Система прийому дискретних парціально кодованих сигналів з амплітудною модуляцією

Реферат: UA 89073 U UA 89073 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до техніки зв'язку і може бути використана в системах передавання та прийому інформації в будь-яких телекомунікаційних мережах. Відомі системи з парціальними сигналами, які за рахунок керованої міжсимвольної інтерференції забезпечують граничну відносну швидкість в 2 (біт/с)/Гц [1, 2]. Парціальні сигнали належать до класу сигналів з частковим відгуком. Найбільш близькою до пропонованої системи за сукупністю ознак є система передавання парціальних сигналів, яка представлена в [3] (фіг. 1). Структурна схема такої системи складається з передавача 1, формуючого пристрою 2, що реалізується цифровим трансверсальним фільтром, фільтра нижніх частот (ФНЧ) 3, тракта 4, а також пристрою дискретизації 5 і декодера 6 на приймальній стороні. Цифровий сигнал надходить на трансверсальний цифровий фільтр, з виходу якого надходить сума імпульсів, що формуються. Кожен імпульс залежить від попереднього. Фільтр нижніх частот формує гладкий імпульс, обмежуючи смугу частот. Після каналу зв'язку стоїть пристрій дискретизації, який виділяє відліки з сигналу з шумом, що надходять. Декодер відновлює вихідну цифрову послідовність, тобто усуває введену в передавачі міжсимвольну інтерференцію. Недоліком цієї системи є те, що через збільшення допустимої кількості рівнів сигналу, захищеність сигналу від завад зменшується. Поставлена задача підвищення захищеності сигналу від завад. Технічним рішенням задачі є використання в системі передавання коректора з вирішуючим зворотним зв'язком (КВЗЗ), який використовується для виявлення та виправлення помилок в поєднанні з реєстратором помилок (РП) і пристроєм виправлення помилок (ПВП). Система прийому дискретних парціально кодованих сигналів з амплітудною модуляцією (фіг. 2) складається з передавача 1, формуючого пристрою 2, тракта 3, ФНЧ 4, пристрою дискретизації 5, віднімаючого пристрою 6, вирішуючого пристрою 7, зворотного зв'язку 8, реєстратора помилок 9 та пристрою виправлення помилок 10. Система працює наступним чином: з передавача 1 двійковий цифровий сигнал надходить на вхід формуючого пристрою 2, який формує парціальний сигнал, з виходу якого сигнал надходить на вхід тракта 3, далі після ФНЧ 4 сигнал дискретизується у пристрої дискретизації 5 та відліки надходять на вхід віднімаючого пристрою 6, а потім на вхід вирішуючого пристрою 7 та реєстратора помилок 9. З виходу вирішуючого пристрою 6 сигнал надходить на пристрій виправлення помилок 10, на інший вхід якого надходить сигнал з реєстратора помилок 9. Сигнал з виходу вирішуючого пристрою 7 також надходить на блок зворотного зв'язку 8, з виходу якого сигнал повертається на віднімаючий пристрій 6. Розглянемо парціальний сигнал з імпульсним відгуком gk з двома відліками: gk  1 2 . , Формування необхідного відгуку здійснюється формуючими пристроями 2, що включаються в систему передавання. Розглянемо використання ФП 2 на передачі (див. Фіг. 2). При правильній роботі приймача пари біт на виході передавача 1 і ПВП 10 збігаються. При цьому сигнал на виході віднімаючого пристрою 6 практично (з точністю до шумової похибки) збігається з цифровим сигналом на виході вирішуючого пристрою 7 КВЗЗ. Якщо виникає помилка ВП 7 за рахунок шумів на його вході, то на виході чотириполюсника зворотного зв'язку 8, і, як наслідок, на виході віднімаючого пристрою 6, з'являється специфічний багаторівневий двополярний сигнал, а отже на виході РП 9 з'являється сигнал, який показує, що виявлена помилка. Сигнал з виходу РП 9 використовується для виявлення та виправлення помилок. Для цього розглянемо відгуки РП 9 на однократну помилку біта для різних сполучень біт. Ці відгуки наведені нижче в таблиці 1. Таблиця 1 Точка схеми Вихід передавача 1 Вихід ВП 7 з однократною помилкою Вихід віднімаючого пристрою 6 Вихід РП 9 Однократна помилка 1 розряду 10 11 00 01 00 01 10 11 02 03 1-2 1-1 Сигнал "Виявлена помилка" 50 Видно, що появі однократної помилки однозначно відповідає одна з можливих комбінацій появи помилки і тому такий сигнал може використовуватися не тільки для виявлення, а й для 1 UA 89073 U 5 10 15 20 25 виправлення помилки шляхом інвертування помилкового біта (див. Фіг. 2). РП 9 подає сигнал на ПВП 10 про те, що сталася помилка. ПВП 9 інвертує перший біт з пари біт, яка надійшла на його вхід. Таким чином помилка виправляється. Ефективність використання даної системи розраховується, виходячи з імовірності виправлення однократних помилок. Пропонована система прийому задає 4 можливі рівні 0, 1, 2, 3 (тобто такі ж як і при амплітудній модуляції АМ-4), що погіршує захищеність на 9,6 дБ у порівнянні з АМ-2 - найбільш характерним для волоконно-оптичних систем передавання видом модуляції. З іншого боку пропонована система дозволяє отримати виграш за рахунок виправлення -12 однократних помилок. Якщо, наприклад, вихідна ймовірність помилки біта - 10 , то при використанні запропонованого методу однократні помилки виправляються, а ймовірність -24 помилки на виході схеми розраховується як ймовірність двократної помилки і дорівнює 10 , що при використанні модуляції АМ-2 забезпечує збільшення захищеності на 4 дБ при допустимості збільшення рівня сигналу. Крім цього зменшується смуга частот у 2 рази, тобто зменшується ефективне значення шуму в √2 разів, отже поліпшується захищеність на 3 дБ. Але за рахунок обмеження смуги частот зменшується енергія сигналу. Це призводить до погіршення захищеності на 0,3 дБ. Таким чином, при використанні даної системи можна отримати виграш в 6,7 дБ. На фіг. 3 зображена залежність захищеності від відносної швидкості. З фіг. 3 видно, що даний метод прийому дискретних парціально кодованих сигналів забезпечує збільшення захищеності на 6,7 дБ у порівнянні з АМ-М, де М - кількість точок сигнального сузір'я. Пропонована система гірше за спектральною ефективністю, ніж квадратурна амплітудна модуляція КАМ-М [4], але його значно простіше реалізувати в волоконно-оптичних системах передачі. Порівняння трьох методів передачі і прийому сигналів, кожен з яких забезпечує збільшення відносної швидкості в 2 рази по відношенню до системи передачі з АМ-2, представлено в таблиці 2. З таблиці видно, що пропонована система забезпечує найменший програш по захищеності. Таблиця 2 Система передачі і прийому 35 40 Система з парціальним сигналом Пропонована система Погіршення захищеності в порівнянні з АМ-2, дБ 30 Система з АМ-4 6,6 6,9 2,9 Отже, пропонована система прийому парціально кодованих сигналів з амплітудною модуляцією дозволяє збільшити відносну швидкість передачі в 2 рази з меншим (приблизно на 4 дБ) програшем по захищеності, ніж у розглянутих альтернативних методах. Використана Джерела інформації:: 1. Сукачев Э.А. Введение в теорию сигналов с управляемой межсимвольной интерференцией: Монография / Сукачев Э.А., Шкулипа П.А. - Одесса: ВМВ, 2011. - 200 с. 2. Ильин Д.Ю. Повышение спектральной эффективности систем с парциальным кодированием [Текст]: Дис. канд. техн. наук: 05.12.02 / Ильин Дмитрий Юрьевич - Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова. - О., 2002. - 182 л. 3. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Скляр Б. Вильяме, 2-е изд., 2003. 4. Брескин В.А. Увеличение пропускной способности оптического канала волоконнооптической системы передачи / В.А. Брескин, А.Д. Мазур, Д.М. Розенвассер // Электроника и связь. - К., 2012. - № 6. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Система прийому дискретних парціально кодованих сигналів з амплітудною модуляцією, що містить формуючий пристрій, фільтр нижніх частот та пристрій дискретизації, який відрізняється тим, що до системи введений коректор з вирішальним зворотним зв'язком у поєднанні з реєстратором помилок і пристроєм виправлення помилок, до виходу формуючого пристрою через тракт та фільтр низьких частот підключений пристрій дискретизації, вихід якого підключений до входу віднімаючого пристрою, а вихід віднімаючого пристрою підключений до вирішуючого пристрою та пристрою реєстрації помилок, до виходів цих блоків підключений 2 UA 89073 U пристрій виправлення помилок, також вихід вирішуючого пристрою підключений до входу блока зворотного зв'язку, вихід якого підключений як другий вхід віднімаючого пристрою, а вихід пристрою виправлення помилок є виходом системи. 3 UA 89073 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 4