Способ передачи и приема радиосигналов

 

Использование: в радиосвязи, а именно в системах связи с относительной фазовой манипуляцией при параллельном кодировании кодом с избыточностью не менее трех. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости путем снижения пикфактора. Это достигается исключением кодовых комбинаций, дающих при параллельном кодировании групповые радиосигналы с низкой энергетикой, и линейного усиления оставшихся комбинаций, группового многоканального радиосигнала до максимального занчения. В известных способах подобная задача решается введением амплитудного ограничения многоканального радиосигнала, которое дает приращение мощности в каждом канале, но сопровождается перекрестными искажениями и появлением внеполосных излучений. 1 ил.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в многоканальных радиолиниях связи с относительной фазовой телеграфией (ОФТ).

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости путем снижения пикфактора.

Сущность способа состоит в следующем.

Многоканальная радиосвязь осуществляется на n когерентных поднесущих частотах. Фаза каждой частоты определяется соответствующим символом группового двоичного /n, k-кода, причем символу "1" соответствует начальная фаза 180^о, а символу "0"-начальная фаза 0^о. Таким образом, в течение одной кодовой комбинации при параллельном кодировании существует многочастотный параллельный составной сигнал (ПСС). Амплитудная огибающая ПСС зависит от соотношения начальных фаз поднесущих и определяется формулой V(t) = где l_i∈ 0; 1 - символы кодовых комбинаций; i = 0; 1. . . n-1; n.

Максимум огибающей U(t) = nU, где n - количество поднесущих; U - уровень одной поднесущей, будет когда начальные фазы всех поднесущих одинаковы, т. к. в нашем случае, когда все символы /n, K/-кода равны "0" или "1". Если кодовые слова, состоящие из n "0" или "1" исключают, то можно получить значение U(t) < nU, т. е. сигнал с улучшенным пикфактором. Следовательно, линейно усиливая такой сигнал, можно увеличить среднюю мощность группового сигнала и мощность, приходящуюся на каждую поднесущую. В предлагаемом способе это осуществляется за счет использования свойств групповых /n, K/-кодов. Если в результате сложения по модулю два информационной части (К символов) /n, K/-кодов получается слово из К "0" или К "1", то и проверочная часть n-К символов также состоит из n-К "0" или "1". Если же добавить к информационной части (К одинаковых символов) (К+1)-й противоположный символ и по полученной информационной части, состоящей из К+1 символов, получить n - (К+1) проверочных символов, то такой /n, K+1/-код соответствует ПСС, максимум амплитудной огибающей которого меньше чем nU. Расчеты и эксперимент показывают, что при избыточности кода не менее трех максимумы амплитудных огибающих ПСС, соответствующих кодовым комбинациям групповых /n, K/-кодов, не содержащих n одинаковых символов, не менее чем в два раза меньше ПСС, соответствующих комбинации с одинаковыми символами.

На чертеже приведена структурная схема системы радиосвязи, реализующей предлагаемый способ.

Система содержит синхронизатор 1, генератор 2 и 21 тактовых импульсов, К-разрядный регистр 3 сдвига, 4, 19 - сумматоры 4 и 19 по модулю два, регистр 5 памяти с параллельным входом, делитель 6 на К, К-входовый элемент ИЛИ-НЕ, ПЗУ 8 с (k+1)-разрядной адресной шиной и n-разрядным выходом n фазовых манипуляторов 9 на 180^о, генераторы 10 и 17 сетки частот, сумматор 11, усилитель 12, радиопередатчик 13, радиоприемник 14, блок 15 фильтров, блок 16 фазовых детекторов, блок 18 запоминающих устройств, преобразователь 20 параллельного кода в последовательный и декодер 22.

Система работает следующим образом.

Информация поступает на синхронизатор 1, на второй вход которого подаются импульсы с генератора 2 тактовых импульсов, частота которых равна частоте информации. Далее информация подается на вход К-разрядного регистра 3 сдвига, на тактовый вход которого поступают импульсы с генератора 2. На выходных шинах регистра 3 с приходом переднего фронта К-го тактового импульса одновременно присутствуют К символов информации. Эти же символы присутствуют на К-входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выполняющих роль сумматора 4 по модулю два, на вторые входы сумматора 4 подаются сигналы с регистра 5 памяти. С выходов элементов сумматора 4 сигналы поступают на входы регистра 5 памяти, на выходе которого эти же символы появляются при поступлении на его тактовый вход импульса с делителя 6 на К, на вход которого поступают сигналы с генератора 2 тактовых импульсов. Делитель 6 должен срабатывать по заднему фронту тактовых импульсов. Таким образом, до окончания К-го символа i-го блока информации на выходе регистра 5 памяти сохраняется (i-1)-й блок из К символов, образованных сложением по модулю два (i-1)-го информационного блока с (i-2)-м блоком символов на выходе сумматора по модулю два и т. д.

Например, в начале работы на К-выходов регистра 5 установятся символы "0", эти же символы имеются на входах элементов сумматора 4. Информационные символы поступают на вход регистра 3 и по передним фронтам тактовых сигналов продвигаются по выходным шинам. Эти же символы поступают на входы сумматора 4 и суммируются по модулю два с символами "0". По окончании К-го информационного символа на всех К-входах регистра 5 установятся символы - результаты сложения К информационных символов с символами "0", которые были на выходах этого регистра. Эти символы по заднему фронту К-го тактового импульса переходят на выходные шины регистра 5. С выхода регистра 5 сигналы поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 7. Если на входах элемента 7 все символы "0", то на выходе этого элемента устанавливается символ "1", во всех остальных случаях - символ "0". С выхода регистра 5 К символов, а с выхода элемента 7 (k+1)-й символ поступают на К+1 адресные входы ПЗУ 8. По адресу на входе ПЗУ 8 на его выходе появляется соответствующая кодовая комбинация кода n, K+1 информационных символов, которая предварительно записана в память ПЗУ 8, причем значения К+1 адресных символов совпадают со значениями К+1 информационных символов полученного кодового слова, а остальные n - (К+1) проверочные символы определены К+1 информационными и используемым /n, K+1/-кодом. С выходов ПЗУ 8 сигналы поступают на входы фазовых манипуляторов 9, на вторые входы которых поступают частоты с генератора 10 сетки частот. С выхода манипуляторов 9 фазоманипулированные колебания с фазами0 соответствующими символам (n, K+1)-кода "0" - 0о, "1" - 180о поступают на сумматор 11, где образуется многоканальный групповой радиосигнал, который затем усиливается в усилите 12 и поступает на радиопередатчик 13.

Переданный радиосигнал принимается радиоприемником 14. С его выхода групповой радиосигнал поступает на блок 15 фильтров, состоящий из n фильтров, с выхода которого n частот поступают на входы фазовых детекторов 16, на входы которых поступают частоты с генератора 17 сетки частот. С выходов детекторов 15 сигналы поступают на входы ячеек памяти блока 18 запоминающих устройств и на n сумматоров 19 по модулю два, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов элементов 18 памяти. На выходах сумматоров 19 получается n-разрядный параллельный код, который в элементе 20 преобразуется в последовательный n-разрядный код. В качестве преобразователя можно использовать регистр с параллельным входом и последовательным выходом, в котором по импульсам, поступающим с генератора 21 тактовых импульсов, происходит последовательное считывание информации с входных шин. С выхода регистра 20 сигнал поступает на декодер 22, осуществляющий исправление ошибок и преобразование /n, K+1)-кода в К-код. Элементы 2, 6, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 и 22 могут быть выполнены так, как в прототипе. Элементы 3, 4, 5 и 7 являются стандартными элементами микроэлектроники, элементы 13 и 14 - стандартными радиопередатчиком и радиоприемником. Сумматор 4 по модулю два и фазовые манипуляторы 9 могут быть выполнены на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, например на микросхемах К533ЛП5. ПЗУ 8 может быть выполнено на микросхемах КМ1608РТ1 или КМ1608РТ2, а регистры 3, 5 и 20 - на микросхемах К533ИР1. В качестве синхронизатора 1 можно использовать D-триггер К533ТМ2, элемент 7 - микросхема ИЛИ-НЕ К533ЛЕ3.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет повысить помехоустойчивость радиосвязи путем устранения перекрестных помех и внеполосных излучений. В прототипе перекрестные помехи и внеполосные излучения появляются в результате амплитудного ограничения группового радиосигнала, которое применяется для увеличения мощности в каналах с целью повышения их помехоустойчивости. В предлагаемом способе увеличение мощности в каждом канале достигается путем исключения кодовых комбинаций, дающих групповой радиосигнал с низкой энергетикой, максимальная амплитуда которых равна nU, а мощность на канал равна Р_к = P/n². Это исключение позволяет линейно усилить оставшиеся комбинации группового радиосигнала до амплитуды nU. Для этого в предлагаемом способе при передаче суммирование по модулю два осуществляется после разделения информации на блоки по К символов, причем сложение К символов i-го блока осуществляют с К символами, полученными при сложении по модулю два (i-1)-го блока информации с предыдущей суммой, полученной в результате сложения блок символов анализируют и добавляют к нему (К+1)-й символ "1" при наличии в блоке К нулей или символ "0" при наличии в нем хотя бы одной единицы. Затем добавляют n-(К+1) проверочных символов, а на приеме декодируют n-элементный групповой код декодером (n, K+1) и выделяют К информационных символов путем исключения (К+1)-го символа.

(56) Аппаратура передачи дискретной информации. Под ред. Заездного А. М. М. : Связь, 1970, с. 100 и 101.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА РАДИОСИГНАЛОВ, заключающийся на передаче в разделении передаваемых сигналов на блоки кодовых комбинаций по k сигналов в каждом блоке, поразрядном сложении по модулю два сигналов каждой i-й кодовой комбинации с (i - 1)-й кодовой комбинацией, введении в полученные блоки кодовых комбинаций (n - k) проверочных сигналов, формировании группового сигнала путем манипулирования по фазе каждой из поднесущих частот с одинаковым частотным интервалом и усилении, а на приеме в демодуляции группового сигнала сложение по модулю два каждой i-й комбинации с (i - 1)-й кодовой комбинацией и преобразовании параллельного группового (n, k)-кода в последовательный, отличающийся тем, что с целью повышения помехоустойчивости путем снижения пикфактора, на передаче анализируют блок k сигналов, полученных сложением по модулю два 2i- и (i - 1)-й кодовых комбинаций, и доабвляют дополнительный символ "1" при наличии в сумме k нулей, а при наличии хотя бы одной единицы добавляют дополнительный символ "0" и добавляют n - (k + 1) проверочных сигналов, а на приеме выделяют k информационных сигналов путем исключения (k - 1)-го сигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1