Пристрій для передачі і приймання інформації

Пристрій для передачі і приймання інформації, що містить джерело сигналу, перший передспотворюючий фільтр, канал зв'язку, перший коректуючий фільтр, приймач інформації, аналізатор спектра завади, перший канал керування, який відрізняється тим, що в нього введені другий коректуючий фільтр, пристрій керування другим коректуючим і другим передспотворюючим фільтрами, другий канал керування, другий передспотворюючий фільтр, причому послідовно з'єднані джерело сигналу, другий адаптивний передспотворюючий фільтр, перший передспотво рюючий фільтр, канал зв'язку, перший адаптивний коректуючий фільтр, приймач інформації, при цьому вхід аналізатора спектра завади підключений до виходу каналу зв'язку, а вихід аналізатора спектра завади - до керуючого входу першого коректуючого фільтра і через перший канал керування - до керуючого входу першого передспотворюючого фільтра, до входу приймача інформації підключений вхід другого коректуючого фільтра, а вихід останнього з'єднаний із входом пристрою керування адаптивними другим передспотворюючим і другим коректуючим фільтрами, при цьому вихід пристрою керування адаптивними другим коректуючим і другим передспотворюючим фільтрами з'єднаний з керуючим входом другого коректуючого фільтра і через другий канал керування - з керуючим входом другого передспотворюючого фільтра, керуючий вихід другого коректуючого фільтра з'єднаний з керуючим входом пристрою керування адаптивними другим передспотворюючим і другим коректуючим фільтрами Винахід має відношення до електрозв'язку і призначений для підвищення завадостійкості систем передачі інформації ВІДОМІ аналогічні пристрої передачі та приймання інформації, в яких підвищення завадостійкості забезпечується шляхом введення керуємого предспотворення передаваемого сигналу і керуємого коректування його на прийомі, де в якості керуючого виділяють сигнал миттєвого енергетичного спектру, з допомогою якого керують ступенем предспотворення нестаціонарного сигналу на передачі та ступенем його коректування в приймачі (А с №722169, МКИ Н04В1/62, А с №557489, МКИ Н04В1/62) Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, який заявляється, є вибраний в якості прототипу пристрій для передачі та приймання інформації (Ас, №1314466, МКИ Н04В1/62) Недолік цього пристрою, а також аналогічних пристроїв полягає в тому, що вони не можуть компенсувати спотворення форми спектральної ЩІЛЬНОСТІ поту жності сигналу, яка виникає внаслідок не ідеальності АЧХ і ФЧХ каналу зв'язку, що призводить до міжсимвольної інтерференції у цифрових системах передачі інформації Крім того, пристрої мають відносно невелику завадостійкість при підсиленні спектральних смуг з низьким відношенням сигнал-завада, що забезпечує зменшення загальної завадостійкості систем передачі інформації Технічна задача полягає в підвищенні завадостійкості систем передачі інформації з урахуванням не ідеальності реальних каналів зв'язку Розв'язання цієї задачі здійснюється тим, що в пристрої, який має в своєму складі джерело сигналу, предспотворюючий фільтр, канал зв'язку, канал керування, коректуючий фільтр, приймач інформації та аналізатор спектра завади, введені другий адаптивний предспотворюючий фільтр та другий адаптивний коректуючий фільтр, пристрій керування другим предспотворюючим і другим коректуючим фільтрами, другий канал керування, причому послідовно сполучені джерело сигналу, ю о (О ю 56075 другий адаптивний предспотворюючий фільтр, перший предспотворюючий фільтр, канал зв'язку, перший адаптивний коректуючий фільтр, приймач інформації, при цьому вхід аналізатора спектра завади підключено до виходу канала зв'язку, а вихід аналізатора спектра завади - до керуючого входу першого коректуючого фільтра і через перший канал керування - до керуючого входу першого предспотворюючого фільтра, до входу приймача інформації підключено вхід другого коректуючого фільтра, а вихід останнього сполучено зі входом пристрою керування адаптивними другим предспотворюючим фільтром і другим коректуючим фільтрами, при цьому вихід пристрою керування другим коректуючим фільтром і другим предспотворюючим фільтром з'єднаний з керуючим входом другого коректуючого фільтра і через другий канал керування - керуючим входом другого предспотворюючого фільтра, керуючий вихід другого коректуючого фільтра сполучено з керуючим входом пристрою керування адаптивними другим предспотворюючим і другим коректуючим фільтрами При порівнянні з прототипом запропонований пристрій забезпечує підвищення завадостійкості системи передачі інформації за рахунок того, що компенсація спотворень форми спектральної ЩІЛЬНОСТІ потужності сигналу, які обумовлені неідеальністью каналу зв'язку, виконується другим адаптивним коректуючим фільтром на передачі, який керується через другий канал керування адаптивним другим предспотворюючим і другим коректуючим фільтрами з допомогою другого коректуючого фільтра, який включено на приймальній стороні, причому другий коректуючий фільтр не підключено до тракту приймання інформаційного сигналу Другий адаптивний коректуючий фільтр на приймальній стороні формує зворотну відносно АЧХ каналу зв'язку характеристику, а поза смугою пропускання він має малий або нульовий коефіцієнт передачі Результуючий коефіцієнт передачі каналу зв'язку і другого адаптивного коректуючого фільтра, який дорівнює добутку їх коефіцієнтів передачі, практично не залежить від частоти і дорівнює нулю за межами цієї смуги частот, що обумовлюється адаптацією фільтра відносно канала зв'язку (АЧХ першого предспотворюючого и першого коректуючого фільтрів не мають впливу на результуючий (загальний) коефіцієнт передачі канала зв'язку, оскільки їх АЧХ взаємно зворотні) Крім того, другий адаптивний коректуючий фільтр з допомогою пристріл керування виконує оцінку фазових спотворень, тобто загальна ФЧХ (сума фазочастотних характеристик всіх фільтрів, які послідовно включені в системі зв'язку ) повинна бути ЛІНІЙНОЮ в ефективній смузі пропускання частот каналу зв'язку При виконанні цих умов результуюча імпульсна характеристика каналу має вигляд функції smx/x, що забезпечує компенсацію впливу міжсимвольних завад Другий предспотворюючий фільтр цілком однаковий за структурою та алгоритмом функціонування з другим коректуючим фільтром (останній виконує тільки оцінку спотворень АЧХ і ФЧХ каналу зв'язку) Другий предспотворюючий фільтр, який включено на передавальній стороні, не підсилює завади у каналі зв'язку і компенсує спотворення спектральної ЩІЛЬНОСТІ потужності сигнала, які створює канал зв'язку, що сприяє зменшенню міжсимвольних завад Ці властивості запропонованого пристрою є новими і суттєвими, оскільки існуючі пристрої (наприклад, адаптивні коректори сигналів на прийомі) підсилюють заваду і незадовільно працюють в умовах збільшення ступеня спотворень характеристик каналу зв'язку і рівня завади В якості адаптивних предспотворюючого і коректуючого фільтрів застосовуються трансверсальні фільтри, що можуть реалізувати який завгодно амплітудний або фазовий відгук сигналу Структурна схема трансверсального фільтра зображена на фіг 1 На фіг 2 зображена структурна схема запропонованого пристрою Пристрій для передачі та приймання інформації містить джерело синалу 1, другий предспотворюючий фільтр 2, перший предспотворюючий фільтр 3, канал зв'язку 4, перший коректуючий фільтр 5, приймач інформації 6, аналізатор спектра завади 7, перший канал керування 8, другий коректуючий фільтр 9, пристрій керування адаптивними другим коректуючим і другим предспотворюючим фільтрами 10, другий канал керування 11 Послідовно сполучені джерело сигналу 1, другий предспотворюючий фільтр 2, перший предспотворюючий фільтр 3, канал зв'язку 4, перший коректуючий фільтр 5, приймач інформації 6 Вхід аналізатора спектра завади 7 підключено до виходу каналу зв'язку 4, а вихід аналізатора спектра завади 7 - до керуючого входу першого коректуючого фільтра 5 і через перший канал керування 8 - до керуючого входу першого предспотворюючого фільтра 3 До входу приймача інформації 6 підключено вхід другого коректуючого фільтра 9, а вихід останнього сполучений зі входом пристрою керування адаптивними другим предспотворюючим і другим коректуючим фільтрами 10 Вихід пристрою керування адаптивними другим коректуючим і другим предспотворюючим фільтрами 10 сполучений 3 керуючим входом другого коректуючого фільтра 9 і через другий канал керування 11 з керуючим входом другого предспотворюючого фільтра 2 Керуючий вихід другого коректуючого фільтра 9 сполучений з керуючим входом пристрою керування адаптивними другим предспотворюючим і другим коректуючим фільтрами 10 Пристрій працює таким чином Від джерела 1 сигнал подається в канал зв'язку через другий адаптивний предспотворюючий 2 і перший адаптивний предспотворюючий 3 фільтри з керуючими АЧХ 3 виходу каналу зв'язку 4 сигнал, на який впливає завада, подається до приймача інформації 6 через перший коректуючий фільтр 5 з керуємою АЧХ і до входу аналізатора спектра завади 7, на виході якого формується керуючий сигнал, який змінюється згідно значенню завади Зміна миттєвого енергетичного спектра завади на вході першого коректуючого фільтра 5 призводить до зміни керуючого сигналу на вході аналізатора спектра завади 7 ВІДПОВІДНО З ЦИМ сигналом відбувається зміна АЧХ першого предспотворюючого фільтра З і першого коректуючого фільтра 5 При цьому АЧХ першого предспотворюючого фільтра приймає таку форму, яка відповідає оптимальному предспотворенню для даного спектра завади В результаті цього формується сигнал, який має найбільшу ентропійну потужність Форма сигналу на виході першого коректуючого фільтра 5 повністю відновлюєтеся до початкової форми, оскільки АЧХ першого предспотворюючого 3 і першого коректуючого 5 фільтрів взаємно зворотні незалежно від значення керуючого сигналу, який подається з виходу аналізатора спектра завади 7 З виходу першого коректуючого фільтра 5 сигнал подається на другий коректуючий фільтр 9, а з виходу фільтра 9 - до пристрою керування адаптивними другим коректуючим 9 і другим предспотворюючим 10 фільтрами Пристрій керування 10 керує другим коректуючим і через другий канал керування 11 - другим предспотворюючим фільтрами Другий предспотворюючий 2 і другий коректуючий 9 фільтри являють собою ЗМІННІ коректори, які змінюють свою комплексну частотну характеристику таким чином, щоб обчислене значення міжсимвольних завад зменшилося Структурна схема коректуючого фільтра зображена на фіг 1 Структурна схема пристрою керування другим предспотворюючим і другим коректуючим фільтрами, який створює сигнали керування ваговими коефіцієнтами коректуючого фільтра, разом зі схемою коректуючого фільтра відома (див рис 5 4 на с 119 книги Тамм ЮА "Адаптивная коррекция сигнала передачи данных" - М Связь, 1978 144с ) До схеми пристрою керування слід віднести всі блоки разом зі своїми зв'язками, крім блоків, які мають відношення до коректуючого фільтра (фіг 1) Особливості функціонування пристрою керування разом з коректуючим фільтром пояснюються на с 118 - 122 (Тамм ЮА "Адаптивная коррекция сигнала передачи данных" - М Связь, 1978 - 1 4 4 с ) " 56075 спотворюючого і другого коректуючого фільтрів повністю однакові Мінімізація спотворень повинна відбуватися до того часу, доки можливості фільтрів не будуть повністю використані і в системі передачі інформації не наступить режим динамічної рівноваги Таким чином, другий адаптивний коректуючий фільтр 9 оцінює на приймальній стороні характеристики каналу зв'язку, а другий адаптивний предспотворюючий фільтр 2, який включено на передавальній стороні, компенсує спотворення, що вносяться каналом зв'язку, тобто зменшує рівень міжсимвольних завад Наведемо деякі докази ефективності запропонованого пристрою У прототипі МІЖСИМВОЛЬНІ завади, які обумовлені неідеальністью АЧХ і ФЧХ інформаційного каналу, принципово не можуть бути усунені Обробка суміші сигнал - завада на приймальній стороні (ускладнення структури адаптивного коректуючого фільтра) також не призведе до зменшення відношення сигнал-завада Підключення другого предспотворюючого фільтра 2 до передавального тракту, де канальні завади (адитивна і міжсимвольна) відсутні, дозволяє вирішити задачу компенсування міжсимвольної інтерференції Ідеалізація каналу зв'язку введенням послідовно включених в систему передачі інформації другого предспотворюючого і другого коректуючого фільтрів поліпшує перехідний процес у інформаційному каналі і за оцінкою з допомогою критерію відношення імовірностей для середньостатистичних характеристик короткохвилевих каналів дає виграш у = РСЄр / Р1сер - 4 5, де Рсер - імовірність помилки при відсутності другого предспотворюючого фільтра, а Р сер - той же параметр при включенні цього фільтра (див Марігодов В К О еффективности применения предискажений для компенсации межсимвольных помех // Изв вузов Сер, Радиоэлектроника -1975 -Т18 - С 72 - 76) Структури і алгоритми роботи другого предВхід Вихід ФІГ.1 Фіг.2 Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24