способ приема параллельного многочастотного составного сигнала и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ приема параллельного многочастотного составного сигнала, представляющего собой сумму N взаимно ортогональных гармонических поднесущих, передача информации на каждой из которых осуществляется синхронно методом относительной фазовой модуляции, заключающийся в формировании N пар (по числу поднесущих в составе параллельного многочастотного составного сигнала) синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов с частотами, равными частотам соответствующих поднесущих параллельного многочастотного составного сигнала, в определении математического ожидания положения границ элементов сигналов, передаваемых на поднесущих, в вычислении внутри этих границ на длительности интервала ортогональности поднесущих Т (Т не превышает длительности элементов сигнала) N пар корреляционных функций Х_i(t), Y_i(t) принимаемого параллельного многочастотного составного сигнала с упомянутыми N парами синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов, в использовании значений Х_i, Y_i, каждой из указанных пар корреляционных функций, полученных в момент окончания элементов сигнала, соответствующих каждой поднесущей, вместе со значениями указанных пар корреляционных функций, полученными в момент окончания ряда предыдущих элементов сигнала, на той же поднесущей для принятия решения о переданном на данной поднесущей информационном символе, в объединении информационных символов, полученных на каждой из поднесущих, в один общий поток и выдаче этого информационного потока получателю, отличающийся тем, что предварительно запоминают сигналы, соответствующие номинальному уровню каждой из i-х поднесущих U_0i, вычисляют в момент окончания элементов сигнала с использованием указанных значений Х_i, Y_i, каждой из упомянутых пар корреляционных функций оценку уровня



соответствующей i-й поднесущей, усредняют вычисленные оценки уровня U_i для каждой i-й поднесущей на ряде последовательно полученных информационных символов, используют полученные усредненные оценки уровня для изменения в раз амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой i-й поднесущей, используют новые указанные значения амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой i-й поднесущей, для приема следующих элементов сигнала.

2. Способ приема параллельного многочастотного составного сигнала по п. 1, отличающийся тем, что изменение амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов осуществляют в моменты времени, соответствующие математическому ожиданию положения границ элементов сигналов, передаваемых на поднесущих.

3. Устройство приема параллельного многочастотного составного сигнала, представляющего собой сумму N взаимно ортогональных гармонических поднесущих, передача информации на каждой из которых осуществляется синхронно методом относительной фазовой модуляции, содержащем N блоков обработки принимаемого сигнала (по одному на каждую поднесущую в составе параллельного многочастотного составного сигнала), блок преобразования кода, блок синхронизации, причем информационные входы N блоков обработки принимаемого сигнала соединены вместе и служат входом приемника, выходы N блоков обработки принимаемого сигнала соединены с соответствующими информационными входами блока преобразования кода, выход которого служит выходом устройства, вход блока синхронизации, соединен с входом устройства, а выход блока синхронизации подключен к соединенным вместе тактовым входам N блоков обработки принимаемого сигнала и блока преобразования кода, каждый из N блоков обработки принимаемого сигнала состоит из генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала с частотой, соответствующей частоте поднесущей, для приема которой предназначен данный блок обработки принимаемого сигнала, двух одинаковых корреляторов, решающего устройства, обеспечивающего вынесение решения о принятом на данной поднесущей информационном символе, причем в каждом из N блоков обработки принимаемого сигнала первые информационные входы корреляторов соединены вместе и служат информационным входом блока обработки принимаемого сигнала, выходы корреляторов подключены к соответствующим информационным входам решающего устройства, входы сброса обоих корреляторов и тактовый вход решающего устройства соединены вместе и подключены к тактовому входу блока обработки принимаемого сигнала, выход решающего устройства служит выходом блока обработки принимаемого сигнала, отличающееся тем, что в состав каждого из N блоков обработки принимаемого сигнала введены два блока возведения в квадрат, последовательно соединенные первый вычислитель, блок усреднения, второй вычислитель, первый блок памяти, а также два блока умножения, второй блок памяти, причем тактовые входы блоков возведения в квадрат, первого и второго вычислителей, блока усреднения и первого блока памяти соединены вместе и подключены к тактовому входу блока обработки принимаемого сигнала, первые входы обоих блоков умножения соединены вместе и подключены к выходу первого блока памяти, второй вход первого блока умножения соединен с выходом синфазной составляющей генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала, выход первого блока умножения подключен к второму информационному входу первого коррелятора, второй вход второго блока умножения соединен с выходом квадратурной составляющей генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала, выход второго блока умножения подключен к второму информационному входу второго коррелятора, выход второго блока памяти подключен к второму информационному входу второго вычислителя, информационный вход первого блока возведения в квадрат подключен к выходу первого коррелятора, информационный вход второго блока возведения в квадрат подключен к выходу второго коррелятора, первый и второй информационные входы первого вычислителя подключены соответственно к выходам первого и второго блоков возведения в квадрат.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области передачи цифровой информации и может быть использовано для реализации многоканальных модемов с параллельными многочастотными составными ортогональными сигналами.

Известен способ приема параллельного многочастотного составного сигнала, представляющего собой сумму N взаимно ортогональных гармонических поднесущих, передача информации на каждой из которых осуществляется синхронно методом относительной фазовой модуляции, заключающийся в формировании N пар (по числу поднесущих в составе параллельного многочастотного составного сигнала) синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов с частотами, равными частотам соответствующих поднесущих параллельного многочастотного составного сигнала, в определении математического ожидания положения границ элементов сигналов, передаваемых на поднесущих, в вычислении внутри этих границ на длительности интервала ортогональности поднесущих Т (Т не превышает длительности элементов сигнала) N пар корреляционных функций X_i(t), Y_i(t) принимаемого параллельного многочастотного составного сигнала с упомянутыми N парами синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов, в использовании значений X_i, У_i каждой из указанных пар корреляционных функций, полученных в момент окончания элементов сигнала, соответствующим каждой поднесущей, вместе со значениями указанных пар корреляционных функций, полученными в момент окончания ряда предыдущих элементов сигнала, на той же поднесущей для принятия решения о переданном на данной поднесущей информационном символе, в объединении информационных символов, принятых на каждой из поднесущих, в один общий поток и выдаче этого информационного потока получателю.

Наиболее близким к заявляемому устройству (прототипом) является устройство приема параллельного многочастотного составного сигнала, представляющего собой сумму N взаимно ортогональных гармонических поднесущих, передача информации на каждой из которых осуществляется синхронно методом относительной фазовой модуляции [1] , содержащее N блоков обработки принимаемого сигнала (по одному на каждую поднесущую в составе параллельного многочастотного составного сигнала), блок преобразования кода, блок синхронизации, причем информационные входы N блоков обработки принимаемого сигнала соединены вместе и служат входом приемника, выходы N блоков обработки принимаемого сигнала соединены с соответствующими информационными входами блока преобразования кода, выход которого служит выходом устройства, вход блока синхронизации соединен с входом устройства, а выход блока синхронизации подключен к соединенным вместе тактовым входам N блоков обработки принимаемого сигнала и блока преобразования кода, каждый из N блоков обработки принимаемого сигнала состоит из генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала с частотой, соответствующей частоте поднесущей, для приема которой предназначен данный блок обработки принимаемого сигнала, двух одинаковых корреляторов, решающего устройства, обеспечивающего вынесение решения о принятом на данной поднесущей информационном символе, причем в каждом из N блоков обработки принимаемого сигнала первые информационные входы корреляторов соединены вместе и служат информационным входом блока обработки принимаемого сигнала, второй информационный вход первого коррелятора подключен к выходу синфазной составляющей генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала, второй информационный вход второго коррелятора подключен к выходу квадратурной составляющей генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала, выходы корреляторов подключены к соответствующим информационным входам решающего устройства, входы сброса обоих корреляторов и тактовый вход решающего устройства соединены вместе и подключены к тактовому входу блока обработки принимаемого сигнала, выход решающего устройства служит выходом блока обработки принимаемого сигнала.

Известное устройство приема параллельного многочастотного составного сигнала [1] работает следующим образом.

На вход устройства из канала связи подается параллельный многочастотный составной сигнал S(t), представляющий собой сумму N взаимно ортогональных гармонических поднесущих, передача информации на каждой из которых осуществляется синхронно методом относительной фазовой модуляции,



где N - количество ортогональных поднесущих, составляющих параллельный многочастотный составной сигнал;

U_0i - амплитуда i-й поднесущей;

_i - частота i-й поднесущей;

_i - начальная фаза i-й поднесущей.

Поднесущие, составляющие параллельный многочастотный составной сигнал, являются взаимно ортогональными на интервале времени T, длительность которого не превышает длительности элементов сигнала, передаваемых на поднесущих; для них справедливо равенство



где j и k - номера поднесущих.

Значения амплитуд каждой из поднесущих (их номинальный уровень) U_0i задают на передающей стороне, исходя из условия обеспечения требуемой помехоустойчивости приема информации [2].

В блоке синхронизации осуществляется определение математического ожидания положения границ элементов сигналов, передаваемых на поднесущих. На выходе блока синхронизации формируются соответствующие сигналы, временное положение которых совпадает с математическим ожиданием положения границ элементов сигналов, передаваемых на поднесущих. Соответствующие выходные сигналы блока синхронизации поступают на тактовые входы N блоков обработки принимаемого сигнала и блока преобразования кода.

Параллельный многочастотный составной сигнал (1) поступает на соединенные вместе информационные входы N блоков обработки принимаемого сигнала, в каждом из которых в первом и втором корреляторах осуществляется вычисление пары корреляционных функций X_i(t), Y_i(t) входного параллельного многочастотного составного сигнала с синфазной u_c(t) = Acos_it и квадратурной u_s(t) = Asin_it составляющими опорного канального сигналов, частота которого _j соответствует частоте той поднесущей, на прием которой рассчитан данный блок обработки принимаемого сигнала.

В момент окончания элементов сигнала значения X_i, Y_i указанных корреляционных функций подаются на соответствующие информационные входы решающего устройства.

В силу ортогональности поднесущих [1]





В решающем устройстве значения X_i, Y_i указанных корреляционных функций вместе с соответствующими значениями этих корреляционных функций, вычисленными на предыдущих элементах сигнала, используются для принятия по одному из известных методов, например по методу сравнения фаз, решения о переданном на данной поднесущей информационном символе, который поступает на выход блока обработки сигнала и далее - на соответствующий информационный вход преобразователя кода. Принятые решения о переданных на поднесущих информационных символах, поступившие на соответствующие информационные входы преобразователя кода, по сигналу от блока синхронизации, поступившему на тактовый вход преобразователя кода, преобразуются в один общий поток и выдаются с выхода устройства приема получателю.

Недостатком прототипа-способа и прототипа-устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с недостаточной помехозащищенностью приема информации, которая обусловлена воздействием на параллельный многочастотный составной сигнал в канале связи селективных замираний [2]. В результате их действия уровень отдельных поднесущих параллельного многочастотного составного сигнала, поступающего на вход приемника, снижается и как следствие снижается отношение сигнал/шум на соответствующих поднесущих, что приводит к снижению помехоустойчивости приема информации на этих поднесущих.

Действительно, если на вход канала связи подается параллельный многочастотный составной сигнал S(t) (1), и в канале связи на него действует мультипликативная помеха K(_i), которая приводит к селективным замираниям сигнала, то на вход приемного устройства поступает сигнал канала z(t)



Предположим также, что в канале на сигнал помимо мультипликативной помехи действует аддитивная помеха типа "белого" шума со спектральной плотностью N₀ [2]. Тогда отношение сигнал/шум h_i в полосе частот _i, занимаемой i-й ортогональной поднесущей, оценивается величиной



Согласно [2] средняя вероятность ошибки Р_ош при передаче двоичных сигналов методом относительной фазовой модуляции приближенно равна



где Ф(t) - функция Крампа (интеграл вероятности) [2].

Уменьшение на i-й поднесущей отношения сигнал/шум h_i в результате воздействия селективных замираний приводит к росту вероятности ошибок при передаче дискретной информации.

Целью предлагаемого изобретения является снижение степени влияния селективных помех на помехоустойчивость приема цифровой информации в модемах с параллельными многочастотными составными ортогональными сигналами.

Поставленная цель достигается тем, что в способе приема параллельного многочастотного составного сигнала, представляющего собой сумму N взаимно ортогональных гармонических поднесущих, передача информации на каждой из которых осуществляется синхронно методом относительной фазовой модуляции, заключающийся в формировании N пар (по числу поднесущих в составе параллельного многочастотного составного сигнала) синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов с частотами, равными частотам соответствующих поднесущих параллельного многочастотного составного сигнала, в определении математического ожидания положения границ элементов сигналов, передаваемых на поднесущих, в вычислении внутри этих границ на длительности интервала ортогональности поднесущих T (T не превышает длительности элементов сигнала) N пар корреляционных функций X_i(t), Y_i(t) принимаемого параллельного многочастотного составного сигнала с упомянутыми N парами синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов, в использовании значений X_i, Y_i каждой из указанных пар корреляционных функций, полученных в момент окончания элементов сигнала, соответствующих каждой поднесущей, вместе со значениями указанных пар корреляционных функций, полученными в момент окончания ряда предыдущих элементов сигнала, на той же поднесущей для принятия решения о переданном на данной поднесущей информационном символе, в объединении информационных символов, полученных на каждой из поднесущих, в один общий поток и выдаче этого информационного потока получателю, предварительно запоминают сигналы, соответствующие номинальному уровню каждой из i-х поднесущих U_0i, вычисляют в момент окончания элементов сигнала с использованием указанных значений X_i, Y_i каждой из упомянутых пар корреляционных функций оценку уровня соответствующей i-й поднесущей, усредняют вычисленные оценки уровня U_i для каждой i-й поднесущей на ряде последовательно полученных информационных символов, применяют полученные усредненные оценки уровня для изменения в раз амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой из i-х поднесущих, используют новые указанные значения амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой из i-х поднесущих, для приема следующих элементов сигнала.

При этом в устройстве приема параллельного многочастотного составного сигнала, представляющего собой сумму N взаимно ортогональных гармонических поднесущих, передача информации на каждой из которых осуществляется синхронно методом относительной фазовой модуляции, содержащем N блоков обработки принимаемого сигнала (по одному на каждую поднесущую в составе параллельного многочастотного составного сигнала), блок преобразования кода, блок синхронизации, причем информационные входы N блоков обработки принимаемого сигнала соединены вместе и служат входом приемника, выходы N блоков обработки принимаемого сигнала соединены с соответствующими информационными входами блока преобразования кода, выход которого служит выходом устройства, вход блока синхронизации соединен с входом устройства, а выход блока синхронизации подключен к соединенным вместе тактовым входам N блоков обработки принимаемого сигнала и блока преобразования кода, каждый из N блоков обработки принимаемого сигнала состоит из генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала с частотой, соответствующей частоте поднесущей, для приема которой предназначен данный блок обработки принимаемого сигнала, двух одинаковых корреляторов, решающего устройства, обеспечивающего вынесение решения о принятом на данной поднесущей информационном символе, причем в каждом из N блоков обработки принимаемого сигнала первые информационные входы корреляторов соединены вместе и являются информационным входом блока обработки принимаемого сигнала, выходы корреляторов подключены к соответствующим информационным входам решающего устройства, входы сброса обоих корреляторов и тактовый вход решающего устройства соединены вместе и подключены к тактовому входу блока обработки принимаемого сигнала, выход решающего устройства служит выходом блока обработки принимаемого сигнала, введены в состав каждого из N блоков обработки принимаемого сигнала два блока возведения в квадрат, последовательно соединенные первый вычислитель, блок усреднения, второй вычислитель, первый блок памяти, а также два блока умножения, второй блок памяти; причем тактовые входы блоков возведения в квадрат первого и второго вычислителей, блока усреднения и первого блока памяти соединены вместе и подключены к тактовому входу блока обработки принимаемого сигнала, первые входы блоков умножения соединены вместе и подключены к выходу первого блока памяти, второй вход первого блока умножения соединен с выходом синфазной составляющей генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала, выход первого блока умножения подключен к второму информационному входу первого коррелятора, второй вход второго блока умножения соединен с выходом квадратурной составляющей генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала, выход второго блока умножения подключен к второму информационному входу второго коррелятора, выход второго блока памяти подключен к второму информационному входу вычислителя, информационный вход первого блока возведения в квадрат подключен к выходу первого коррелятора, информационный вход второго блока возведения в квадрат подключен к выходу второго коррелятора, первый и второй информационные входы первого вычислителя соединены соответственно с выходами первого и второго блоков возведения в квадрат.

Итак, после определения математического ожидания положения границ элементов сигналов, передаваемых на поднесущих, внутри этих границ на длительности интервала ортогональности поднесущих T (T не превышает длительности элементов сигнала) вычисляются N пар корреляционных функций _i(t), Y_i(t) принимаемого параллельного многочастотного составного сигнала z(f) с упомянутыми N парами синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов. В момент окончания элементов сигнала считываются значения X_i, Y_i каждой из указанных пар корреляционных функций





где u_c(t) = Acos_it и u_s(t) = Asin_it - соответственно синфазная и квадратурная составляющие опорного сигнала, соответствующего i-й поднесущей.

В силу ортогональности поднесущих [1]





В решающем устройстве значения X_i, Y_i указанных корреляционных функций вместе с соответствующими значениями этих корреляционных функций, вычисленных на предыдущих элементах сигнала, используются для принятия решения по одному из известных методов, например по методу сравнения полярностей, о переданном на данной поднесущей информационном символе, который поступает на выход блока обработки сигнала, затем - на соответствующий информационный вход преобразователя кода. Одновременно получают оценку уровня U_i, соответствующей i-й поднесущей, поступившей из канала на вход приемного устройства.

Осуществляют усреднение вычисленных в соответствии с (10) оценок уровня U_i для каждой i-й поднесущей на ряде последовательно полученных информационных символов, используют полученные усредненные оценки уровня для изменения в раз амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой из i-х поднесущих, используют новые указанные значения амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой из i-х поднесущих, для приема следующих элементов сигнала. Параметры усреднения оценок уровня U_i поднесущих определяется длительностью элементов сигнала, передаваемых на поднесущих, и скоростью изменения параметров канала при селективных замираниях; соответствующие рекомендации по их выбору приведены в [2].

Итак, предположим, что вследствие селективных замираний i-й поднесущей параллельного многочастотного составного сигнала в ряде последовательно полученных элементов сигнала уровень этой поднесущей остается неизменным и оценивается величиной, вычисленной по формуле (10). В результате усреднения этих оценок получаем величину , равную



Указанная усредненная оценка уровня i-й поднесущей используется для изменения амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих данной i-й поднесущей в раз



При последующем приеме элементов сигнала используют новые, измененные в раз значения амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой из i-х поднесущих. При подстановке соответствующих значений амплитуд опорных сигналов в выражения (8а, 8б) получаем:





следовательно, происходит компенсация действия селективной помехи, при этом значения X_i, Y_i каждой из указанных N пар корреляционных функций принимаемого параллельного многочастотного составного сигнала z(t) с упомянутыми N парами синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов, полученные в момент окончания элементов сигнала, не зависят от коэффициента передачи канала K(_i); следовательно, повышается помехоустойчивость приема параллельного многочастотного составного сигнала в условиях действия селективных помех.

Изменение амплитуд упомянутых синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов целесообразно осуществлять в моменты времени, соответствующие математическому ожиданию положения границ элементов сигнала, передаваемых на поднесущих.

Таким образом, заявляемое техническое решение имеет следующие отличительные признаки.

1. Предварительно запоминают сигналы, соответствующие номинальному уровню каждой из i-х поднесущих U_0i, вычисляют для каждой из поднесущих в момент окончания элементов сигнала, с использованием указанных значений X_i, Y_i каждой из упомянутых пар корреляционных функций оценку уровня соответствующей i-й поднесущей. Этот признак позволяет выявить отличие уровней принимаемых сигналов от номинального значения.

2. Усредняют вычисленные оценки уровня U_i для каждой i-й поднесущей на ряде последовательно полученных информационных символах, используют полученные усредненные оценки уровня для изменения в раз амплитуды синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой из поднесущих, используют новые указанные значения амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой из i-х поднесущих, для приема следующих элементов сигнала. Этот признак выявляет устойчивую тенденцию отличия уровня принимаемой поднесущей от номинального, которое считается следствием действия селективной помехи; позволяет осуществлять изменение амплитуд опорных сигналов таким образом, чтобы при приеме следующих элементов сигнала происходила компенсация действия селективной помехи, что повышает помехоустойчивость приема информации в условиях действия селективных помех.

3. В состав каждого из N блоков обработки принимаемого сигнала, входящих в состав устройства приема параллельного многочастотного составного сигнала, введены два блока возведения в квадрат, последовательно соединенные первый вычислитель, блок усреднения, второй вычислитель, первый блок памяти, а также два блока умножения, второй блок памяти, что в указанной выше совокупности и взаимосвязи позволяет компенсировать действие селективных помех и повышает помехоустойчивость приема информации в условиях действия селективных помех.

На основании вышеизложенного видно, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На фиг.1 приведена схема устройства приема параллельного многочастотного составного сигнала, состоящего из N блоков обработки принимаемого сигнала 1.1. . . 1.N (по одному на каждую поднесущую в составе сигнала 1.1...1.N (по одному на каждую поднесущую в составе параллельного многочастотного составного сигнала)), блока преобразования кода 2, блока синхронизации 3, причем информационные входы N блоков обработки принимаемого сигнала 1.1...1.N соединены вместе и служат входом приемника 4, выходы N блоков обработки принимаемого сигнала 1.1. . .1.N соединены с соответствующими информационными входами блока преобразования кода 2, выход которого служит выходом устройства 5, вход блока синхронизации 3 соединен с входом устройства 4, а выход блока синхронизации 3 подключен к соединенным вместе тактовым входам N блоков обработки принимаемого сигнала 1.1...1.N и блока преобразования кода 2. На фиг. 2 представлена схема i-го блока обработки принимаемого сигнала, предназначенного для приема i-й поднесущей, состоящего из генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала i.6, двух одинаковых корреляторов i.7, i.8, решающего устройства i.9, двух блоков возведения в квадрат i.10, i.11, последовательно соединенных первого вычислителя i. 12, блока усреднения i.13, второго вычислителя i.14, первого блока памяти i. 15, а также двух блоков умножения i.16, i.17 второго блока памяти i. 18, причем первые информационные входы корреляторов i.7, i.8 соединены вместе и служат информационным входом блока обработки принимаемого сигнала, выход коррелятора i.7 подключен к соединенным вместе первому информационному входу решающего устройства i.9 и входу первого блока возведения в квадрат i. 10, выход коррелятора i.8, подключен к соединенным вместе второму информационному входу решающего устройства i.9 и входу второго блока возведения в квадрат i. 11, входы сброса обоих корреляторов i.7, i.8, тактовые входы решающего устройства i. 9, первого блока возведения в квадрат i.10, второго блока возведения в квадрат i.11, первого вычислителя i.12, блока усреднения i. 13, второго вычислителя i.14 и первого блока памяти i.15 соединены вместе и подключены к тактовому входу блока обработки принимаемого сигнала, выход решающего устройства i.9 служит выходом блока обработки принимаемого сигнала, первые входы обоих блоков умножения i.16 и i.17 соединены вместе и подключены к выходу первого блока памяти i.15, второй вход первого блока умножения i. 16 соединен с выходом синфазной составляющей генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала i.6, выход первого блока умножения i.16 подключен ко второму информационному входу первого коррелятора i. 7, второй вход второго блока умножения i.17 соединен с выходом квадратурной составляющей генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала i.6, выход второго блока умножения i.17 подключен к второму информационному входу второго коррелятора i.8, выход второго блока памяти i.18 подключен к второму информационному входу второго вычислителя i.14. Устройство остальных (N-1) блоков обработки принимаемого сигнала, входящих в состав устройства приема параллельного многочастотного составного сигнала, аналогично.

Работа заявляемого способа заключается в последовательной реализации заявляемым устройством следующих операций:

1. Предварительно, исходя из требуемой помехоустойчивости передачи информации, определяют необходимое для обеспечения такой помехоустойчивости значение отношения сигнал/шум в точке приема и соответственно номинальные значения U_0i уровней поднесущих, составляющих параллельный многочастотный составной сигнал. Соответствующая методика определения необходимых значений отношения сигнал/шум в точке приема и номинальных значений U_0i уровней поднесущих приведена в [2].

Значения U_0i номинальных уровней поднесущих в виде соответствующих сигналов записываются и хранятся во вторых блоках памяти i.18 соответствующих блоков обработки сигнала, номера которых совпадают с номерами соответствующих поднесущих в параллельном составном сигнале.

2. Формируют N пар (по числу поднесущих в составе параллельного многочастотного составного сигнала) синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов с частотами, равными частотам соответствующих поднесущих параллельного многочастотного составного сигнала.

Данные операции выполняются в каждом из блоков обработки сигналов с помощью генератора синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала i.6. Генераторы i.6 формируют на своих выходах синфазную u_c(t) = Acos_it и квадратурную u_s(t) = Asin_it составляющие опорного канального сигнала с частотой _i соответственно. Частота _i синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала, формируемого генератором i. 6, соответствует частоте поднесущей, для приема которой предназначен данный i-й блок обработки сигнала.

3. Определяют математическое ожидание положения границ элементов сигналов, передаваемых на поднесущих.

Данная операция выполняется в блоке синхронизации 3, на выходе которого формируется последовательность соответствующих сигналов, обеспечивающих функционирование составных частей устройства.

4. Вычисляют внутри этих границ на длительности интервала ортогональности поднесущих Т (Т не превышает длительности элементов сигнала) N пар корреляционных функций X_i(t), Y_i(t) принимаемого параллельного многочастотного составного сигнала с упомянутыми N парами синфазных и квадратурных составляющих опорных канальных взаимно ортогональных сигналов.

Данные операции выполняются в каждом из блоков обработки сигналов соответственно первым i.7 и вторым i.8 корреляторами.

5. Используют значения X_i, Y_i каждой из указанных пар корреляционных функций, полученных в момент окончания элементов сигнала, соответствующих каждой поднесущей, вместе со значениями каждой из указанных пар корреляционных функций, полученными на той же поднесущей в моменты окончания ряда предыдущих элементов сигнала, для принятия решения о переданном на данной поднесущей информационном символе.

Данные операции выполняются в каждом из блоков обработки сигналов решающим устройством i.9, первым i.7 и вторым i.8 корреляторами. По соответствующему сигналу, приходящему на тактовый вход решающего устройства i.9 из блока синхронизации 3, в решающем устройстве i.9 выносится решение о переданном на данной поднесущей информационном символе путем совместной обработки указанных значений X_i, Y_i корреляционных функций, поступающих на первый и второй информационные входы решающего устройства i.9 от первого i.7 и второго i.8 корреляторов; и соответствующих первого i.7 и второго i.8 корреляторов; и соответствующих значений корреляционных функций, вычисленных на предыдущих элементах сигнала. Решение выносится по одному из известных методов, например по методу сравнения фаз или методу сравнения полярностей [2] . Принятый информационный символ с выхода решающего устройства i.9 поступает на выход соответствующего i-го блока обработки сигналов и далее на соответствующий информационный вход блока преобразования кода 2. После срабатывания решающего устройства 1.9 по соответствующему сигналу из блока синхронизации 3, поступающему на вход сброса первого i.7 и второго i.8 корреляторов каждого из блоков обработки сигналов, производится сброс этих корреляторов. После чего корреляторы i.7 и i.8 готовы для обработки следующего элемента сигнала.

6. Объединяют информационные символы, полученные на каждой из поднесущих, в один общий поток и выдают этот информационный поток получателю.

Данная операция осуществляется в блоке преобразования кода 2 по соответствующему сигналу, поступающему на его тактовый вход от блока синхронизации 3. Информационные символы с выходов всех N блоков обработки сигналов в параллельном виде поступают на соответствующие информационные входы блока преобразования кода 2, преобразуются в нем в последовательный вид и подаются на выход устройства 5.

7. Вычисляют в момент окончания элементов сигнала с использованием указанных значений X_i, Y_i каждой из упомянутых пар корреляционных функций оценку уровня соответствующей i-й поднесущей, усредняют вычисленные оценки уровня U_i для каждой i-й поднесущей на ряде последовательно полученных информационных символов, используют полученные усредненные оценки уровня для изменения в раз амплитуды синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой i-й поднесущей, используют новые указанные значения амплитуд синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов, соответствующих каждой i-й поднесущей, для приема следующих элементов сигнала.

Данные операции выполняются в каждом из каналов обработки сигнала с помощью двух блоков возведения в квадрат i.10, i.11, первого вычислителя i.12, блока усреднения i.13, второго вычислителя i.14, первого блока памяти i.15, двух блоков умножения i.16, i.17, второго блока памяти i.18. По соответствующему сигналу, поступившему от блока синхронизации 3 на тактовый вход блока обработки сигнала и от него на соединенные вместе тактовые входы двух блоков возведения в квадрат i. 10, i.11, первого вычислителя i.12, блока усреднения, второго вычислителя i.14, первого блока памяти i.15, одновременно с принятием решения о переданном на данной поднесущей информационном символе в первом и втором блоках возведения в квадрат i.10, i.11 осуществляют вычисление квадратов X_i ², Y_i ² указанных значений X_i, Y_i каждой из упомянутых пар корреляционных функций, из которых в первом вычислителе i.12 формируется оценка уровня i-й поднесущей. Сформированные в первом вычислителе i.12 на ряде последовательно полученных информационных символах оценки уровня U_i i-й поднесущей усредняются в блоке усреднения i.13. Длительность интервала, на котором производится усреднение оценок уровня, определяется длительностью элементов сигнала, передаваемых на поднесущих, и скоростью изменения параметров канала при селективных замираниях; соответствующие рекомендации по их выбору приведены в [2]. Результат усреднения оценок уровня с выхода блока усреднения i.13 подается на первый информационный вход второго вычислителя i. 14, на второй информационный вход второго вычислителя i. 14 из второго блока памяти i.18 подается сигналом, соответствующим номинальному уровню U_0i, из i-й поднесущей. Во втором вычислителе i. 14 в соответствии с формулой (12) вычисляется корректирующий коэффициент для изменения в раз амплитуды синфазной и квадратурной составляющих опорных сигналов соответствующих i-х поднесущих. Значения корректирующего коэффициента с выхода второго вычислителя i.14 записываются в первый блок памяти i.15, с выхода которого значения корректирующего коэффициента подаются на соединенные вместе вторые входы первого i.16 и второго i.17 блоков умножения. На первый вход первого блока умножения i.16 с выхода генератора i. 6 синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала подаются синфазная u_c(t) = Acos_it составляющая опорного канального сигнала с частотой _i. На первый вход второго блока умножения i.17 с выхода генератора i. 6 синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала подается квадратурная u_s(t) = Asin_it составляющая опорного канального сигнала с частотой _i. Частота _i синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала, формируемого генератором i.6, соответствует частоте поднесущей, для приема которой предназначен данный i-й блок обработки сигнала. В результате перемножения на выходах первого i.16 и второго i. 17 блоков умножения формируются синфазная и квадратурная составляющие опорного канального сигнала, амплитуды которых равны . Синфазная составляющая опорного канального сигнала с выхода первого блока умножения i.16 подается на второй информационный вход первого коррелятора i. 7; a квадратурная составляющая опорного канального сигнала с выхода второго блока умножения i.17 подается на второй информационный вход второго коррелятора i. 8 и используются при обработке следующих элементов сигнала. Если при этом, вследствие действия селективных замираний, происходит изменение уровня соответствующей поднесущей, то осуществляется его компенсация в результате выполнения последовательности операций, изложенных выше. При этом коррекцию амплитуды указанных синфазной и квадратурной составляющих опорного канального сигнала целесообразно осуществлять в моменты времени, совпадающие с математическим ожиданием положения границ элементов принимаемого сигнала.

Аналогично осуществляется обработка сигналов в остальных (N-1) блоках обработки принимаемого сигнала, входящих в состав устройства приема параллельного многочастотного составного сигнала.

Блоки, входящие в состав заявляемого устройства, известны в технике. Для его реализации могут быть использованы как соответствующие блоки из устройства-прототипа, так и блоки, описанные в литературе.

Блоки возведения в квадрат i.10, i.11, первый вычислитель i.12, блок усреднения i.13, второй вычислитель i.14 могут быть выполнены на основе арифметико-логических устройств (АЛУ). Примеры построения указанных блоков на основе АЛУ приведены в [3]. Первый блок памяти i.15 может быть реализован в виде параллельного регистра, примеры реализации параллельных регистров приведены в [3].

Для реализации блоков умножения i.16, i.17 можно использовать перемножающие цифроаналоговые преобразователи. Примеры перемножающих цифроаналоговых преобразователей и реализации на их основе перемножающих блоков приведены в [3].

Второй блок памяти i.18 может быть выполнен на основе постоянного запоминающего устройства, примеры построения устройств такого типа описаны в [3] .

Возможны и другие выполнения указанных блоков. Если обработка сигналов в устройстве приема параллельного многочастотного составного сигнала осуществляется в аналоговой форме, то с примерами выполнения блоков возведения в квадрат i.10, i.11, первого вычислителя i.12, блока усреднения i.13, второго вычислителя i.14, первого блока памяти i.15, блоков умножения i.16, i.17, а также второго блока памяти i.18 на основе аналоговых элементов можно ознакомиться в [3].

Источники информации

1. Аппаратура передачи дискретной информации МС-5. Под ред. А.М. Заездного, Ю.Б. Окунева. - М.: Связь, 1970.

2. Теория электрической связи: Учебник для вузов / А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, В. И. Коржик, М.В. Назаров. Под ред. Д.Д. Кловского.-М.: Радио и связь, 1998.

3. Титце У. , Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Справочное руководство. / Пер. с нем. - М.: Мир, 1982.