Способ передачи параллельного многочастотного составного сигнала

 

Изобретение относится к передаче цифровой информации и может быть использовано для реализации многоканальных модемов с параллельными многочастотными составными ортогональными сигналами. В способе передачи параллельного многочастотного составного сигнала, заключающемся в формировании N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, их относительной фазовой модуляции, в фильтрации группового сигнала, излучении последнего в направлении приемного устройства, осуществляют дискретизацию каждого из N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, формируя N параллельных последовательностей отсчетных импульсов, превращают путем последовательной коммутации N параллельных последовательностей отсчетных импульсов канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов в одну групповую последовательность отсчетных импульсов, усиливают импульсы группой последовательности отсчетных импульсов и подают их на вход фильтра, при этом при использовании одно-, двукратной относительной фазовой модуляции канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов формируют отсчетные импульсы при дискретизации N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов в моменты времени, в которые мгновенные значения канальных гармонических сигналов равны от их амплитуды U_o. Технический результат заключается в снижении требований к величине динамического диапазона усиления группового многочастотного составного сигнала и повышении энергетической эффективности его передачи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

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

Известен способ передачи параллельного многочастотного составного сигнала (см. Аппаратура передачи дискретной информации МС-5. Под ред. А.М. Заездного, Ю.Б. Окунева. - М.: Связь, 1970, 152 с.), заключающийся в формировании N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, их относительной фазовой модуляции, в получении группового сигнала путем суммирования N промодулированных канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, в ограничении, усилении, фильтрации группового сигнала, излучении последнего в направлении приемного устройства.

Недостатком способа-прототипа являются ограниченные функциональные возможности, связанные с повышенными требованиями к величине динамического диапазона усиления, и связанная с этим недостаточная энергетическая эффективность передачи.

Указанный недостаток связан с тем, что групповой параллельный многочастотный составной сигнал, сформированный путем суммирования N промодулированных канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, характеризуется высоким пик-фактором.

Действительно, если предположить, что амплитуды всех канальных гармонических сигналов одинаковы и равны U_о, то амплитуда U_max группового многочастотного составного сигнала равна U_max=N·U_o. Соответственно мощность каждого из канальных гармонических сигналов равна P_i = kU_o²/2, где k - коэффициент с размерностью 1/Ом. Средняя мощность P_ср группового многочастотного составного сигнала равна P_ср = N · P_i = N · kU_o²/2, а значение пиковой мощности P_max группового сигнала определяется как P_max = k · U_o² = k · N² · U_o²/2 = N · P_ср.

Следовательно, в способе-прототипе динамический диапазон усиления группового многочастотного составного сигнала в N раз превышает динамический диапазон канальных гармонических сигналов, что приводит к снижению энергетической эффективности усиления так как параметры усилителя, например предельная мощность, ток смещения, должны выбираться не по средней мощности P_ср группового сигнала, а из его пиковой мощности P_max.

Для снижения требований к величине динамического диапазона усиления и повышения энергетической эффективности в способе-прототипе перед выполнением операции усиления осуществляют двустороннее ограничение пиков группового многочастотного составного сигнала.

Однако применение ограничения группового многочастотного составного сигнала приводит к нелинейным искажениям последнего и как следствие к снижению помехоустойчивости передачи информации.

Целью предлагаемого изобретения является снижение требований к величине динамического диапазона усиления группового многочастотного составного сигнала и повышение энергетической эффективности его передачи.

Поставленная цель достигается тем, что в способе передачи параллельного многочастотного составного сигнала, заключающемся в формировании N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, их относительной фазовой модуляции, в фильтрации группового сигнала, излучении последнего в направлении приемного устройства, осуществляют дискретизацию каждого из N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, формируя N параллельных последовательностей отсчетных импульсов, превращают путем последовательной коммутации N параллельных последовательностей отсчетных импульсов канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов в одну групповую последовательность отсчетных импульсов, усиливают импульсы групповой последовательности отсчетных импульсов и подают их на вход фильтра.

В результате формирование группового параллельного многочастотного составного сигнала, характеризующегося высоким пик-фактором, осуществляется непосредственно при его фильтрации после выполнения операции усиления.

Принимая во внимание, что амплитуда отсчетных импульсов принимает значения, соответствующее амплитуде канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, можно утверждать, что в заявляемом способе динамический диапазон усиления уменьшается по сравнению со способом-прототипом в U_max/U_o=N · U_o/U_o = N раз, в соответствующее число раз повышается энергетическая эффективность ε² операции усиления Еще больший эффект может быть получен, если кратность модуляции при передаче информации не превышает 2.

Для этого в способе передачи параллельного многочастотного составного сигнала, заключающемся в формировании N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, их одно-, двукратной относительной фазовой модуляции, дискретизации каждого из N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, превращении путем последовательной коммутации N параллельных последовательностей отсчетных импульсов канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов в одну групповую последовательность отсчетных импульсов, усилении импульсов групповой последовательности отсчетных импульсов, их фильтрации, формируют отсчетные импульсы при дискретизации N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов в моменты времени, в которые мгновенные значения канальных гармонических сигналов равны от амплитуды U_о.

Принимая во внимание, что в случае одно-, двукратной относительной фазовой модуляции амплитуда формируемых отсчетных импульсов принимает значения можно утверждать, что в заявляемом способе динамический диапазон усиления уменьшается по сравнению сo способом-прототипом в раз и соответственно в 2 · N число раз повышается энергетическая эффективность ε² операции усиления.

Предлагаемое изобретение поясняется примером конкретного выполнения передающего устройства параллельного многочастотного составного сигнала, приведенным на чертеже.

Передающее устройство содержит N формирователей канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, выполненных вместе с устройствами относительной фазовой модуляции соответствующих канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов 1.1 - 1.N, N формирователей отсчетных импульсов 2.1 - 2.N, последовательно соединенные коммутатор 3, блок усиления 4, блок фильтрации 5, генератор 8, причем выход блока фильтрации 5 служит выходом 6 передающего устройства, входами 7.1 - 7.N передающего устройства служат информационные входы N формирователей канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов 1.1 - 1.N, выходы N формирователей канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов 1.1 - 1.N соединены с информационными входами соответствующих N формирователей отсчетных импульсов 2.1 - 2.N, выходы последних подключены к соответствующим информационным входам коммутатора 3, выход генератора подключен к соединенным вместе управляющим входам N формирователей канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов 1.1 - 1.N, N формирователей отсчетных импульсов 2.1 - 2.N коммутатора 3.

Работа заявляемого способа заключается в последовательной реализации следующих операций.

1. Осуществляется формирование N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, их относительная фазовая модуляция.

Данные операции осуществляются N формирователями канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов 1.1 - 1.N, выполненных вместе с устройствами относительной фазовой модуляции соответствующих канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов; величина фазовых сдвигов канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов определяется кратностью применяемой модуляции и информацией, поступающей на входы 7.1 - 7.N передающего устройства. Синхронизация работы N формирователей канальных сигналов 1.1 - 1. N осуществляется по их управляющим входам соответствующими сигналами генератора 8.

2. Осуществляется дискретизация каждого из N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, формируются N параллельных последовательностей отсчетных импульсов; при использовании одно-, двукратной относительной фазовой модуляции на длительности каждого периода каждого из N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов формируются четыре отсчетных импульсов, временное положение которых соответствует моментам времени, в которые мгновенные значения канальных гармоническиx сигналов принимают значения от их амплитуды U_о.

Данная операция осуществляeтся N формирователями отсчетных импульсов 2.1 - 2. N в соответствии с поступающими от N формирователей канальных сигналов 1.1 - 1.N на их информационные входы канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов. Синхронизация работы N формирователей отсчетных импульсов 2.1 - 2.N осуществляется по их управляющим входам соответствующими сигналами генератора 8.

3. Осуществляют превращение N параллельных последовательностей отсчетных импульсов канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов в одну групповую последовательность отсчетных импульсов.

Данная операция выполняется коммутатором 3, в котором в соответствии с управляющими сигналами, формируемыми генератором 8, осуществляется последовательная коммутация поступающих на информационные входы от соответствующих N формирователей отсчетных импульсов 2.1 - 2.N последовательностей отсчетных импульсов канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов на его выход. На выходе коммутатора 3 формируется групповая последовательность отсчетных импульсов.

4. Осуществляется усиление групповой последовательности отсчетных импульсов.

Операция выполняется блоком усиления 4.

5. Осуществляется фильтрация групповой последовательности отсчетных импульсов, в результате чего осуществляется формирование группового параллельного многочастотного составного сигнала, который излучается в направлении приемного устройства.

Данные операции выполняются в блоке фильтрации 5. Вследствие инерционных свойств блока фильтрации 5 в нем осуществляется формирование группового параллельного многочастотного составного сигнала из поступающей на вход групповой последовательности отсчетных импульсов, усиленной блоком усиления 4. Групповой параллельный многочастотный составной сигнал с выхода блока фильтрации 5 поступает на выход 6 передающего устройства и излучается в направлении приемного устройства.

Подобное выполнение заявляемого способа передачи параллельного многочастотного составного сигнала позволяет снизить требования к величине динамического диапазона усиления и увеличить связанную с этим энергетическую эффективность передачи, так как параллельный многочастотный составной сигнал, характеризующийся высоким пик-фактором, формируется на выходе передающего устройства после завершения операции его усиления.

Формула изобретения

1. Способ передачи параллельного многочастотного составного сигнала, заключающийся в формировании N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, их относительной фазовой модуляции, в фильтрации группового сигнала, излучении последнего в направлении приемного устройства, отличающийся тем, что осуществляют дискретизацию каждого из N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов, формируя N параллельных последовательностей отсчетных импульсов, превращают путем последовательной коммутации N параллельных последовательностей отсчетных импульсов канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов в одну групповую последовательность отсчетных импульсов, усиливают импульсы групповой последовательности отсчетных импульсов и подают их на вход фильтра.

2. Способ передачи параллельного многочастотного составного сигнала по п.1, отличающийся тем, что при использовании одно-, двукратной относительной фазовой модуляции канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов формируют отсчетные импульсы при дискретизации N канальных взаимно ортогональных гармонических сигналов в моменты времени, в которые мгновенные значения канальных гармонических сигналов равны от их амплитуды U₀.

РИСУНКИ

Рисунок 1