Пристрій для передачі та приймання інформації

Пристрій для передачі та приймання інформації, який містить джерело сигналу, передспотворюючий фільтр, канал зв'язку, коректуючий фільтр, приймач інформації, блок керування передспотворюючим і коректуючим фільтрами і канал зворотного зв'язку, який відрізняється тим, що в нього введені блок відліку, лінія затримки, розв'язуючий блок, генератор тактової частоти і блок аналізу, причому джерело сигналу, передспотворюючий фільтр, канал зв'язку, коректуючий фільтр, блок відліку, лінія затримки, розв'язуючий блок і приймач інформації сполучені послідовно, при цьому вихід коректуючого фільтра сполучений з першим входом блока відліку, на другий вхід якого підключений вихід генератора тактової частоти, а вихід блока відліку з’єднаний зі входом лінії затримки, а вихід останньої сполучений зі входом розв'язуючого блока, а також з першими входами блока аналізу і блока керування, причому вихід розв'язуючого блока з'єднаний зі входом приймача інформації та з другим входом блока аналізу, вихід якого сполучений з другим входом блока керування, а вихід останнього з'єднаний з керуючим входом коректуючого фільтра і через канал зворотного зв'язку з керуючим входом передспотворюючого фільтра. (19) UA (11) (21) 20040403125 (22) 27.04.2004 (24) 15.12.2006 (46) 15.12.2006, Бюл. № 12, 2006 р. (72) Кисельов Олексій Олександрович, Марігодов Володимир Костянтинович, Матвєєв Юрій Валентинович (73) Кисельов Олексій Олександрович, Марігодов Володимир Костянтинович, Матвєєв Юрій Валентинович (56) UA 56075 A, 15.04.2003 SU 557489, 05.05.1977 SU 1314466 A1, 30.05.1987 Пухов Г.Е., Златкин А.А. Оптимизация и синтез структуры трансверсального фильтра. - К.:Наукова думка, 1985. - С.211-216 Маригодов В.К., Новожилов В.Б. Спектральный подход к нормализации процесса в предыскажающем фильтре // Приборостроение. - К.: Техника. 1992. - Вып.43. - С.88 SU 782169, 25.11.1980 SU 1555868 A1, 07.04.1990 SU 1786668 A2, 07.01.1993 RU 2109401 C1, 20.04.1998 RU 2127021 C1, 27.02.1999 US 5909256, 01.06.1999 HK 76796, 10.05.1996 JP 60009291, 18.01.1985 C2 2 77445 1 3 77445 4 нелінійний елемент, вузькосмугові фільтри, лінійні лювання АЧХ передспотворюючого фільтру блок детектори і блок віднімання. Схема прототипу керування, який розташований у приймальному ускладнюється також тим, що вона містить два тракті системи, формує на своєму виході керуючі передспотворюючі фільтри на передачі та два сигнали що пропорціональні значенням вагових коректуючи фільтри у приймальному тракті. Для коефіцієнтів відводів для адаптивного передспорегулювання формою АЧХ цих фільтрів у творюючого фільтру. Цей фільтр виконує роль прототипі застосовані два канали зворотного адаптивного коректора на передачі, який зв'язку (перший і другий канали керування). Ці какомпенсує міжсимвольну інтерференцію, що нали мають низьку завадостійкість тому, що у кожвиникає в каналі зв'язку при синхронній передачі ному з них мають місце такі ж завади, як і в каналі цифрових сигналів. зв'язку. З урахуванням вказаних недоліків протоКоректуючий фільтр у приймальному тракті типу його завадостійкість щодо міжсимвольної має таку ж структуру трансверсального фільтру, як інтерференції при передачі по каналу зв'язку цифі трансвальний передспотворюючий фільтр. Його рового сигналу буде низькою. вихідний сигнал, спотворений в каналі зв'язку, В основу винаходу поставлена задача надходить до інформаційного входу (Вхід 1) блоку підвищення завадостійкості системи передачі відліку, на другий вхід якого (Вхід 2) подасться цифрових сигналів в умовах міжсимвольної сигнал з виходу генератора тактової частоти. Цей інтерференції. сигнал потрібен для визначення відлікових Розв'язання цієї задачі здійснюється тим, що в моментів часу, які використовуються в якості такпристрої, який має в своєму складу джерело сигтового сигналу зсуву. налу, передспотворюючий фільтр, канал зв'язку, Структурна схема запропонованого пристрою коректуючий фільтр, приймач інформації, блок зображена на Фіг.1. На Фіг.2 наведено схему адапкерування передспотворюючим і коректуючим тивного передспотворюючого фільтру. фільтрами і канал зворотного зв'язку, введені блок Пристрій для передачі та приймання відліку, лінія затримки, вирішуючий блок, генераінформації містить: джерело сигналу 1, тор тактової частоти і блок аналізу, причому передспотворюючій фільтр 2, канал зв'язку 3, копослідовно сполучені джерело сигналу, передспоректуючий фільтр 4, блок відліку 5, лінію затримки творюючий фільтр, канал зв'язку, коректуючий 6, вирішуючий блок 7, приймач інформації 8, які фільтр, блок відліку, лінія затримки, вирішуючий сполучені послідовно, генератор тактової частоти блок і приймач інформації, при цьому вихід корек9, блок аналізу 10, канал зворотного зв'язку 11 і туючого фільтру сполучений з першим входом блок керування 12. При цьому вихід генератора блоку відліку, на другий вхід якого підключений тактової частоти 9 сполучений з другим входом вихід генератора тактової частоти, а вихід блоку (Вхід 2) блоку відліку 5, на перший вхід якого (Вхід відліку з'єднаний зі входом лінії затримки, а вихід 1) надходить сигнал з виходу коректуючого останньої сполучений зі входом вирішуючого блофільтру 4. Вихід лінії затримки 6 підключений до ку, а також з першими входами блоку аналізу і входу вирішуючого блоку 7, а також до першого блоку керування, причому вихід вирішуючого бловходу (Вхід 1) блоку аналізу 10 і до першого входу ку з'єднаний зі входом приймача інформації та з (Вхід 1) блоку керування 12. Вихід вирішуючого другим входом блоку аналізу, вихід якого сполучеблоку 7 з'єднаний зі входом приймача інформації ний з другим входом блоку керування, а вихід осВіз другим входом (Вхід 2) блоку аналізу 10, а таннього з'єднаний з керуючим входом коректуювихід останнього сполучений з другим входом чого фільтру і через канал зворотного зв'язку - з (Вхід 2) блоку керування 12, вихід якого сполучекеруючим входом передспотворюючого фільтру. ний непосередньо з керуючим входом коректуючоПри порівнянні з прототипом запропонований го фільтру 4 і через канал зворотного зв'язку 11 пристрій забезпечує підвищення завадостійкості з'єднаний з керуючим входом передспотворюючосистеми передачі інформації за рахунок того, що го фільтру 2. при передачі по каналу зв'язку цифрового сигналу Передспотворюючий фільтр 2 (Фіг.2) містить: оператор системи передачі інформації має змогу перший помножувач 2-1, блок перевірки обмежень вибрати значення логічного нуля таким чином, режиму керування 2-2, блок накопичуючого додащоб рівень адитивної завади, яка діє в каналі вання 2-3, вирішуючий блок 2-4 і другий помножузв'язку, залишався значно меншим, ніж значення вач 2-5. При цьому послідовно сполучені перший логічного нуля. Таким чином, при цьому помножувач 2-1, блок перевірки обмежень режиму забезпечується завадостійкість системи, яка керування 2-2, блок накопичуючого додавання 2-3 перевищує таку ж характеристику при умові і вирішуючий блок 2-4. Вхід фільтру 2 на фіг.2 не передачі аналогових сигналів. Крім того, переозначений тому, що він знаходиться у процесорній дспотворюючий фільтр, який реалізується на базі частині передспотворюючого трансверсального адаптивного трансверсального фільтру і виконує фільтру (вхід аналого-цифрового перетворювача). функцію адаптивного коректора міжсимвольної Процесорна частина такого адаптивного трансінтерференції, включений у тракт передачі (на версального фільтру з цифровою лінією затримки вході каналу зв'язку), де відсутні завади (адитивна відома і принцип її функціонування наведено на або мультиплікативна). Останнє сприяє також с.211-216 [Пухов Г.Е., Златкин Α.Α. Оптимизация и підвищенню завадостійкості запропонованого присинтез структуры трансверсального фільтра. - К.: строю при порівнянні з прототипом, в якому перНаук. думка, 1985.-224с.]. ший і другий коректуючі фільтри включені на Перший вихід (Вихід 1) першого помножувача виході каналу зв'язку, де мають місце адитивна і 2-1 сполучений зі входом блоку перевірки обмемультиплікативна завади. Для адаптивного регужень режиму керування 2-2, а другий вихід (Вихід 5 77445 6 2) першого помножувача з'єднаний з другим вховання i-розрядних і j-розрядних кодових слів та дом (Вхід 2) блоку накопичуючого додавання 2-3. накопичення добутку сум цих слів. Вирішуючий Перший вихід (Вихід 1) останнього сполучений зі блок 2-4 формує кодове слово оцінки відліку, а входом вирішуючого блоку 2-4, а також з першим також виконує операцію додавання кодового слова входом (Вхід 1) другого помножувача 2-5, другий оцінки до кодового слова відліку. Другий помножувхід (Вхід 2) якого з'єднаний з виходом вач 2-5 на своєму виході формує кодове слово вирішуючого блоку 2-4. Другий вихід (Вихід 2) блокомплексно-спряженої змінної, яке після регістрів ку накопичуючого додавання 2-3 сполучений з друпам'яті процесорної частини трансверсального гим входом (Вхід 2) першого помножувача 2-1. фільтру подається на перший вхід (Вхід 1) першоПерший вхід (Вхід 1) останнього з'єднаний з вихого помножувача 2-1. На виході вирішуючого блоку дом другого помножувача 2-5. На третій вхід (Вхід 2-4 формується інформаційний сигнал, в якому 3) першого помножувача з процесорної частини скомпенсована завада, створена міжсимвольною трансверсального фільтру 2 надходять j-розрядні інтерференцією з урахуванням існуючої імпульсної кодові слова. характеристики каналу зв'язку. Алгоритм Пристрій працює таким чином. Від джерела 1 функціонування трансверсального фільтру разом цифровий сигнал подається через передспотвоз його процесорною частиною відомий [Пухов Г.Е., рюючий фільтр 2 у канал зв'язку 3. З виходу канаЗлаткин Α.Α. Оптимизация и синтез структуры лу зв'язку, в якому діють адитивні і трансверсального фильтра. -К.: Наук. думка, мультиплікативні завади, сигнал через трансвер1985.-c.211-216]. сальний коректуючий фільтр 4 подається до перНаведемо деякі докази ефективності запропошого входу (Вхід 1) блоку відліку 5, на другий вхід нованого пристрою. У прототипі перший передспоякого (Вхід 2) надходить сигнал синхронізації від творюючий і перший коректуючий фільтри генератора тактової частоти 9. Коректуючий призначені для підвищення завадостійкості систефільтр 4 разом з блоком відліку 5 призначені для ми передачі інформації при дії в каналі зв'язку оцінювання впливу спотворень цифрового сигнаадитивної завади. Нехай інформаційний сигнал, лу, які обумовлені міжсимвольною який передається по каналу зв'язку прототипу і інтерференцією. Вихідний сигнал блоку відліку 5 запропонованого пристрою, моделюється узагальчерез лінію затримки 6 подається на вхід неним телеграфним сигналом, спектральна вирішуючого блоку 7. Лінія затримки щільність потужності якого має форму інформаційного сигналу 6 призначена для затримG0 G( ) (1) ки сигналу, який приймається, на такий час, що 2 2 потрібен для виробки значень вагових коефіцієнтів 2 де G0 - дисперсія сигналу; c відводів для керування АЧХ передспотворю-ючого фільтру та передачі їх через канал зворотного коефіцієнт, який характеризує швидкість зв'язку 11. З виходу вирішуючого блоку 7 експоненційного спаду автокореляційної функції відкоректований цифровий інформаційний сигнал сигналу; ω - колова частота. подається на вхід приймача інформації 8. Блок Оскільки перший коректуючий фільтр у аналізу 10, який сполучений зі входом і виходом прототипі є вузькосмуговим при порівнянні з шировирішуючого блоку 7, аналізує стан каналу зв'язку, космуговим сигналом, енергетичний спектр якого тобто спотворення цифрового сигналу за рахунок моделюється виразом (1), то на виході цього впливу міжсимвольної інтерференції. Блок керуфільтру сигнал нормалізується [Маригодов В.К., вання 12, на перший і другий входи якого подаНовожилов В.Б. Спектральный поход к нормалиються відповідно інформаційний сигнал з виходу зации процесса в предыскажаю-щем фильтре лінії затримки 6 і сигнал корекції з виходу блоку //Приборостроение.-К.: Техника.-1992.-Вып.43.аналізу 10, на своєму виході формує сигнал, що С.88]. На підставі цього можна спектральну містить інформацію відносно вагових коефіцієнтів щільність потужності сигналу на виході першого відводів для трансверсальних передспотворюючокоректуючого фільтру прототипа вважати норго 2 і коректуючого 4 фільтрів. Цей сигнал до кемальною (гаусівською), тобто руючих входів фільтрів з виходу блоку керування 2 2 (2) G( ) G0 exp 12 подається непосе-редньо до керуючого входу Будемо вважати, що адитивна завада, яка діє коректуючого фільтру і через канал зворотного в каналі зв'язку, є білим шумом, що має спекзв'язку 11 - до керуючого входу передспотворюютральну щільність потужності Ν(ω) = N0 = const. чого фільтру. Таким чином, у запропонованому Останнє справедливо, якщо адитивна завада пристрої реалізується такий принцип побудови значно перевищує заваду, яка обумовлена структури, коли контроль стану каналу зв'язку міжсимвольною інтерференцією. Визначимо відбувається як на прийомі, так і на передачі. відношення середніх потужностей сигналу і завади Адаптивні трансверсальні фільтри (передспоу прототипі на виході першого коректуючого творюючий 2 і коректуючий 4) виконують наступні фільтру: операції (Фіг.2). Перший помножувач 2-1 перемножує і-розрядні кодові слова на j-розрядні 2 2 G0 e d кодові слова. Блок перевірки обмежень режиму 2 0 Pc керування 2-2 враховує обмеження граничних S1 (3) P3 1 умов на режим адаптивного керування імпульсною N0d характеристикою трансверсального фільтру з ура2 0 хуванням процесів дискретного часу. Блок накопиУ виразі (3) Δω - ефективна смуга пропускання чуючого додавання 2-3 виконує операцію дода 7 77445 8 каналу зв'язку. Після інтегрування і перетворення завадостійкості відносно прототипа знаходиться як одержуємо: 2 arctg S1 G0 Ф (7) S1 (4) 2 S2 Ф 8 N0 . Нехай інформаційний сигнал передається по де Φ(α Δω) - інтеграл імовірності (функція каналу тональної частоти, який має ефективну Крампа). смугу пропускання Δω=2π·3,1 . 103 рад/с. Для У запропонованому пристрої перший кореквідносно середнього ступеня кореляційного зв'язку туючий фільтр відсутній. Тому зробимо оцінку в сигналі =0,5. При цих параметрах за формувідношення середніх потужностей сигналу зі спеклою (7) одержуємо =5,56. Для того ж каналу тром (1) і завади, яка моделюється білим шумом, на виході каналу зв'язку, тобто на вході трансзв'язку і відносно малого ступеня кореляційного версального коректуючого фільтру (Фіг.1): 1 ) маємо η=11,12. зв'язку в сигналі ( Таким чином, завадостійкість запропонованого G0 d пристрою у 5,56-11,12 разів за потужністю 2 2 0 2 (5) Pc перевищує завадостійкість прототипу. S1 P3 N0d Техніко-економічна ефективність запропонованого пристрою полягає в підвищенні Після інтегрування та перетворення маємо : завадостійкості при порівнянні з прототипом у G0arctg 5,56-11,12 разів за потужністю. (6) S2 2 N0 Виграш запропонованого Комп’ютерна верстка М. Клюкін пристрою щодо Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601