фурье и блок 12 быстрого преобразования Фурье, а на приемной стороне - входной согласующий блок 13, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14, адаптивный корректор 15, блок 16 памяти, умножитель 17, генератор 18 тактовой частоты, управляемый делитель 19, программный счетчик 20, вычитатель 21, первый 22 и второй 23 сумматоры, блок 24 быстрого преобразования Фурье, решающий блок 25, декодер 26, и выходной согласующий блок 27. При этом адаптивный корректор содержит счетчик 28 индикации, индикатор 29 шума, делитель 30, блок 31 быстрого преобразования Фурье, блок 32 обратного быстрого преобразования Фурье, индикатор 33 частотных характеристик, постоянный запоминающий блок 34, блок 35 эталонных сигналов, умножителя 36, корректирующие блоки 37, блоки памяти 38, счетчики 39 и вычитатели 40, усилитель со спадающей амплитудно-частотной характеристикой 41.

Система работает следующим образом.

Сигнал данных через входной согласующий блок 1 поступает на кодер 2. Полученная с выхода кодера 2 последовательность a_n подается на вход цифрового передающего фильтра 3, с помощью которого осуществляется согласование спектра данных с частотными характеристиками канала тональной частоты. Цифровой передающий фильтр 3, работающий в частотной области, состоит из блока 12 (16-точечного) быстрого преобразования Фурье и (16-точечного) блока 11, обратного быстрого преобразования Фурье между которыми включены перемножители 10. Указанные блоки могут быть применены также на 32 точки.

На вторые входы перемножителей 10 поступают соответствующие числа из постоянного запоминающего блока 9. Как в блоке 12, так и в блоке 11 поочередно осуществляется преобразование синфазной и квадратурной составляющих сигнала. После блока 11 осуществляется модуляция сигнала в преобразователе сигнала 5 путем умножения последовательности r_n с выхода блока 11 на отсчеты аналитического сигнала несущей частоты, поступающие с постоянного запоминающего блока 4. Далее отсчеты сигнала ЦАП 6 подаются на фильтр 7, который дополнительно отфильтровывает боковые спектральные составляющие. После фильтра 7 сигнал через выходной согласующий блок 8 поступает в канал связи.

На приемной стороне сигнал из канала связи через входной согласующий блок 13, в состав которого в определенных случаях может быть включен преобразователь Гильберта, поступает через усилитель со спадающей амплитудно-частотной характеристикой 41 на АЦП 14. После АЦП 14 сигнал поступает на адаптивный корректор 15, который служит для борьбы с линейными искажениями. Он работает в частотной области с использованием блока 31 (например, на 32 или 64 комплексных точки). По аналогии выполнен блок 32. Между блоками 31 и 32 включаются корректирующие блоки 37, которые управляются своими счетчиками 39. С выхода блока 32 на решающий блок 25 поступает сигнал через умножитель 36, на второй вход которого поступают константы с постоянного запоминающего блока 34. Сигнал от решающего блока 25 через декодер 26 и выходной согласующий блок 27 поступает на выход системы. От решающего блока 25 сигнал также поступает на блок 35 эталонных сигналов. Эталонный сигнал с выхода блока 35 эталонных сигналов и задержанный с помощью элементов 38 памяти сигнал с выходов корректирующих блоков 37 сравниваются в соответствующих вычитателях 40 и сигнал ошибки с помощью счетчиков 39 подается на регулировку корректирующих блоков 37.

В устройстве может быть осуществлена также индикация частотных характеристик с помощью индикатора 33. С помощью делителя 30 и счетчика 28 может меняться скорость регулировки коррекции в зависимости от величины отношения сигнал/шум в канале связи, причем данная величина может отображаться с помощью индикатора 29 шума. Это также позволяет повысить точность коррекции.

С выхода блока 31 сигнал, соответствующий несущей частоте F = 1800 Гц, не подается на корректирующий блок 37, соответствующий несущей частоте (его нет), а также не подается на соответствующий вход блока 32. Вместо этого на указанный вход блока 32 в каждом цикле преобразования подается нулевое значение сигнала. Таким образом, на выходе блока 32 несущая частота отсутствует. Следовательно, не требуются синхронный детектор и система синхронизации по несущей.

С помощью управляемого делителя 19 тактовой частоты передаются моменты отсчетов из принимаемого сигнала.

Решение о добавлении и вычитании необходимого количества импульсов выносится на основании сигнала тактовой ошибки. Для тактовой синхронизации с единичного интервала снижаются четыре выборки. При этом четвертая выборка в установившемся режиме приходится между единичными интервалами. Информация о тактовой ошибке снимается с первой и третьей выборок, а информация о принадлежности указанных выборок к данному единичному интервалу - с второй и четвертой выборок. С помощью, например, 8-точечного блока 24 преобразуются сигналы первых выборок, затем третьих, далее вторых и, наконец, четвертых выборок соответствующих единичных интервалов. Разность сумм (без сигнала несущей частоты и других мешающих частот) в частотной области первых и третьих выборок после вычитания в вычитателе 21 через программный счетчик 20 подаются на управляемый делитель 19. Суммирование выборок в частотной области осуществляется с помощью первого сумматора 22. Сумма первых выборок запоминается в блоке 16. К моменту поступления суммы третьих выборок на вычитатель 21 на второй вход вычитателя 21 подается сумма первых выборок с блока 16.

По аналогии поступают с вторыми и четвертыми выборками.

Такая тактовая синхронизация обеспечивает быстрое вхождение в связь без настроечной комбинации сигнала, что весьма важно при срывах связи от различного рода помех, в том числе импульсных и при коммутациях.

Для дальнейшего увеличения точности синхронизации можно ввести поправку, определяемую влиянием искажения характеристик канала связи, после вхождения в связь. Тогда сигналы счетчиков 39 соответствующих восьми каналов регулирования суммируются во втором сумматоре 23. Полученная сумма с помощью умножителя 17 перемножается на сумму от сумматора 22. Результат подается соответственно в определенный момент на блок 16 или на вычитатель 21. В большинстве случаев нет необходимости осуществлять во втором сумматоре 23 суммирование на каждом цикле преобразования Фурье в блоке 24. Поэтому между вторым сумматором 23 и умножителем 17 может быть включен элемент памяти. В определенных случаях (например, при малых импульсных помехах) после вхождения в связь сигнал на первый сумматор 22 может подаваться с выходов корректирующих блоков 37, а не с выхода блока 24. Это также позволяет сократить число вычислительных операций.

Предварительного фазового и амплитудного корректора здесь не требуется, поскольку в зависимости от количества переприемных участков счетчики 39 программно устанавливаются перед вхождением в связь в соответствующее положение, а корректор 15 в частотной области при коррекции способен обеспечивать любые частотные характеристики за несколько итераций настройки.

Благодаря введению усилителя со спадающей амплитудно-частотной характеристикой шумы будут подавляться, поскольку шумы располагаются в высокочастотной части диапазона амплитудно-частотной характеристики.

Компенсировать спад амплитудно-частотной характеристики можно с помощью корректирующих элементов 37, работающих в цифровой части. С помощью них предварительно (до начала работы устройства) устанавливается соответствующий подъем амплитудно-частотной характеристики в верхней части диапазона амплитудно-частотной характеристики, используя счетчики 39.

Таким образом, если в счетчиках 39 предварительно будут записаны соответствующие начальные значения, то в номинальном режиме, когда в канале связи не будет искажений амплитудно-частотной характеристики, корректирующие элементы 37 совместно со счетчиками 39 обеспечивают соответствующий подъем амплитудно-частотной характеристики в верхней части диапазона, компенсируя спад, осуществляемый блоком 41. Следовательно, осуществляется подавление шумов в канале связи.

Формула изобретения

СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные входной согласующий блок, кодер и цифровой передающий фильтр, последовательно соединенные первый постоянно запоминающий блок, преобразователь сигнала, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), фильтр нижних частот (ФНЧ) и выходной согласующий блок, а также второй постоянно запоминающий блок, выходы которого подключены к соответствующим входам цифрового передающего фильтра, выход которого соединен с вторым входом преобразователя сигнала, входы первого и второго постоянно запоминающих блоков являются управляющими входами передающей стороны, вход входного согласующего блока и выход выходного согласующего блока являются соответственно сигнальным входом и выходом передающей стороны, на приемной стороне адаптивный корректор, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, управляемый делитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок быстрого преобразования Фурье, первый сумматор, блок памяти, вычитатель и программный счетчик, последовательно соединенные решающий блок, декодер и выходной согласующий блок, а также входной согласующий блок и последовательно соединенные второй сумматор и умножитель, первый и второй выходы и второй вход которого подключены соответственно к вторым входам вычитателя и блока памяти и второму выходу первого сумматора, третий выход которого подключен к третьему входу вычитателя, выход программного счетчика подключен к второму входу управляемого делителя, выход АЦП соединен с первым входом адаптивного корректора, первые выходы которого подключены к вторым входам первого сумматора, вторые выходы, третий выход и второй вход адаптивного корректора соединены соответственно с входами второго сумматора, входом и вторым выходом решающего блока, при этом второй вход блока памяти является управляющим входом приемной стороны, вход входного согласующего блока и выход выходного согласующего блока являются соответственно сигнальными входом и выходом приемной стороны, отличающаяся тем, что на приемной стороне введен усилитель со спадающей амплитудно-частотной характеристикой, вход и выход которого подключены соответственно к выходу входного согласующего блока и второму входу АЦП.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2