способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов
Классы МПК: | H04L27/10 с частотно-модулированной несущей, те осуществляющие манипуляцию путем сдвига частоты |
Автор(ы): | Дунаев И.Б. (RU), Летунов Леонид Алексеевич (BY) |
Патентообладатель(и): | Дунаев Игорь Борисович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-10-08 публикация патента:
27.06.2003 |
Изобретение относится к технике передачи и приема информации. Технический результат заключается в уменьшении величины искажений при передаче дискретных цифровых отсчетов информации. Способ заключается в том, что на передающей стороне преобразуют последовательность цифровых отсчетов информации в аналоговый сигнал с помощью функции отсчетов вида sinx(cos(x/n)-1)/2nsin(x/n), где х= 2
Fв, Fв - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала, a n - целое число, равное числу используемых частотных составляющих в спектре аналогового сигнала. Сформированный таким образом аналоговый сигнал передают в линию связи. На приемной стороне исходную последовательность цифровых отсчетов восстанавливают с помощью указанной функции отсчетов. Способ передачи информации реализуется с помощью соответствующего преобразователя последовательности цифровых отсчетов информации в аналоговый сигнал. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
Формула изобретения
1. Способ передачи информации, заключающийся в том, что на передающей стороне преобразуют последовательность цифровых отсчетов информации в аналоговый сигнал с помощью заданной функции отсчетов, передают сформированный аналоговый сигнал в линию связи, на приемной стороне принимают указанный аналоговый сигнал из линии связи, с помощью заданной функции отсчетов восстанавливают из аналогового сигнала последовательность цифровых отсчетов информации, отличающийся тем, что в качестве заданной функции отсчетов используют функцию вида![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-13t.gif)
где х=2
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
Fв - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала;
n - целое число, большее единицы, равное числу используемых частотных составляющих в спектре аналогового сигнала. 2. Преобразователь последовательности цифровых отсчетов, содержащий восемь последовательно соединенных отдельных блоков преобразования (1), каждый из которых состоит из первого (2) и второго (3) перемножителей, сумматора (5) и квадратурного фазовращателя (4), причем вход квадратурного фазовращателя (4) объединен с информационным входом первого перемножителя (2) и является информационным входом данного блока преобразования, а выход квадратурного фазовращателя (4) соединен с информационным входом второго перемножителя (3), при этом выход каждого указанного перемножителя подключен к соответствующим первому и второму входам сумматора (5), выход которого является выходом отдельного блока преобразования, при этом опорные входы первых перемножителей (2.1, 2.2) и опорные входы вторых перемножителей (3.1, 3.2) первого и второго блоков преобразования соответственно объединены и являются входами квадратурных опорных колебаний удвоенной частоты дискретизации, опорные входы первых перемножителей (2.3, 2.4) и опорные входы вторых перемножителей (3.3, 3.4) третьего и четвертого блоков преобразования соответственно объединены и являются входами квадратурных опорных колебаний частоты дискретизации, опорные входы первых перемножителей (2.5-2.8) и опорные входы вторых перемножителей (3.5-3.8) пятого - восьмого блоков преобразования соответственно объединены и являются входами квадратурных опорных колебаний половинной частоты дискретизации, информационный вход первого блока преобразования является информационным входом преобразователя цифровых отсчетов, а выход восьмого блока преобразования является выходом преобразователя последовательности цифровых отсчетов.
Описание изобретения к патенту
Область техникиИзобретение относится к технике передачи и приема информации и может использоваться в системах связи, измерений и т.п. Существующий уровень техники
При передаче дискретной информации по каналам связи с несущей частотой возникает проблема интерференционных искажений, обусловленная тем, что при передаче по таким каналам связи последовательность дискретных цифровых отсчетов информации преобразуют в аналоговый сигнал с помощью некоторой заданной функции отсчетов, вносящей искажения в передаваемый аналоговый сигнал. Общеизвестная заданная функция отсчетов вида
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-2t.gif)
где х=2
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
Fв - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала, имеет прямоугольный спектр на бесконечном интервале времени. Реально передаваемые аналоговые сигналы занимают конечный временной интервал, поэтому результат преобразования цифровых отсчетов информации: результат перемножения заданной функции отсчетов вида
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-3t.gif)
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-4t.gif)
Задачей изобретения является разработка способа передачи информации, в котором заданная функции отсчетов для преобразования последовательности цифровых отсчетов информации в аналоговый сигнал уменьшает величину искажений, а также разработка преобразователя последовательности цифровых отсчетов в аналоговый сигнал с помощью предлагаемой заданной функции отсчетов. Техническим результатом изобретения является уменьшение искажений последовательности цифровых отсчетов информации при фильтрации восстанавливаемых аналоговых сигналов на приемной стороне. Сущность изобретения
Сущностью способа передачи информации по изобретению является то, что на передающей стороне преобразуют последовательность цифровых отсчетов информации в аналоговый сигнал с помощью заданной функции отсчетов и передают сформированный аналоговый сигнал в линию связи, на приемной стороне принимают указанный аналоговый сигнал из линии связи и с помощью заданной функции отсчетов восстанавливают из аналогового сигнала последовательность цифровых отсчетов информации, а в качестве заданной функции отсчетов используют функцию вида
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-5t.gif)
где х=2
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
Fв - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала,
n - целое число, большее единицы, равное числу используемых частотных составляющих в спектре аналогового сигнала. Для решения той же задачи и достижения того же технического результата согласно настоящему изобретению предлагается преобразователь последовательности цифровых отсчетов с помощью заданной функции отсчетов вида
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-6t.gif)
где х=2
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
Fв - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала,
n - целое число, большее единицы, равное числу используемых частотных составляющих в спектре аналогового сигнала, содержащий восемь последовательно соединенных отдельных блоков преобразования (1), каждый из которых состоит из первого (2) и второго (3) перемножителей, сумматора (5) и квадратурного фазовращателя (4), причем вход квадратурного фазовращателя (4) объединен с информационным входом первого перемножителя (2) и является информационным входом данного блока преобразования, а выход квадратурного фазовращателя (4) соединен с информационным входом второго перемножителя (3), при этом выходы каждого указанного перемножителя подключены к соответствующим первому и второму входам сумматора (5), выход которого является выходом отдельного блока преобразования, при этом опорные входы первых перемножителей (2.1, 2.2) и опорные входы вторых перемножителей (3.1, 3.2) первого и второго блоков преобразования соответственно объединены и являются входами квадратурных опорных колебаний удвоенной частоты дискретизации, опорные входы первых перемножителей (2.3, 2.4) и опорные входы вторых перемножителей (3.3, 3.4) третьего и четвертого блоков преобразования соответственно объединены и являются входами квадратурных опорных колебаний частоты дискретизации, опорные входы первых перемножителей (2.5-2.8) и опорные входы вторых перемножителей (3.5-3.8) пятого-восьмого блоков преобразования соответственно объединены и являются входами квадратурных опорных колебаний половинной частоты дискретизации, информационный вход первого блока преобразования является информационным входом преобразователя последовательности цифровых отсчетов информации, а выход восьмого блока преобразования является выходом преобразователя последовательности цифровых отсчетов информации. Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение поясняется с помощью описания примера его выполнения со ссылками на сопровождающие чертежи. Фиг.1. Вид заданной функции
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-7t.gif)
где х=2
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
Fв - верхняя частота в спектре передаваемого сигнала,
n=16. Фиг.2. Спектр заданной функции отсчетов по фиг.1. Фиг.3. Блок-схема преобразователя последовательности цифровых отсчетов с помощью заданной функции отсчетов, приведенной на фиг.1. Подробное описание изобретения
Для достижения минимальных искажений на приеме последовательности цифровых отсчетов информации после фильтрации заданная функция отсчетов должна быть периодической с периодом, привязанным к периоду повторения последовательности цифровых отсчетов Тс=1/Fв, a спектр этой заданной функции отсчетов должен быть компактным с уровнем побочных составляющих спектра менее 80 дБ. Искомая заданная функция отсчетов задается выражением
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-8t.gif)
где х=2
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
Fв - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала,
n - целое число, большее единицы, равное числу используемых частотных составляющих в спектре аналогового сигнала, имеет вид, показанный на фиг.1 (функция показана для n=16). Величину n определяют по формуле n=Т/2Тс, где Т - заданный интервал обработки (период заданной функции отсчетов), в данном случае 10,66667 мс, а Тс=1/Fв - период повторения последовательности цифровых отсчетов информации. Эта заданная функция отсчетов имеет двойной периодический характер: компонента sinх обеспечивает "высокочастотную" периодичность, которая затухает по мере удаления от центрального значения. Однако это затухание продолжается не до бесконечности, т.к. компонента
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-9t.gif)
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-10t.gif)
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-11t.gif)
где х=2
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207049/960.gif)
Fв - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала,
n - число используемых частотных составляющих в спектре аналогового сигнала(в данном примере n=16). На приемной стороне из принятого аналогового сигнала восстанавливают исходную последовательность цифровых отсчетов информации с использованием цифрового фильтра с импульсной характеристикой, равной заданной функции отсчета на передающей стороне. Восстановленная по настоящему изобретению на приемной стороне последовательность цифровых отсчетов информации имеет искажения в отсчетных точках (при отсутствии шумов) не хуже 10-4%, по сравнению с известным способом по прототипу, в котором соответствующие искажения составляют 1%. Промышленная применимость
Данное изобретение может использоваться в технике связи, измерениях и в любых иных приложениях, где необходимо передать или преобразовать информацию с использованием заданной функции отсчетов информации. При этом предложенная заданная функция отсчетов обеспечивает минимальные искажения при передаче дискретных отсчетов по реальным каналам связи с несущей частотой. Если на вход преобразователя последовательности цифровых отсчетов подать прямоугольные импульсы единичной амплитуды с частотой Fв (верхней частотой в спектре передаваемого аналогового сигнала), то указанный преобразователь будет выполнять функции генератора предложенной заданной функции отсчетов вида
![способ передачи информации и преобразователь последовательности цифровых отсчетов, патент № 2207737](/images/patents/263/2207737/2207737-12t.gif)
и может быть использован в указанном качестве в технике передачи и приема информации. Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретный пример его реализации, этот пример никоим образом не ограничивает объема патентных притязаний, который определяется прилагаемой формулой изобретения с учетом возможных эквивалентов.
Класс H04L27/10 с частотно-модулированной несущей, те осуществляющие манипуляцию путем сдвига частоты