Пристрій для передачі інформації шумовими сигналами з ортогоналізацією опорного сигналу

Реферат: Пристрій для передачі інформації шумовими сигналами містить генератор широкосмугового шуму, смуговий фільтр, ортогоналізатор, суматор, атенюатор, комутатори, інвертори, підсилювачі, вхідний фільтр, вихід якого розгалужується на три лінії, інтегратор, лінії затримки, перемножувачі, вирішуючий пристрій. UA 75721 U (12) UA 75721 U UA 75721 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до техніки передачі сигналів за допомогою радіотехнічних коливань і може бути використана при проектуванні засобів передачі цифрової інформації. Задача корисної моделі - підвищення завадостійкості при передачі даних безпровідними каналами зв'язку без зниження швидкості та захищеності передачі. Відомий пристрій для передачі інформації шумовими сигналами, який має на стороні передавача генератор широкосмугового шуму, вихід якого з'єднаний з смуговим фільтром, вихід якого з'єднаний з входом суматора, та входом атенюатора, вихід якого з'єднується першою лінією затримки, вихід якої розгалужується на три лінії, одна з яких подається на другу лінію затримки, друга - на вхід першого комутатора, третя - на вхід першого інвертора, вихід першого інвертора з'єднаний з другим входом першого комутатора, вихід якого з'єднаний з другим входом суматора, вихід другої лінії затримки з'єднаний з входом другого комутатора та входом другого інвертора, вихід якого з'єднаний з другим входом другого комутатора, вихід якого подається на третій вхід суматора, входи керування першого та другого комутаторів з'єднані із джерелом повідомлень; на приймальній стороні містить вхідний фільтр, вихід якого розгалужується на три лінії, одна з яких з'єднана з входом перемножувача, вихід якого з'єднаний з інтегратором, вихід інтегратора підведений до входу суматора, друга - з'єднана з входом лінії затримки, вихід якої з'єднаний з другим входом перемножувача та другою лінією затримки, вихід якої з'єднаний з входом другого перемножувача, на другій вхід якого підведена третя лінія виходу вхідного фільтра, вихід другого перемножувача надходить на другій інтегратор, вихід якого подається на другий вхід суматора, вихід якого з'єднаний з вирішуючим пристроєм. Вказаний пристрій для передачі інформації і вибраний як прототип [1]. Проте вказаний пристрій не забезпечує достатньої завадостійкості, тому запропоновано пристрій для підвищення завадостійкості. Пропонований пристрій відрізняється від найближчого аналога тим, що з метою підвищення завадостійкості опорний сигнал, створений генератором широкосмугового шуму, перетворюється шляхом проведення його ортогоналізації, для чого до складу схеми пристрою додається блок ортогоналізатора. Даний пристрій реалізує наступну модель перетворення вхідного сигналу t  : T 4 zt   t    i 1  t   zt  iT dt 0 T  zt  iT  2  zt  iT  . dt 0 30 35 40 45 50 Принцип роботи ортогоналізатора описано в [2], де описано випадок ортогоналізації двох тактових інтервалів. У пропонованому патенті виконується ортогоналізація чотирьох тактових інтервалів. На кресленні показана структурна електрична схема пропонованого пристрою і використані наступні позначення: 1 - передавач; 2 - приймач; 3 - лінія передачі інформації; 4 - джерело повідомлень; 5 генератор широкосмугового шуму; 6 - смуговий фільтр; 7 - ортогоналізатор; 8 - атенюатор; 9, 12, 19, 20 - лінії затримки; 10, 13 - інвертори; 11, 14 - комутатори; 15, 23 - суматори; 16 - вхідний фільтр; 17, 21 - перемножувачі; 18, 22 - інтегратори; 24 - вирішуючий пристрій. Згенерований генератором 5 шумовий сигнал подається на смуговий фільтр 6, проходить крізь ортогоналізатор 7, після чого розгалужується на дві лінії: одна надходить на перший вхід суматора 15, друга надходить на вхід атенюатора 8, де перемножується на величину  , оптимальне значення якої рівне   1  0,7071 ; вихідний сигнал атенюатора двічі послідовно 2 затримується на час T за допомогою ліній затримки 9 та 12, після чого надходить на інвертор (10 або 13 відповідно); прямий та інвертований сигнали потрапляють на вхід комутатора (11 або 14 відповідно); на виході комутатора отримується, у залежності від значення інформаційного біта із джерела повідомлень 4, або прямий, або обернений затриманий сигнал; отримані два сигнали додаються між собою та із опорним шумовим сигналом (суматор 15). У результаті на виході передавача отримується сигнал: ,  zt     zt  T   zt  2T ,   1 yt    zt     zt  T   zt  2T ,   0. Сформований передавачем сигнал проходить через лінію передачі інформації 3, де до нього додається завада t  : xt  yt   t  . 1 UA 75721 U Далі сигнал із завадою xt  надходить на вхідний фільтр приймача 16. Після цього сигнал послідовно проходить через дві лінії затримки на час T (19, 20), після чого вихідний сигнал кожної із ліній затримки перемножується із прийнятим сигналом (перемножувачі 17 і 21 відповідно); далі виконується інтегрування кожного із добутків на інтервалі 0; T  (інтегратори 18, 5 22). Значення інтегралів 1 та  2 дорівнюють T 1   x t   x t  T dt ; 0 T  2   x t   x t  2T dt . 0 Отримані значення інтегралів додаються за допомогою суматора 23 і потрапляють на вирішуючий пристрій 24; якщо значення суми більше порогового, 10 15 20 2  T  2 , то на виході даного пристрою буде отримано значення "1", інакше - "0". Внесені зміни дозволяють підвищити рівень завадостійкості при збереженні початкового рівня швидкості передачі даних за рахунок зменшення рівня внутрішньосистемної завади. Теоретичний аналіз пристрою, що пропонується, показав більшу завадостійкість порівняно з найближчим аналогом. Результати теоретичного аналізу підтверджені імітаційним моделюванням на комп'ютерній моделі. Джерела інформації: 1. Пристрій передачі інформації шумовими сигналами / Первунінський С.М., Журавель П.Д. Заявка на патент України № u 2012 04237 від 05.04.2012. 2. Первунінський С.М., Дідковський P.M., Гузнін С.С., Метелап В.В. Пристрій для передачі інформації шумовими сигналами з ортогоналізованими сигнальними компонентами. Патент України № 45320 МПК Н04В 7/00, бюл. № 21, 2009.-4 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 Пристрій для передачі інформації шумовими сигналами, що має на стороні передавача генератор широкосмугового шуму, вихід якого з'єднаний з смуговим фільтром, вихід якого з'єднаний з входом ортогоналізатора, вихід якого з'єднаний з входом суматора, та входом атенюатора, вихід якого з'єднаний із входом лінії затримки, вихід якої розгалужується на три лінії, одна з яких подається на другу лінію затримки, друга - на вхід першого комутатора, третя на вхід інвертора, вихід інвертора з'єднаний з другим входом першого комутатора, вихід якого з'єднаний з другим входом суматора, вихід другої лінії затримки з'єднаний з входом другого підсилювача, вихід якого з'єднаний з входом другого комутатора та входом другого інвертора, вихід якого з'єднаний з другим входом другого комутатора, вихід якого подається на третій вхід суматора; входи керування першого комутатора та другого комутатора з'єднані із джерелом повідомлень; а на приймальній стороні вхідний фільтр, вихід якого розгалужується на три лінії, одна з яких з'єднана з входом перемножувача, вихід якого з'єднаний з інтегратором, вихід інтегратора підведений до входу суматора, друга - з'єднана з входом лінії затримки, вихід якої з'єднаний з другим входом перемножувача та другою лінією затримки, вихід якої з'єднаний з входом другого перемножувача, на другий вхід якого підведена третя лінія, вихід другого перемножувача надходить на другий інтегратор, вихід якого подається на другий вхід суматора, вихід якого з'єднаний з вирішуючим пристроєм, який відрізняється тим, що на стороні передавача додано ортогоналізатор. 2 UA 75721 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3