радиолиния с линейным уплотнением и разделением каналов

Формула изобретения

РАДИОЛИНИЯ С ЛИНЕЙНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ И РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ, содержащая на передающей стороне n источников дискретной информации, выходы которых соединены с первыми входами n канальных модуляторов, вторые входы которых соединены с выходами генератора линейно-независимых функций, выходы канальных модуляторов соединены с входами блока уплотнения, выход которого соединен с первым входом модулятора несущей, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей, выход модулятора несущей соединен с входом передатчика, на приемной стороне блок линейной части приемника, выход которого соединен с демодулятором несущей, выход которого соединен с входами n линейных избирательных систем, выходы которых соединены с входами канальных демодуляторов, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости радиолинии, введены на передающей стороне n преобразователей кода, входы которых соединены с выходами источников дискретной информации, n дешифраторов, входы которых соединены с выходами преобразователей кода, а выходы с входами канальных модуляторов, на приемной стороне n шифраторов, входы которых соединены с выходами канальных демодуляторов, n преобразователей кода, входы которых соединены с выходами шифраторов, а выходы с входами получателей информации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике радиосвязи и обеспечивает повышение помехоустойчивости информации за счет приема сигнала в целом путем введения в радиолинию на передающей стороне n преобразователей кода, n дешифраторов, а на приемной стороне - n шифраторов, n преобразователей кода.

Известны многоканальные радиолинии, которые решают задачу уплотнения и разделения каналов. Их недостатком является то, что они не позволяют использовать прием сигнала в целом и, следовательно, обладают низкой помехоустойчивостью.

Известна радиолиния с линейным уплотнением и разделением каналов, поэлементным приемом сигнала, в которой помехоустойчивость приема обеспечивается демодулятором несущей и канальными демодуляторами сигналов, несущих информацию о принятых двоичных элементах. Недостатком такой радиолинии является низкая помехоустойчивость, обусловленная поэлементным приемом сигнала.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости радиолинии с линейным уплотнением и разделением каналов за счет М-модуляции в канальных модуляторах, что позволяет осуществить обработку сигнала в целом в канальных демодуляторах с одновременным линейным разделением каналов.

Поставленная цель достигается тем, что в радиолинию введены на передающей стороне n преобразователей последовательного двоичного кода в параллельный двоичный код, входы которых соединены с выходами источников дискретной информации, n дешифраторов, входы которых соединены с выходами преобразователей кода, а выходы - с входами канальных модуляторов; на приемной стороне - n шифраторов, входы которых соединены с выходами канальных демодуляторов, n преобразователей параллельного двоичного кода в последовательный код, входы которых соединены с выходами шифраторов, а выходы - с входами получателей информации. Новизна и существенные отличия предложенной радиолинии заключаются в том, что введение преобразователей кода и дешифраторов на передающей стороне позволяет осуществлять М-ичную модуляцию ортогональных сигналов с последующим приемом сигналов в целом, что при выборе оснований модуляции М = 16, М = 32 позволяет получить значительный выигрыш в помехоустойчивости с одновременным линейным разделением каналов на приемной стороне.

На фиг. 1 приведена структурная схема радиолинии, передающая сторона; на фиг. 2 - то же, приемная сторона.

На передающей стороне (см. фиг. 1) выходы источников дискретной информации 1 соединены с выходами преобразователей 2 последовательного двоичного кода в параллельный, выходы которых соединены с входами дешифраторов 3, выходы которых соединены с первыми входами канальных модуляторов 4, вторые входы которых соединены с выходами генератора линейно независимых функций 5, выходы канальных модуляторов соединены с входами блока управления 6, выход которого соединен с первым входом модулятора 7, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей 8, а выход - с входом передатчика 9.

На приемной стороне (см. фиг. 2) выход блока линейной части приемника 10 соединен с входом демодулятора несущей 11, выход которого соединен с входами канальных демодуляторов 12, выходы которых соединены с входами шифраторов 13, выходы которых соединены с входами преобразователей параллельного двоичного кода в последовательный 14, а выходы преобразователей кода 14 являются выходом радиолинии.

Структурные схемы построения и элементная база для реализации предложенных блоков могут быть следующие: преобразователь 2 последовательного двоичного кода в параллельный представлен регистром сдвига на фиг. 3 и состоит из m = log₂M (М - основание модуляции) последовательно соединенных D-триггеров (2, серия К 155ИР1, К 155ТМ5). Информация от источника 1 последовательным кодом подается на вход D первого триггера 15Т1, а снимается параллельным кодом с выходов всех триггеров регистра на вход блока 3; дешифратор 3 может быть реализован в интегральном исполнении (2, серия Х155РУ2).

Канальный модулятор 4 представлен на фиг. 4, где выходы блока дешифратора 3 соединены с первыми входами ключей 16 (2, серия К155ЛИ1), а вторые входы ключей соединены с соответствующими им выходами генератора линейно-независимых функций 5. Число ключей равно основанию модуляции М.

Выходы ключей 16 соединены с входами схемы ИЛИ 17 (2, серия К155ЛЛ1);

Генератор линейно-независимых функций 5 (ортогональных сигналов) выполнен, как и в прототипе в виде генератора сетки частот. Число синтезируемых частот для одного источника информации равно основанию модуляции М; блок уплотнения 6 образует групповой сигнал по аналогии с прототипом; модулятор 7, генератор несущей 8, передатчик 9, линейная часть приемника 10, демодулятор несущей 11, стандартные узлы радиочастотного тракта, реализация которых известна;

Канальный демодулятор 12 представлен на фиг. 5 и реализует алгоритм максимального правдоподобия, где элементы 18 (их число равно М) - узкополосные фильтры, настроенные на соответствующие частоты, генерируемые блоком 5, элементы 19 - детекторы огибающих, элементы 20 - накопители энергии (интеграторы), элемент 21 является схемой выбора максимума накопленной энергии, т. е. определяющей, сигналу какой частоты отдается предпочтение. Выходы элемента 21 соединены с входом блока 13;

Шифратор 13 преобразует унитарный код с выхода элемента 21 в параллельный двоичный код. Выход шифратора соединен с входом преобразователя 14;

Преобразователь 14 параллельного двоичного кода в последовательный представлен на фиг. 6.

Выходы блока 13 соединены через инверторы 22 (2, серия 155ЛАЗ), с входами "Уст. 0" триггеров 23 и напрямую с входами "Уст. 1". Последовательное соединение триггеров 23 образует регистр сдвига, последовательный двоичный код с выхода последнего триггера которого отдается на дальнейшую обработку.

Принцип работы радиолинии следующий.

На передающей стороне (см. фиг. 1) двоичная дискретная информация с выходов источников 1 последовательным кодом поступает на преобразователи 2 последовательного кода в параллельный, выполненные в виде регистра сдвига (см. фиг. 3), с выходов триггеров параллельным кодом она поступает на дешифраторы 3, которые формируют М-й символ. Канальные модуляторы 4 (см. фиг. 4) каждому М-ичному символу ставят в однозначное соответствие свой сигнал, источником которого является генератор линейно независимых функций (ортогональных сигналов) 5. Например, при основании модуляции М = 32 на выходе дешифраторов 3 формируется 32 недвоичных символа, каждому из которых должен соответствовать сигнал своей частоты, т. е. для одного источника информации в этом случае генератор 5 должен генерировать колебания 32 частот. С выходов канальных модуляторов сигналы поступают на входы блока уплотнения 6, где формируется групповой сигнал, который модулирует по определенному параметру несущую (блоки 7 и 8). Передатчик 9 обеспечивает усиление сигнала и согласование оконечного каскада с антенной.

На приемной стороне (см. фиг. 2) принятая и демодулированная несущая (блоки 10 и 11) поступает на вход канальных демодуляторов 12 (см. фиг. 5), которые реализуют алгоритм максимального правдоподобия и тем самым выносят решение в пользу одного из сигналов или в пользу одного из М-х символов с некоторой вероятностью ошибки Р_ошм. Сигналы с выходов канальных демодуляторов поступают на двоичный шифратор 13, который преобразует унитарный М-й символ в параллельный двоичный код. Преобразователь 14 параллельного двоичного кода в последовательный (см. фиг. 6) с выхода последовательного разряда регистра сдвига позволяет снимать двоичные символы информации в последовательном коде с вероятностью ошибки символа Р_э = Р_ошм, где сомножитель 1/2 отражает равновероятное появление нулей и единиц в безизбыточном двоичном коде.

Оценим помехоустойчивость предложенной радиолинии и сравним ее с помехоустойчивостью прототипа. Для однозначности оценок будем считать, что в том и другом случае используется частотная модуляция. Воспользуемся известными зависимостями Р_э = (h_o², М) и графиками их отображающими, которые представлены на фиг. 7, для оценки помехоустойчивости. Количественно помехоустойчивость будем оценивать вероятностью ошибки двоичного символа Р_э при фиксированных значениях отношения сигнал-шум на бит информации h_o². Для прототипа (М = 2) при h_o² = 4 вероятность Р_э = 9 10^-2.

Для предложенной радиолинии для М = = 16 при h_o² = 4 вероятность Р_э= 7,5 10^-3, для М = 32 при h_o² = 4 вероятность Р_э = 3 10^-4.

Выигрыш в помехоустойчивости можно оценивать как

B= = 12; 300 при h_o² = 4,

что свидетельствует более высокой эффективности предложенной радиолинии по сравнению с известной.