Спосіб часового ущільнення вузькосмугових інформаційних каналів

Винахід відноситься до техніки електрозв'язку і може бути використаний в мод ємних лініях зв'язку та інши х телекомунікаційних системах, які застосовують імпульсний спосіб кодування інформації. Відомий спосіб М-арної амплітудно-імпульсної модуляції сигналів (М-аrу Pulse Amplitude Modulation, М-РАМ) [1], який полягає в тому, що інформаційні вибірки перетворюють в символи М-арного алфавіту, кожному з М можливих значень яких заздалегідь присвоюють один з дозволених рівнів амплітуди імпульсного сигналу, далі по отриманій у таких спосіб сукупності m-бітових символів формують на передачу послідовність імпульсних сигналів відповідних амплітуд, в приймачі виконують декодування інформаційних символів шляхом співставлення амплітуди прийнятих сигналів з множиною її дозволених рівнів. Спосіб М-арної амплітудно-імпульсної модуляції дозволяє здійснювати багаторівневу передачу сигналів і тим самим підняти перепускну здатність каналів зв'язку в межах їх смуги пропускання. Недоліком такого способу є те, що можливості суттєво го підвищення перепускної здатності каналів зв'язку в ньому обмежені необхідністю корегування довжини імпульсів та періоду їх слідування у часі, що вимагає розширення смуги пропускання ліній зв'язку. Такий підхід пов'язаний з необхідністю постійного оновлення фізичних каналів зв'язку й відкидає можливість застосування розгалужених на сьогоднішній день вузько смугових ліній обміну інформацією. Найбільш близьким за сутністю до винаходу, що заявляється, є спосіб часового ущільнення вузькосмугових інформаційних каналів [2], який полягає в тому, що для передачі кодованого повідомлення у передавачі здійснюють рознесення у часі імпульсних сигналів багатоімпульсного пакету з ура хуванням їх подальшого надрелеївського розрізнення, огинаючу кожного з імпульсних сигналів формують у відповідності до встановленого закону ї зміни, при цьому кожному з імпульсів багатосигнального пакету відводять фіксовану позицію у часі, яка має бути відома на приймальній стороні амплітуду сигналу встановлюють залежно від рівня, що відповіда багатобітовому інформаційному коду, сформовані у відведених часових інтервалах імпульси необхідної амплітуди далі каналізують до приймач. повідомлення, у приймачі здійснюють аналого-цифрове перетворенню імпульсних сигналів, після чого за отриманими цифровими напругами здійснюють декодування інформаційного повідомлення шляхом порівнянні амплітуд імпульсів у кожному з підінтервалів з встановленим порогом, при цьому для декодування інформаційного повідомлення по М відлікам цифрових напруг сигналів здійснюють вимір амплітуд кожного з М імпульсів багатоімпульсного пакету за формулами: ) det m am = det де m =1,2 ..., М, G(s 1 - z 1) G(s1 - z 2 ) G(s 1 - z 3 ) ... G( s1 - z M ) G( s2 - z1 ) G(s 2 - z 2 ) G( s2 - z 3 ) ... G( s 2 - z M ) det = G( s3 - z1 ) G(s 3 - z 2 ) G( s3 - z 3 ) ... G( s3 - z M ) , ... ... ... ... ... G( sM - z1 ) G(s M - z 2 ) G( sM - z 3 ) ... G( sM - z M ) det m - частковий визначник, отриманий з det заміною відповідного стовпчика вектором вільних членів [B]=[U1, U2, U3 ... UM]T, М - кількість імпульсів в інформаційному повідомленні, Un - n-й з М залучених для обробки сигнальних відліків, n=0, 1, ..., М-1 , G(s M - zm ) - нормована дискретна огинаюча m -го імпульсного сигналу для S n -го його відліку, S n - порядковий номер сигнального відліку, Zm - відоме місцезнаходження m-го імпульсу у часі в періодах дискретизацій аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Спосіб-прототип забезпечує можливість багаторазового підвищення перепускної здатності каналів зв'язку без розширення їх смуги пропускання шляхом використання в якості носія інформації багатоімпульсного пакету, що складається з взаємно перекритих у часі імпульсів. Недолік способу-прототипу полягає в тому, що при високих частота х дискретизації в межах одного імпульсу може бути отримана значна кількість відліків АЦП, обробка всієї сукупності яких вимагає помітних витрат часу. Вибірковий же метод залучення до виміру лише частки з відліків АЦП, наприклад, проріджуванням даних, або обмеженням розгляду тільки їх певної кількості призводить до втрат енергії сигналу. Тому виникає протиріччя: з одного боку доцільно залучати до обробки всі відліки АЦП, а з іншого - необхідно узгодити продуктивність подальших систем обробки даних з темпом надходження сигнальних відліків, наприклад, шляхом проріджування інформаційного потоку. З урахуванням сказаного, технічне завдання, вирішуване заявленим винаходом, полягає в підвищенні перепускної здатності каналів зв'язку при обмеженій ширині смуги їх пропускання без надмірного зростання щільності інформаційного потоку та енергетичних втрат при його проріджуванні на етапі декодування повідомлень у випадку високих частот дискретизації сигналів. Сутність винаходу полягає в тому, що у приймачі після аналого-цифрового перетворення сигналів перед декодуванням інформаційного повідомлення здійснюють додаткове стробування відліків АЦП шляхом періодичного часткового підсумовування фіксованої їх кількості N у послідовно розташованих у часі інтервалах (стробах) за виразом: T Un = å Ut t =1 де T - кількість відліків АЦП, що підсумовується в кожному стробі, t - порядковий номер відліку АЦП, Un . - напруга сигнального відліку, що відповідає n-му стробу й отримана внаслідок операції додаткового стробування відліків АЦП, Ut - напруга t-го з Т залучених для підсумовування в межах n-го сторбу відліків АЦП, причому для подальшого декодування інформаційного повідомлення в якості n-го з М залучених для обробки сигнальних відліків Un використовують напругу си гнального відліку, що відповідає n-му стробу, а в якості нормованої дискретної огинаючої імпульса - величину ì(n+1)T-1 ï å K (t - zm ) при t Hm < t £ t Km , G(n - z m ) = í t =n× T ï0 при t £ t , t î Hm Km < t, n - номер стробу, в якому існує m-й сигнал, n = 0, 1, ..., М-1-1; zm - відомий зсув m-го імпульса в періодах дискретизації АЦП відносно першого з стробів, в яких існує сигнальний пакет, T - тривалість стробу в відліках АЦП; K( t - z m ) - нормована до свого максимуму дискретна огинаюча m-го імпульса, представлена безпосередньо в відліках АЦП, в t -му періоді дискретизації, t Hm - перший з відліків АЦП в межах існування m-го сигналу, t Km - останній з відліків АЦП в межах існування m-го сигналу. В заявленому способі точність виміру амплітуди імпульсних сигналів при заданій функції зміни огинаючої залежить від рознесення імпульсів у часі, дисперсії шумів та протяжності стробів. Для спрощення обробки сигналів на етапі декодування інформації доцільно інтервал між суміжними у часі імпульсами zn = z m (n ¹ m) задавати так, щоб сусідні сигнали починались у різних стробах при любих ситуаціях прийому. Реалізація заявленого способу може бути виконана за технологією Software Radio, принцип якої пояснено на фіг., де цифрами позначені: 1 - канал зв'язку, 2 - комутатор, 3 - узгоджуючий підсилювач, 4 - підсилювач потужності, 5 - аналого-цифровий перетворювач, 6 - цифро-аналоговий перетворювач, 7 - сигнальний процесор. При цьому процес формування багатоімпульсного пакету здійснюється спочатку за допомогою сигнального процесора, а потім отримані цифрові значення напруг піддаються цифро-аналоговому перетворенню, переносяться за частотою на номінальну несучу, підсилюються за потужністю й випромінюються у простір. У приймачі, після традиційної аналогової обробки сигналів, здійснюють їх аналого-цифрове перетворення і далі, в сигнальному процесорі, відтворюють передбачені заявленим способом обчислювальні операції. Джерела інформації: 1. Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2003. -С.119-122. 2. Патент України №47836А, МПК7 H04J3/00, H04L5/22. Спосіб часового ущільнення вузькосмугових інформаційних каналів // Слюсар B.I. -Заявка №2001106762 від 03.10.2001. - Надрук. 15.07.2002. - Бюл. №7. прототип.