SU1164892A1 - Способ передачи и приема двоичных сигналов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ передачи и приема двоичных сигналов, при котором на передаче осуществл ют- коррел ционное преобразование пол рности импульсов исходной двоичной последовательности и преобразованную после довательность передают, а на приеме прин тую последовательность строби- руют в отсчетные моменты времени через тактовые интервалы, амплитуду каждого сигнала, полученного после стробировани , сравнивают с заданным порогом и восстанавливают исходную двоичную последовательность, отличающийс  тем, что, с целью повышени помехоустойчивости, перед передачей перед каждым импульсом преобразованной последовательности формируют дополнительный импульс, пол рность которого устанавливают в соответствии с коррел ционным преобразованием пол рности импульсов исходной двоичной последовательности , а на приеме перед сравнением каждого сигнала, полученного после стробировани , с заданным порогом опредёл5вот его пол рность И формируют сигнал, соответствующий пол рности данного сигнала, полученного после стробировайи , и сигнал предсказани  пол рности последующего сигнала, полученного после стробировани  в последующий отсчетный момент времени в соответствии с коррел ционным преобразоваиием , осуществл емым на передаче, который сравнивают с сигналом, соответствующим пол рности последующего сигнала, полученного после стробировани , и при их несовпадении увеличивают заданный порог.

Description

2, Способ по п. I, отличающий:с  тем, что дл  каждого импульса преобразованной двоичной последовательности формируют дополнительные импульсы , отстающие от соответствующего импульса преобразованной двоичной последовательности, а на приеме перед сравнением ка5вдого сигнала, полученного после стробировани , сзаданнымАпорогом шчитаютиз амплитуды соответствующего сигнала, полученного после стробировани , амплитуды соответствующих дополнительных импульсов преобразованной двоичной последовательности в соответствии с ранее прин тыми импульсами преобразованной двоичной последовательности . ,

3. Устройство дл  передачи и приема двоичных сигналов, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные кодер и формирователь выходного сигнала, а на приемной стороне - последовательно соединенные формирователь входного сигнала , решающий блок и регистр сдвига , отличающеес  тем, что введены последовательно соединенные инвертор, элемент совпадени , блок предсказани  пол рности и блок сравнени , при этом выход первого разр да регистра сдвига подключен к другому входу элемента совпадени , выход блока сравнени  подключен к входу инвертора и к управл юЩему входу решающего блока, дополнительный выход которого подключен к другому входу блока сравнени ,

4. Устройство по п. 3, отличающеес  тем, что вьгход последующего разр да регистра сдвига подключен к дополнительному управл ющему входу решающего блока.

- , I

Изобретение относитс  к передаче данных, в частности к способам синхронной передачи и приема дискретны сигналов через частотно-ограниченные каналы св зи с использованием коррел ционного преобразовател  (кодировани ) сигналов по уровню.

Цель изобретени  - повышение помхоустойчивости . . .

Сущность способа передачи и приема двоичных сигналов заключаетс  в следующем.

На передак цей стороне исходные двоичные сигналь преобразуют в последовательность разнопол рных импульсов и .пауз, синхронизированных тактовым сигналом. Пол рность каждого очередного да1пульса устанавливают относительно одного из ранее переданных импульсов в- соответствии с выбранным длл данной системы передачи законом коррел ционного преобразовани .

Преобразованный соответствующим образом сигнал передают через непрерывный канал передачи, включающий помимо частотно-ограниченного канала св зи формирователи сигнала на передающей и прнемной сторонах.

Прин тый на приемной стороне непрерывный сигнал стробируют в отсчетные моменты времени, задаваемые тактовым сигналом, и восстанавливают исходную двоичную последовательность , сравнива  импульсы, полученные после стробировани , отсчеты сигнала с заданным порогом.

Результирующий сигнал формируют

так, что каждому переданному импульсу соответствует не один, а несколько импульсов (ненулевые отсчеты сигнала), один из которьк основной, несущий информацш), и

один или несколько дополнительных, и импульсы нулевых отсчетов (с точностью до погрешностей формировани , искажений и помех в канале св зи).

Причем на передающей стороне перед основньи импульсом (основной ненулевой отсчет сигнала) формируют хот  бы один дополнительный импульс (опережакадий), относительную пол рность устанавливают в соответствии с выбранным на передаче коррел ционным преобразователем, а именно в зависимости от выбранного закона коррел ционного преобразовани  указанные импульсы должны иметь одинаковые пол рности (или противоположные пол рности). Формирование дополнительных импульсов сокращает полосу частот, занимаемую сигналом, но вызывает межсимвольные искажени , преп тствующие восстановлению исходного двоичного сигнала. Межсимвольные искажени , вызьгеае- мые дополнительными импульсами, поступающие после основного импульса , несущего, информацию, могут быть устранены известным способом с испол зованием ранее восстановленных дноичных сигналов (так называемый при ем с обратной св зью по решению). Восстановление исходной двоичной последовательности по данному способу (устранение межсимвольных искажений , вызываемых дополнйтельньм импульсом, опережающим основной импульс ) осуществл етс  благодар  введению соответстви  между относительным знаком опережающего дополнительного импульса выбранным законом коррел ционного преобразований В результате такого согласовани  формы сигнала на передаче результирующий сигнал на приеме обладает сле дукнцими свойствами; дл  каждого отсчетного времени можно с высокой веро тностью предсказать разрешенную пол рность основного импульса, если на приемной стороне известны пол рно сти ранее прин тых импульсов и закон коррел 1)№К н&6го преобразовани , выполненного на передающей стороне; еслн данный отсчетный момент соответ ствует передаче паузе, то знак по л рности опережанадего импульса после дующего отсчетногомомента противопол жен разрешенному дл  данного отсчетного момента знйку пол рности основ , него импульса; если данный отсчетш момент соответствует передаче импуль са, то знак пол рности опережающего импульса последующего отсчетного момента совпадает с разрещенным знаком пол рности дл  данного отсчетного момента и, следовательно,, увеличивает принимаемый основной импульс. Эти сэойства сигнала позвол ют, несмотр  на сильную межсимвольную интерференцию из-за некомпенсируемых опережающих импульсов, осуществл ть восстановление исходного сигнала следующим образом. На приемной стороне фиксируют не только амплитуду, но и знак пол рности каждого импульса и по ранее декодированным импульсам с учетом знака их пол рности и коррел ционного преобразовани  вырабатывают сигнал предсказани  знака пол рности основного импульса последующего отсчетного момента. Перед сравнением амплитуды каждого импульса с порогом сравнивают его фактический знак пол рности с предсказанным знаком пол рности и при их несовпадении увеличивают первонаг чально установленный порог. Несовпадение знаков пол рности . при правильном восстановлении ранее прин того сигнала свидетельствует, что прин тый импульс свысокой веро тностью не  вл етс  основным. Увеличение в этом случае порога обеспечивает отстройку от ложного декодировани  двоичной единицы в момент поступлени  опережающего импульса последунщего отсчетного момента. Суммирование опере  ающего импульса с основным импульсом дает отсчет, суммирующий з еличенный порог, что обеспечивает быстрое восстановление устойчивой работы приемника после возникновени  ошибки при декодировании. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема устройства, реализующего данный способ. Устройство дл  приема дискретных сигналов с коррел ционным кодирова- . нием по уровню содержит кодирующий блок 1 и формирователь 2 сигнала, . на передающей стороне и на приемной стороне - формирователь 3 входного сигнала, рещающий блок 4, регистр 5 сдвига, блок 6 предсказани  знака, блок 7 сравнени , элемент 6 совпа-. дени  и инвертор 9. Устройство, реализующее способ, работает следуюпцм образом. Двоичный информационный сигнал, одлежащий передаче, поступает на ход кодирующего блока I, с выхода оторого кодированный сигнал поступат на формирователь 2 сигнала, в отором двоичный сигнал преобразует  в разнопол рный снгнаЛ таким бразом, чтобы,нулевым символам сответствовало нулевое значениесигна3П

ла (пауза), а единичным - положительный или отрицательный импульс. Выработка пауз и импульсов синхронизирована тактовым колебанием передатчика . Знак очередного импульса устанавливаетс  в сортветствии с выбранным .знаком коррел ционного преобразовани .

Переданные информационные . сигналы в виде разнопол рных единичнь х импульсов (т.е. импульсов, соответствующих единичному информационному символу) через формирователь 3 входного сигнала поступают в решающий блок 4. Передаточные функции формировател  2 сигнала на передаче и формировател  3 входного сигнала на приеме выбираютс , исход  из желаемой формы спектра на входе решающего блока 4 и услови  оптимальности системы передачи.

Кроме выполнени  основной функции - формировани  спектра, формирователь 2 сигнала и формирователь 3 входного сигнала могут .в зивисимости от.конкретных условий передачи осуществл ть также перенос спектра в полосу пропускани  св зи и обратно, согласование сигнала с каналом св зи , компенсацию линейных искажений

сигнала в канале св зи, f . ,

В решающем блоке 4 a6coJBoTHbie величины отсчетов входного сигнала,, вз тых в моменты, определ емые так- товым колебанием, сравниваютс  с порогом , величина которого измер етс  от управл ющих воздействий.по соответствующим входам решающего блока 4. Если абсолютна  величина отсчета превьш1ает порог, то на выходе решающего блока формируетс  и записьшаетс  в регистр 5 сдвига информационна  единица, в противном записываетс  информационньй нуль. Информаци , записанна  в регистр 5 сдвига, продвигаетс  с тактовой частотой, равной частоте вз ти  отсчетов сигнала в решающем . блоке 4, С выхода первого разр да регистра 5 сдвига информаци  через элемент 8 совпадени  поступает в блок б предсказани  знака, который, анализиру  ранее прин тые и декоди/рованные информационные символы, предсказьшает дл  каждого такта разрешенный знак основного отсчета, которьй может быть передан в данном такте) в соответствии с коррел цион48926

ным преобразованием, выполненным на передаче. В блоке 7 сравнени - выходной сигнал блока 6 предсказани  знака, предсказывающий знак основного отсчета импульса, сравниваетс  с сигналом, соответствующим фактическому знаку текущего отсчета, который поступает с соответствующего выхода решающего блока 4.

О При совпадении фактического знака отсчета с предсказанным знаком на выходе блока 7 сравнени  и на управл ющем входе решающего блока 4 устанавливаетс  логический нуль, а на

5 выходе инвертора 9 - логическа  единица . При этом в решающем блоке 4 используетс  исходное (нормальное) значение порога, на элемент 8 совпадени  поступают информационные символы из регистра 5 сдвига в блок 6 предсказани  знака.

При несовпадении сравниваемых знаков на выходе блока 7 сравнени  устанавливаетс  логическа  единица, котора , поступа  на управл ющий вход решающего блока 4, измен ет в нем соотношение между абсолютной величиной отсчета сигнала и порогом сравнени , увеличива  порог. Этот

0 же сигнал с выхода блока 7 сравнени  через инвертор 9 поступает на второй вход элемента 8 совпадени , запреща  передачу логических единиц из регистра 5 сдвига.через элемент 8

5. совпадени  в блок 6 предсказани 

знака. Тем самым процесс чередовани  предсказываемых знаков, проход щих в блок 6 предсказани  знака под действием информационных символов, приводитс  в соответствие с фактическим знаком отсчета, превысившего по абсолютной величине увеличенный порог и декодированного решающим блоком 4 в логическую единицу. Таким образом

5 при декодировании информационного

сигнала в решающем блоке 4 используетс  два порога срабатьгоани : один дл  отсчета предсказаний пол рности , другой увеличенный дл  противоположной. В результате при соответствующем выборе нормального и увеличенного порогов ненулевые опережающие отсчеты единичных импульсов , переданных вслед за декодируемым символом, не оказьшают мешающего вли ни  на декодирование, поскольку их знак пол рности согласован; . с коррел ционным преобразованием . .

7

Если единичный импульс на выходе решающего блока 4 имеет, кроме того, ненулевой отсчет, отстающий от основного на tn тактов, то этот отсчет накладьшаетс  на основной отсчет символа, декодируемого на m тактов позднее. Это мешающее вли ние устран етс  путем вычитани  из декодируемого отсчета отстающих отсчетов ранее декодированных единичных импульсов с учетом их знака.

Дл  этого второй управл ющий вход рещающего блока 4 соединен с выходом m -разр да регистра 5 сдвига а в решающем блоке 4 определ етс  и запоминаетс  знак единичного импульса , прин того на m тактов ранее. Если используетс  единичный импульс с несколькими ненулевыми отстающими отсчетами ,то используютс  несколько разр дов регистра сдвига 5.В случае,если используетс  единичный импульс без . отстающих отсчетов, то выход m-го разр да регистра сдвига не используетс , а в качестве одноразр дного регистра 5 сдвига может примен тьс  триггер. Требуема  последователь ,ность выполнени  процесса работы устройства и необходимые задержки .обеспечиваютс  соответствующими

648928 ,

временными сдвигами тактовых импуль сов, подаваемых в регистр сдвига 5, решающий блок 4 и блок 6 предсказани  знака.

Применение предлагаемого способа передачи и приема двоичных сигналов и устройства дл  его осуществлени  дают возможность использовать в системах передачи дискретных сигналов такие формы информационных импульсов и соответствующие им формы спектра сигнала, которые не находили применени  на практике при известных способах передачи и приема из-за значительных потерь помехоустойчивости . .Это, в свою оче.редь, позвол ет использовать полосу пропускани  канала св зи в более широких участках спектра, перераспредел ть энергию сигнала внутри занимаемой полосы передачи дл  сзпрественного ослаблени  вли ни  наиболее искажающих участков полосы пропускани  канала св зи (например , крайних участков полосы пропускани  в стандартных каналах тональной частоты или центральных участков первичного широкополосного

канала ЕАСС).

Claims (4)

1. Способ передачи и приема двоичных сигналов, при котором на передаче осуществляют· корреляционное преобразование полярности импульсов исходной двоичной последовательности и преобразованную последовательность передают, а на приеме принятую последовательность стробируют в отсчетные моменты времени через тактовые интервалы, амплитуду каждого сигнала, полученного после стробирования, сравнивают с заданным порогом и восстанавливают исходную двоичную последовательность, отличающийся тем, что, с целью повышения'помехоустойчивости, перед передачей перед каждым импульсом преобразованной последовательности формируют дополнительный импульс, полярность которого устанавливают в соответствии с корреляционным преобразованием полярности импульсов исходной двоичной последовательности, а на приеме перед сравне- _о нием каждого сигнала, полученного после стробирования, с заданным порогом определяют его полярность И формируют сигнал, соответствующий полярности данного сигнала, полученного после стробироваИия, и сигнал предсказания полярности последующего сигнала, полученного после стробирования в последующий Отсчетный момент времени в соответствии с корреляционным преобразованием, осуществляемым на передаче, который сравнивают с сигналом, соответствующим полярности последующего сигнала, полученного после стробирования, и при их несовпадении увеличивают заданный порог.

SU .1164892

И 64892

2. Способ по π. I, отличающий- ся тем, что для каждого импульса преобразованной двоичной последовательности формируют дополнительные импульсы, отстающие от соответствующего импульса преобразованной двоичной последовательности, а на приеме перед сравнением каждого сигнала, полученного после стробирования, с заданным* по'рогом вычитают из амплитуды соответствующего сигнала, полученного после стробирования, амплитуды соответствующих дополнительных импульсов преобразованной двоичной последовательностй в соответствии с ранее принятыми импульсами преобразованной двоичной последовательности. .

3. Устройство для передачи и приема двоичных сигналов, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные кодер й форми- рователь выходного сигнала, а на при· емной стороне — последовательно соединенные формирователь входного сигнала, решающий блок и регистр сдвига, отличающееся тем, что введены последовательно соединен ные инвертор, элемент совпадения, ' блок предсказания полярности и блок сравнения, при этом выход первого разряда регистра сдвига подключен к другому входу элемента совпадения, выход блока сравнения подключен к входу инвертора и к управляющему входу решающего блока, дополнительный выход которого подключен к другому входу блока сравнения.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что выход ’ последующего разряда регистра сдвига подключен к дополнительному управляющему входу решающего блока.