Пристрій для передачі і приймання інформації

Винахід має відношення до електрозв'язку і призначений для підвищення завадостійкості систем передачі інформації. Відомі аналогічні пристрої для передачі і приймання інформації, в яких підвищення завадостійкості в умовах дії флуктуаційних адитивних завад забезпечується шляхом введення керуємого передспотворення передаваємого 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 НО4В1/62; А. с. 1555868, МКИ НО4В1/62). Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, який заявляється, є вибраний в якості прототипу пристрій для передачі і приймання інформації (А. с. 1443183, МКИ НО4В1/62). Недолік цього пристрою, а також аналогічних пристроїв полягає в тому, що вони не забезпечують завадостійкість в умовах дії в інформаційному каналі таких адитивних флуктуаційних або імпульсних завад, які мають достатньо великий рівень при порівнянні з інформаційним сигналом і навіть призводять до перерви зв'язку під час передачі інформації. Крім того, такі завади не дають змоги у прототипі забезпечити завадостійкість прямого і зворотного каналів керування, що також потребує додаткових досить складних інженерних і наукових рішень. Таким чином, прототип запропонованого винаходу має низьку завадостійкість в умовах дії в інформаційному каналі адитивних флуктуаційних або імпульсних завад, які значно перевищують інформаційний сигнал за потужністю. При низькій завадостійкості навіть може мати місце перерва в передачі інформації по каналу зв'язку. Такі великі завади також призведуть до низької завадостійкості прямого і зворотного каналів керування. В основу винаходу поставлено задачу підвищення завадостійкості системи передачі інформації шляхом забезпечення ефективної працездатності системи в умовах дії адитивних флуктуаційних і імпульсних завад, які мають більший рівень, ніж сигнал, що передається по каналу зв'язку. Розв'язання цієї технічної задачі здійснюється тим, що в пристрої, який містить джерело інформації, передспотворюючий фільтр, компенсуючий фільтр, канал зв'язку, відбілюючий фільтр, коректуючий фільтр, приймач інформації, аналізатор спектра передспотворенного сигналу, аналізатор спектра суміші відбілених сигнала і завади, блок відіймання, канал керування і перший канал зворотного зв'язку, введеш перший пристрій накопичення, перший блок комутації, другий блок комутації, другий пристрій накопичення, перший блок контролю переповнення першого пристрою накопичення, другий канал зворотного зв'язку, другий блок контролю переповнення другого пристрою накопичення, причому послідовно сполучені джерело інформації, передспотворюючий фільтр, компенсуючий фільтр, перший пристрій накопичення, перший блок комутації, канал зв'язку, відбілюючий фільтр, коректуючий фільтр, другий блок комутації, другий пристрій накопичення і приймач інформації, при цьому перший вихід першого пристрою накопичення підключений до інформаційного входу першого блоку комутації, а др угий його ви хід - до входу першого блоку контролю переповнення першого пристрою накопичення, причому вихід останнього сполучено з першим керуючим входом першого блоку комутації, вихід якого з'єднаний зі входом каналу зв'язку, при цьому інформаційний вихід коректуючого фільтра сполучений з інформаційним входом другого блоку комутації, а ви хід останнього - з інформаційним входом другого пристрою накопичення, перший вихід якого з'єднаний зі входом приймача інформації, причому другий вихід другого пристрою накопичення сполучений зі входом другого блоку контролю переповнення другого пристрою накопичення, а вихід останнього з'єднаний з керуючим входом другого блоку комутації, при цьому вихід аналізатора спектра суміші відбілених сигнала і завади сполучений зі входом другого каналу зворотного зв'язку, а вихід останнього - з другим керуючим входом першого блоку комутації. При порівнянні з прототипом запропонований пристрій забезпечує підвищення завадостійкості системи передачі інформації у випадку дії в каналі зв'язку адитивних флуктуаційних або імпульсних завад, які мають достатньо великий рівень при порівнянні з інформаційним сигналом і навіть призводять до перерви зв'язку під час передачі інформації, за рахунок того, що в запропонованому пристрої використовується принцип переривистого зв'язку, коли інформація передається тільки в ті проміжки часу, протягом яких завадостійкість каналу зв'язку вища від деякої порогової величини. Останнє досягається тим, що у випадку заниження порогової величини відношення сигнал - завада, яка формується на виході аналізатора спектра суміші відбілених сигнала і завади, перший блок комутації відключає вхід канала зв'язку. В цей же час перший пристрій накопичення продовжує накопичення корисної інформації, а передавана раніше інформація, яка накопичилась у другому пристрої накопичення продовжує з низькою швидкістю надходити до приймача інформації. При цьому на вхід першого пристрою накопичення інформаційний сигнал находить з достатньо великою швидкістю. Такий режим існує в системі передачі інформації тільки до того часу, коли величина відношення сигнал - завада досягне порогового або вищого значення і перший блок комутації знову підключить вхід канала зв'язку до виходу першого пристрою накопичення. Структурна схема запропонованого пристрою зображена на фігурі. Пристрій для передачі і приймання інформації містить: джерело інформації 1, передспотворюючий фільтр 2, компенсуючий фільтр 3, перший пристрій накопичення 4, перший блок комутації 5, канал зв'язку 6, відбілюючий фільтр 7, коректуючий фільтр 8, другий блок комутації 9, другий пристрій накопичення 10, приймач інформації 11, аналізатор спектра передспотворенного сигналу 12, перший блок контролю переповнення першого пристрою накопичення 13, другий канал зворотного зв'язку 14, аналізатор спектра суміші відбілених сигнала і завади 15, другий блок контролю переповнення другого пристрою накопичення 16, перший канал зворотного зв'язку 17, блок відіймання 18 і канал керування 19. При цьому вихід передспотворюючого фільтра 2 підключено до інформаційного входу компенсуючого фільтра 3 і до входу аналізатора спектра передспотворенного сигналу 12, а вихід останнього з'єднаний з керуючим входом передспотворюючого фільтра 2 і входом каналу керування 19, вихід якого сполучений з другим входом блоку відіймання 18 і з керуючим входом коректуючого фільтра 8. Вихід компенсуючого фільтра 3 з'єднаний з інформаційним входом першого пристрою накопичення 4, перший вихід якого сполучений з інформаційним входом першого блоку комутації 5, а другий - зі входом першого блоку контролю переповнення першого пристрою накопичення 13. Вихід останнього з'єднаний з першим керуючим входом першого блоку комутації, а другий керуючий вхід першого блоку комутації сполучений з виходом другого каналу зворотного зв'язку 14, вхід якого підключено до виходу аналізатора спектра суміші відбілених сигнала і завади 15, вхід останнього з'єднаний з виходом відбілюючого фільтра 7, а також з інформаційним входом коректуючого фільтра 8, вихід якого сполучений з інформаційним входом другого блоку комутації 9. При цьому інформаційний вихід останнього з'єднаний зі входом другого пристрою накопичення 10, перший вихід якого сполучений зі входом приймача інформації 11, а другий ви хід - зі входом другого блоку контролю переповнення другого пристрою накопичення 16, причому вихід останнього сполучений з керуючим входом другого блоку комутації 9. Вихід аналізатора спектра суміші відбілених сигнала і завади 15 сполучений з першим входом блоку відіймання 18, а також зі входом другого каналу зворотного зв'язку 14. При цьому вихід блока відіймання 18 сполучений з керуючим входом відбілюючого фільтра 7, а також зі входом першого каналу зворотного зв'язку 17, вихід якого з'єднаний з керуючим входом компенсуючого фільтра 3. Запропонований пристрій працює таким чином. З виходу джерела інформації 1 інформаційний сигнал надходить через передспотворюючий фільтр 2, який має регульовану АЧХ, до інформаційного входу компенсуючого фільтра 3, який призначено для компенсації спотворення інформаційного сигналу в відбілюючому фільтрі 7, що має призначення відбілювати лише адитивну заваду, якщо її спектральна щільність відрізняється від білого гаусівського шуму. З виходу компенсуючого фільтра інформаційний сигнал подається до першого пристрою накопичення 4, який призначений для накопичення сигналу та забезпечення режиму швидкої передачі цього сигналу через перший блок комутації 5 на вхід капала зв'язку 6. Перший блок контролю переповнення першого пристрою накопичення 13 у випадку переповнення обсягу пристрою накопичення відпрацьовує сигнал відключення каналу зв'язку 6, який поступає до першого керуючого входу першого блока комутації 5. При цьому перший блок комутації припиняє передачу сигналу з виходу першого пристрою накопичення 4. Те ж саме відбувається, якщо величина відношення рівней сигнала і завади на виході аналізатора спектра суміші відбілених сигнала і завади 15 менша визначеного порогу. При цьому керуючий сигнал, який відпрацьовується на виході аналізатора 15, через другий канал зворотного зв'язку 14 подається до другого керуючого входу першого блока комутації 5, а останній відключає канал зв'язку 6 від виходу першого пристрою накопичення 4. Інформаційний сигнал з виходу каналу зв'язку 6 через відбілюючий фільтр 7 і корректуючий фільтр 8, які мають регульовані АЧХ, подається до інформаційного входу другого блоку комутації 9, а з його виходу - на інформаційний вхід другого пристрою накопичення 10, перший інформаційний вихід якого підключений до входу приймача інформації 11, а другий керуючий вихід – до входу другого блоку контролю переповнення другого пристрою накопичення 16, який відпрацьовує керуючий сигнал переповнення обсягу другого пристрою накопичення, що подається до керуючого входу др угого блоку комутації 9. Останній у випадку переповнення другого пристрою накопичення 10 відключає, його вхід від ви ходу коректуючого фільтра 8. Інформаційний сигнал з виходу другого пристрою накопичення до входу приймача інформації 11 подається в режимі заниженої швидкості. З виходу передспотворюючого фільтра 2 передспотворенний сигнал надходить до входу аналізатора спектра передспотворенного сигналу 12, на виході якого відпрацьовується керуючий сигнал для регулювання АЧХ передспотворюючого фільтра 2 і АЧХ коректуючого фільтра 8 через канал керування 19. Для регулювання АЧХ компенсуючого фільтра 3 і відбілюючого фільтра 7 за допомогою блоку відіймання 18 формується керуючий сигнал, який являє собою різницю керуючого сигналу з виходу канала керування 19 (другий вхід блоку відіймання) і вихідного сигналу аналізатора суміші відбілених сигнала і завади 15 (перший вхід блоку відіймання). Цей керуючий сигнал з виходу блоку відіймання 18 надходить до керуючого входу відбілюючого фільтра 7 і через перший канал зворотного зв'язку 17 - до керуючого входу компенсуючого фільтра 3. Послідовне включення компенсуючого і відбілюючого фільтрів забезпечує рівномірність енергетичного спектру завади, але не спотворює корисний сигнал, який передається по каналу зв'язку. Таким чином, коли величина відношення рівнів сигнала і завади стає менше порогової, інформаційний сигнал по каналу зв'язку не передається. Але при цьому перший пристрій накопичення, який працює в умовах відсутності завади, продовжує накопичення інформації до повного заповнення свого обсягу. При відключенні каналу зв'язку відключаються також передавальна і приймальна антени, що призводить до відсутності завад в приймальному тракті системи передачі інформації. В цей же час інформаційний сигнал з виходу др угого пристрою накопичення, який розташований на приймальній стороні, продовжує з низькою швидкістю відтворювати накопичену інформацію у приймачі інформації. Як тільки величина відношення рівнів сигнала і завади перевищує порогове значення, канал зв'язку підключається до системи і остання функціонує у нормальному робочому режимі. Наведемо разрахунок виграшу, який має бути одержаним від використання запропонованого пристроя. Згідно з енергетичним критерієм оцінки ефективність застосування оптимального передспотворення та коректування оцінюється виразом [Штейн В.М. О расчете линейных предискажающих и корректирующи х устройств//Радиотехника. -Т11. -№2. -С.60-633] Dw Dw 0 0 ò G(w )dw × ò N(w )dw S max = 2 æ Dw ö ç ò G (w)N(w ) ÷ ç ÷ è0 ø , (1) w ), Ν( w )- спектральні щільності потужності відповідно сигнала до перед спотворення та адитивної де G( завади, яка діє в каналі зв'язку; Δω - ефективна смуга частот пропускання каналу зв'язку. Оскільки в прототипі на вході коректуючого фільтра діє адитивна суміш відбіленої завади і сигналу з рівномірним спектром, тобто G( w )=G0=const, Ν( w )=N0=const, то при будь яких відношеннях G0/N0 за формулою (1) матимемо Smax=1. Це пояснюється тим, що чисельник і знаменник в (1) відповідають нерівності Буняковського-Коші. Таким чином, і при низький, і при високій завадостійкості ефективність прототипу невелика, бо Smax=1. Таким чином, ефективність передспотворення та коректування у прототипі низька, але при значному зменшенні величини відношення потужностей сигнала і завади G0/N0