УСТРОЙСТВО ОДНОКАНАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ПРИ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧЕ ИНФОРМАЦИИ

Полезная модель относится к области цифровой фильтрации двоичных последовательностей и предназначена для цифровой обработки сигналов при многоканальной передаче информации в аппаратуре дистанционного управления различного назначения.
При передаче информации в условиях высоких уровней помех эффективным способом повышения вероятности правильного приема сигнала является использование многоканальных систем. Использование частотного разделения «к» каналов практически обеспечивает независимость в них уровней помех, что и определяет более высокую общую вероятность правильного приема информации в соответствии с выражением
пр1
пр
к
где P…P - вероятности правильного приема сигналов в каналах.
Многоканальная передача информации с частотным разделением каналов для качественной обработки предполагает на приемной стороне наличие избирательных систем по числу каналов с согласованной фильтрацией сигналов и их последующей обработкой. В синхронных многоканальных системах связи обеспечивается когерентный прием сигналов и высокая помехоустойчивость. При работе короткими сигналами, когда синхронизацию работы приемника с передачей сигнала обеспечить нельзя, используется асинхронный (некогерентный) прием при более низкой помехоустойчивости приемно-исполнительной аппаратуры [1].
Недостатком многоканальных систем с частотным разделением каналов является необходимость использования «к» независимых трактов обработки сигналов по количеству каналов, содержащих однотипные функциональные устройства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство обработки M-ичного сигнала с кодированием и разнесением символов по частоте, включающее перемножитель сигналов (ПМ), первый вход которого является входом устройства, второй вход перемножителя сигналов соединен с выходом синтезатора частот (СЧ), вход синтезатора частот соединен с выходом генератора псевдослучайного кода (ГПСК), выход перемножителя сигналов (ПМ) соединен со входами k - каналов, в каждом из которых выход перемножителя сигналов (ПМ) соединен со входом полосового фильтра (ПФ), выход полосового фильтра соединен со входом квадратичного детектора (КД), выход квадратичного детектора соединен со входом интегратора (ИНТ), выход интегратора соединен с первым входом ключа (КЛ), на второй вход ключа подается сигнал «Выборка», выход ключа соединен с соответствующим входом k - входовой схемы выбора максимума (СВМ), выход схемы выбора максимума соединен со входом схемы сложения разнесенных символов (СРС), выход схемы сложения разнесенных символов соединен со входом M-ично-двоичного преобразователя (МДП), выход M-ично-двоичного преобразователя соединен со входом декодера (ДК), выход которого является выходом устройства [2].
Существенным недостатком данного устройства является сложность аппаратной реализации, определяемая необходимостью использования нескольких однотипных линеек обработки сигнала по количеству частотных каналов передачи информации.
Задача полезной модели - упрощение аппаратной реализации обработки сигнала при многоканальной передаче информации с частотным разделением каналов.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве одноканальной обработки сигналов при многоканальной передаче информации содержащем перемножитель сигналов, канал обработки информации, включающий полосовой фильтр, квадратичный детектор, интегратор, а также декодер на выходе устройства, дополнительно введены генератор сетки частот, коммуникатор дискретных отсчетов каналов, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), формирователь номера канала и адресов оперативного запоминающего устройства, пороговое устройство, а также k перемножителей сигналов по количеству каналов, причем первые входы перемножителей сигналов объединены и являются входом устройства, вторые входы перемножителей сигналов соединены с 1…k выходами генератора сетки частот, выходы перемножителей сигналов соединены с к входами коммутатора дискретных отсчетов каналов, первый выход формирователя номера канала и адресов ОЗУ соединен с k+1 входом коммутатора дискретных отсчетов каналов и с вторым входом декодера, k+1 и k+2 выходы генератора сетки частот соединены, соответственно, с первым и вторым входами формирователя номера канала и адресов ОЗУ, первый вход ОЗУ соединен с выходом коммутатора дискретных отсчетов каналов, второй вход ОЗУ соединен с вторым выходом формирователя номера канала и адресов ОЗУ, выход ОЗУ соединен с входом полосового фильтра, выход полосового фильтра соединен с входом квадратичного детектора, выход квадратичного детектора соединен с входом интегратора, выход интегратора соединен с входом порогового устройства, выход порогового устройства соединен с первым входом декодера, выход декодера является выходом устройства.
На фиг. 1 представлено устройство одноканальной обработки сигналов при многоканальной передаче информации, содержащее k перемножителей сигналов 1 по числу каналов, генератор сетки частот 2, коммутатор дискретных отсчетов каналов 3, формирователь номера канала и адресов ОЗУ 4, оперативное запоминающее устройство 5, полосовой фильтр 6, квадратичный детектор 7, интегратор 8, пороговое устройство 9 и декодер 10.
Устройство одноканальной обработки сигналов при многоканальной передаче информации работает следующим образом. Входной сигнал при многоканальной передаче информации (каналы с частотным разделением) поступает одновременно на первые входы всех k перемножителей сигналов 1. На вторые входы перемножителей сигналов подаются сигналы с генератора сетки частот 2. Разность частот входных сигналов в 1…k каналах и сигналов с выходов 1…k генератора сетки частот 2 соответственно одинакова и равна частоте настройки полосового фильтра 6. Сигналы с выходов 1…k перемножителей 1 поступают на 1…k входы коммутатора дискретных отсчетов каналов 3. Формирователь номера канала и адресов ОЗУ 4 обеспечивает последовательную коммутацию на 1…k каналов на вход ОЗУ 5 со скоростью kn отсчетов на период входного сигнала для получения n отсчетов на период сигнала в каждом канале. Отсчеты сигналов с выхода коммутатора дискретных отсчетов каналов 3 в цифровой форме поступают на вход ОЗУ 5 и записываются в область памяти, соответствующую своему каналу (например, с шагом адресов записи отсчетов через 64). Между тактами записи отсчетов в ОЗУ осуществляется считывание всех отсчетов из области памяти, соответствующей одному из каналов приема. Количество этих отсчетов определяет длительность одного информационного элемента.
Считываемая последовательность обрабатывается по одному из алгоритмов цифровой фильтрации сигналов (по разностному уравнению или дискретной свертке), что реализует работу полосового фильтра 6.
Сигнал с выхода полосового фильтра 6, согласованного с длительностью информационного элемента, проходит через квадратичный детектор 7, интегратор 8 и с его выхода на пороговое устройство 9. При превышении порога сигнал поступает в декодер 10, где по сигналу из формирователя номера канала и адресов ОЗУ 4 фиксируется прием элемента сигнала в данном канале. После записи в ОЗУ очередного отсчета сигнала процесс повторяется применительно к следующей области ОЗУ (другому каналу). Идентификация принимаемой команды управления в декодере осуществляется путем сравнения принятой кодовой комбинации с эталонной при дублировании передачи сигнала по разным частотным каналам. Наличие только одной линейки (ПФ, КД и ИНТ) в тракте обработки сигнала позволяет упростить аппаратную реализацию приемно-исполнительной аппаратуры при многоканальной работе.
Таким образом, предложенное устройство упрощает аппаратную реализацию обработки сигнала при многоканальной передаче информации с частотным разделением каналов.
Источники информации
1. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь, 1985. - 384 с.
2. Борисов В.И., Зинчук В.М., Лимарев А.Е. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. - М.: Радио и связь, 2000. - 384 с.