Пристрій для передачі та приймання інформації

Пристрій для передачі та приймання інформації, який містить послідовно з'єднані джерело сигналу, передспотворюючий фільтр, компенсуючий фільтр, канал зв'язку, відбілюючий фільтр, коректуючий фільтр і приймач інформації, при цьому вихід передспотворюючого фільтра підключений до входу першого каналу керування через аналізатори спектра перед спотвореного сигналу, вихід першого каналу керування з'єднаний з керуючим входом через перший вихід блока віднімання, другий вихід блока віднімання з'єднаний з виходом відбілюючого фільтра через аналізатор суми відбіленого сигналу і завади, крім того вихід блока віднімання з'єднаний з керуючим входом компенсуючого фільтра через канал зворотного зв'язку, який відрізняється тим, що в нього вве дені аналізатор динамічного діапазону передспотвореного сигналу, пристрій керування компресором, пристрій керування передспотворюючим фільтром, компресор, другий канал керування, пристрій керування експандером, експандер, пристрій керування коректуючим фільтром, причому вхід компресора підключений до виходу передспотворюючого фільтра, вихід компресора підключений до входу компенсуючого фільтра, вхід експандера підключений до виходу відбілюючого фільтра, а вихід експандера підключений до входу коректуючого фільтра, вихід передспотворюючого фільтра через аналізатор динамічного діапазону передспотвореного сигналу і пристрій керування компресором підключені до керуючого входу компресора, крім того вихід аналізатора динамічного діапазону підключений до керуючого входу експандера через другий канал керування і пристрій керування експандером, вхід першого каналу керування підключений до керуючого входу передспотворюючого фільтра через пристрій керування передспотворюючого фільтра, а вихід першого каналу керування через пристрій керування коректуючого фільтра підключений до керуючого входу коректуючого фільтра О ю ю Винахід має відношення до електрозв'язку і призначений для підвищення завадостійкості систем передачі інформації ВІДОМІ аналогічні пристрої для передачі та приймання інформації, в яких підвищення завадостійкості забезпечується шляхом введення керуємого передспотворення передаваемого сигналу і керуємого коректування його на прийомі, де в якості керуючого виділяють сигнал миттєвого енергетичного спектра, з допомогою якого керують ступенем передспотворення сигналу на передачі та ступенем його коректування в приймачі (А с 1314466, МКИ Н04В1/62, А с 1555868, МКИ Н04В1/62) Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, який заявляється, є вибраний в якості прототипу пристрій для передачі та приймання інформації що містить у своєму складі послідовно сполучені джерело сигналу, передспотворюючий фільтр, компенсуючий фільтр, канал зв'язку, відбілюючий фільтр, коректуючий фільтр і приймач інформації, при цьому вихід передперетворюючого фільтра підключен до входу першого каналу керування через аналізатори спектра передспотворенного сигналу, вихід першого каналу керування з'єднаний з керуючим входом через перший вихід блоку відіймання, другий вихід блоку відіймання з'єднаний з виходом відбілюючого фільтра через аналізатор суми відбіленного сигналу і завади, крім цього вихід блока відіймання з'єднаний з керуючим входом компенсуючого фільтра через канал зворотного зв'язку (Ас 1443183, МКИ Н04В1/62) Недолік цього пристрою, а також аналогічних пристроїв полягає в тому, що вони не (О можуть компенсувати значне збільшення динамічного діапазону сигналу на виході адаптивного передспотворюючого фільтра Оскільки в подальшому динамічний діапазон не підлягає коректуванню (відтворенню), завадозахищеність такого сигналу значно зменшується Крім того, на виході керуємого коректуючого фільтра, який має АЧХ взаємообернену до АЧХ передспотворючого фільтра, форма енергетичного спектра передаваемого сигналу спотворюється Останнє не може задовольнити потребу якості під час передачі деяких видів повідомлень (наприклад, телевізійних, факсимільних та інших повідомлень ) Спотворення динамічного діапазону передаваемого сигналу призведе також до того, що керуючий сигнал на виході аналізатора миттєвого спектра передспотворенного сигналу, який має значно більший динамічний діапазон, ніж сигнал на вході передспотворюючого фільтра, не зможе виконати умову забезпечення оптимального передспотворення (надати фільтрові потрібну амплітудно-частотну характеристику) Теж саме стосується щодо забезпечення взаємооберненої амплітудно-частотної характеристики адаптивного коректуючого фільтра, який діє на приймальному КІНЦІ системи передачі інформації Таким чином, прототип запропонованого винаходу має низьку завадостійкість, особливо в умовах безперервної зміни передаваємих сюжетів, сигнали яких займають різні динамічні діапазони В основу винаходу поставлена задача підвищення завадостійкості систем передачі інформації з урахуванням некомпенсованої зміни динамічного діапазону передспотворенних сигналів Реалізація цієї задачі здійснюється тим, що у пристроі-прототипі введені аналізатор динамічного діапазону передспотворенного сигналу, пристрій керування компресором, пристрій керування передспотворюючим фільтром, компресор, другий канал керування, пристрій керування експандером, експандер, пристрій керування коректуючим фільтром, причому послідовно сполучені передспотворюючий фільтр, компресор, компенсуючий фільтр і канал зв'язку, а також відбілюючий фільтр, експандер, коректуючий фільтр і приймач інформації, причому вхід компресора підключено до виходу передспотворюючого фільтру, вихід компресора підключено до входу компенсуючого фільтру, вхід еспандера підключено до виходу відбідюючого фільтру, а вихід еспандера підключено до входу коректуючого фільтру, вихід передстворюючого фільтру через аналізатор динамічного діапазону перед спотвореного сигналу і пристрій керування компресором підключен до керуючого входу компресора, крім цього вихід аналізатора динамічного діапазону підключен до керуючого входу еспандера через другій канал керуванні і пристрій керування еспандером, вхід першого каналу керування підключен до керуючого входу передспотворюючого фільтра через пристрій керування передспотворюючого фільтра, а вихід першого каналу керування через пристрій керування коректуючого фільтру підключен до керуючого входу коректуючого фільтру Запропонований пристрій забезпечує підвищення завадостійкості системи передачі інформа 62550 ції за рахунок того, що компенсація спотворень передаваемого сигналу, які обумовлені збільшенням динамічного діапазону передспотворенного сигналу, виконується керуємими компресором і експандером, ступені стиску і поширення яких регулюються пристроями керування на передачі та прийомі на основі аналізу динамічного діапазону на виході передспотворючого фільтра Для керування режимом функціонування експандером застосовується другий канал керування В запропонованому пристрої включені пристрої керування передспотворюючим і коректуючим фільтрами, які призначені для додаткового підсилення сигналу на виході аналізатора спектра передспотворенного сигналу, а також для більш точного формування керуючих сигналів на керуючих входах передспотворюючого і коректуючого фільтрів Структурна схема запропонованого пристрою зображена на фіг 1 Пристрій для передачі та приймання інформації містить джерело сигналу 1, передспотворюючий фільтр 2, компресор 3, компенсуючий фільтр 4, канал зв'язку 5, відбілюючий фільтр 6, експандер 7, коректуючий фільтр 8, приймач інформації 9, аналізатор динамічного діапазону передспотворенного сигналу 10, аналізатор суміші відбіленних сигналу і завади 11, пристрій керування компресором 12, другий канал керування 13, пристрій керування експандером 14, пристрій керування коректуючим фільтром 15, пристрій керування передспотворюючим фільтром 16, аналізатор спектра передспотворенного сигналу 17, канал зворотного зв'язку 18, блок відіймання 19 і перший канал керування 20 Послідовно сполучені джерело сигналу передспотворюючий фільтр 2, компресор З, компенсуючий фільтр 4, канал зв'язку , відбілюючий фільтр 6, еспандер 7, коректуючий фільтр 8, приймач інформації 9, крім цього вихід передспотворюючого фільтра 2 підключен до керуючого входу компресора 3 послідовно через аналізатор динамічного діапазону передспотворюючого сигналу 10 і пристрій керування компресором 12, крім цього вихід аналізатора динамічного діапазону передспотвореного сигналу 10 підключен до керуючого входу еспандера 7 послідовно через другий канал керування 13 і пристрій керування еспандером 14, вхід компресора 3 підключен до керуючого входу передспотворюючого фільтру 2 послідовно через аналізатор спектра 17 і пристрій керування передспотворюючим фільтром 16, вихід аналізатора спектра передпотворюючого сигналу 17 через першій канал керування 20 підключен до першого входу блоку відіймання 19 і до керуючого входу коректую чого фільтра 8 через пристрій керування коректуючого фільтра 15, вихід відбілюю чого фільтру 6 підключен до другого входу блока відіймання 19 через аналізатор суміші сигналу і завади 11, вихід блоку відіймання підключен до керуючого входу відбілюю чого фільтра 6, і через канал зворотного зв'язку 18 до керуючого входу компенсуючого фільтру 4 Пристрій працює таким чином 3 виходу джерела 1 інформаційний сигнал надходить через передспотворюючий фільтр 2, який має регульовану амплітудно-частотну характеристику, до інформаційного входу керуємого компресора 3, який 62550 призначено для стиску динамічного діапазону пене спотворює передаваємии сигнал редспотворенного сигналу 3 виходу компресора Оскільки на виході відбілюючого фільтра засигнал зі стиснутим динамічним діапазоном подавада має рівномірний спектр, то критерієм оптиється через регулюємий компенсуючий фільтр 4 у мального передспотворення інформаційного сигканал зв'язку 5 Далі сигнал поступає через регуналу є надання його спектрові на виході люємий відбілюючий фільтр 6 на інформаційний передспотворюючого фільтра 2 такої ж форми, як і вхід регулюємого експандера 7, з виходу якого форма спектра завади, тобто рівномірної Останнє через регулюємий коректуючий фільтр 8 сигнал пояснюється тим, що при таких формах спектрів подається до входу приймача інформації 9 сигналу і завади в сенсі теорії К Шенона реалізується пропускна здатність каналу зв'язку З виходу передспотворюючого фільтра сигнал поступає до аналізатора 10 динамічного діапазону, Наведемо розрахунок виграшу, який має бути а з виходу останнього - до пристрою керування 12 одержаним від використання запропонованого компресором 3 Для регулювання режимом роботи пристрою При виконанні умови взаємооберненосекспандера 7 сигнал з виходу аналізатора 10 четі амплітудно-частотних характеристик передспотрез другий канал управління 13 подається на вхід ворюючого і коректуючого фільтрів, що здійснюблока управління експандером 14, вихідний керується блоками 17,16,20 і 15, максимальний ючий сигнал якого регулює в експандері потрібне енергетичний виграш, обумовлений комплексним розширення динамічного діапазону сигналу, який застосуванням керуємого компандирування (комппередається по каналу зв'язку 5 ресор на передачі та експандер на прийомі) і адаптивного передспотворення і адаптивного корекПередспотворенний сигнал з виходу передстування, визначається виразом (Марігодов В К потворюючого фільтра 2 подається на вхід аналіПомехоустойчивая обработка информации Метозатора спектра сигналу 17, на виході якого формуды оптимального линейного предыскажения и ється керуючий сигнал, який після підсилення та корректирования - М Наука, 1983-200с ) обробки в пристрої керування АЧХ передспотворюючого фільтра 16 поступає до керуючого входу S m a x = k oQ 2 jG(co)dco J N(co)dco/ J,/G(co)N(co)dco, передспотворюючого фільтра 2, а через перший Дм Дм Дм канал керування 20 - до першого входу блока відіде G(co), N(co) - спектральні ЩІЛЬНОСТІ потужноймання 19, а також до входу пристрою керування сті інформаційного сигналу на виході джерела інкоректуючим фільтром 15, АЧХ якого забезпечуформації 1 і адитивної завади, яка має місце на ється взаємооберненою відносно АЧХ передспотвиході каналу зв'язку 5, Дсо - ефективна ширина ворюючого фільтра 2 Вихід пристрою 15 підклюсмуги частот канала зв'язку, к2о - коефіцієнт, який чено до керуючого входу коректуючого фільтра 8 ураховує зменшення (згасання) потужності сигнаАдитивна суміш відбіленних сигналів і завади лу в каналі зв'язку (k 2 o«1), Q2 - коефіцієнт, що з виходу відбілюючого фільтра 6 подається до визначає виграш в потужності в результаті застовходу аналізатора спектра цієї суміші 1 1 3 виходу сування керуємого компандирування останнього керуючий сигнал поступає на другий Оскільки чисельник і знаменник у формулі для вхід блока відіймання 19, на перший вхід якого оцінки S m a x зв'язані між собою нерівністю Буняковчерез перший канал керування 20 подається кеського - Коші, ТО при однакових (пропорційних) руючий сигнал з виходу аналізатора спектра пеенергетичних спектрах G(co) і N(co) нерівність перередспотворенного сигналу 17 У блоці відіймання творюється в рівність, тобто маємо 19 відбувається компенсація складової інформаSmax=k20CT ційного сигналу, а складова адитивної завади заКоефіцієнт Q може досягати значень (5 10) лишається На виході блока 19 формується сиг(Бухвинер В Е Управляемое компандирование нал, який керує формою АЧХ відбілюючого фільтра 6 і через канал зворотного зв'язку 18 речевых сигналов - М Связь, 1978 - 208с) З формою АЧХ компенсуючого фільтра 4 Під час урахуванням цього при к2о=0,1 одержуємо передавання та приймання інформації відбілюю^ т а х ~ ^ , Э 1U Таким чином, у запропонованому пристрої для чий фільтр 6 виконує операцію відбілювання спекпередачі та приймання інформації можна одержатра адитивної завади, тобто вирівнювання спектти додатковий виграш в потужності, тобто у відноральної ЩІЛЬНОСТІ потужності завади, яка діє в шенні сигнал-завада в 2,5 10 разів, що обумовінформаційному каналі 5, а спотворення інформалено компенсацією збільшення динамічного ційного сигналу ліквідується у компенсуючому фідіапазону передспотворенного сигналу, яке має льтрі 4 Таким чином, послідовне включення коммісце в прототипі цього винаходу пенсуючого і відбілюючого фільтрів забезпечує рівномірність енергетичного спектра завади, але 62550 Комп'ютерна верстка А Ярославцева Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119