МНОГОКАНАЛЬНОЕ ЦИФРОВОЕ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к технике передачи сигналов в многоканальных системах передачи информации и может быть использована в телеметрических и вычислительных системах.
Прототипом полезной модели является Передача информации ортогональными функциями. Хартум Х.Ф. - М.: Связь, 1975, с. 65-66.
Устройство передачи и приема цифровой информации, содержащая на передающей стороне N перемножителей, первые входы нечетных перемножителей являются первыми информационными входами системы, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены со вторыми входами одноименных четных перемножителей, сумматор, выход которого подключен к линии передачи информации, генератор синхросигналов, выход которого подключен к синхровходу генератора сигналов Уолша, и к линии передачи сигналов синхронизации, на приемной стороне N перемножителей, первые входы которых соединены с линией передачи информации, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены с вторыми входами одноименных перемножителей, выходы которых подключены к информационным входам одноименных интеграторов, синхровход генератора сигналов Уолша подключен к линии передачи сигналов синхронизации, синхровыход генератора сигналов Уолша подключен к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к управляющим входам интеграторов.
Недостатком прототипа является низкая пропускная способность устройства передачи информации, т.е. ее информативность.
Цель полезной модели - повышение информативности за счет обеспечения передачи дополнительного информационного потока.
Поставленная цель достигается тем, что цифровое приемопередающее устройство содержащее на передающей стороне N перемножителей, первые входы нечетных перемножителей являются первыми информационными входами системы, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены со вторыми входами одноименных четных перемножителей, сумматор, выход которого подключен к линии передачи информации, генератор синхросигналов, выход которого подключен к синхровходу генератора сигналов Уолша, и к линии передачи сигналов синхронизации, на приемной стороне N перемножителей, первые входы которых соединены с линией передачи информации, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены с вторыми входами одноименных перемножителей, выходы которых подключены к информационным входам одноименных интеграторов, синхровход генератора сигналов Уолша подключен к линии передачи сигналов синхронизации, синхровыход генератора сигналов Уолша управляющим входам интеграторов, в устройстве на передающей стороне из N перемножителей каждого нечетного с последующим четным сформировано N/2 информационных каналов, в каждый из которых введены элементы И, ИЛИ, НЕ, - первый и второй ключи, первый вход элемента ИЛИ подключен вход элемента ИЛИ подключен к первому входу нечетного перемножителя, выход которого подключен к информационному входу первого ключа выход элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к второму входу четного перемножителя, выход которого подключен к информационному входу второго ключа, второй вход элемента И объединен с входом элемента НЕ, с первым входом первого элемента И-НЕ и является вторым информационным входом каждого канала устройства, выход первого элемента И-НЕ подключен к второму входу элемента ИЛИ и к управляющему входу первого ключа, выход элемента НЕ подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены и являются третьим информационным входом каждого канала устройства, выходы первого и второго ключей всех информационных каналов подключены к соответствующим входам сумматора, на приемной стороне из N одноименных перемножителей и интеграторов, каждого нечетного с последующим четным, сформировано N/2 информационных каналов, в каждый из которых введены первый - четвертый компараторы, первый-третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, элемента И, выход нечетного интегратора подключен к первым входам первого и второго компараторов, выходы которого подключены к одноименным входам первого элемента ИЛИ-НЕ, первый вход элемента ИЛИ-НЕ объединен с первым входом элемента ИЛИ, выход четного интегратора подключен к первым входам третьего и четвертого компараторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого объединен с первыми входами элемента И и второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к вторым входам и второго третьего элементов ИЛИ и элемента И, выход последнего подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, к вторым входам каждого компаратора подключены соответствующие клеммы источника опорного напряжения, выходы элементов ИЛИ являются одноименными выходами каждого канала устройства.
На фиг. представлена структурная схема цифрового приемопередающего устройства.
n
Устройство содержит на передающей стороне линию 1 передачи сигналов синхронизации, генератор сигналов Уолша 2, генератор 3 синхросигналов линию 4 передачи информации, сумматор 5, информационные клеммы 6.1-6i(i=1, N/2), где N=2, n - порядок используемой устройством функций Уолша, каждый информационный канал содержит нечетный 7 и четный 8 перемножители, первый 9 и второй 10 ключи, первый 11 и второй 12 элементы И-НЕ, элемент НЕ 13,элемент ИЛИ 14, элемент И 15, входы 16-18 соответственно первый, второй и третьей групп, на приемной стороне генератор сигналов Уолша 19, формирователь 20 импульсов, информационные каналы 21.1-21.i, каждый из которых содержит элемент И 22, соответствующие нечетный 23 и четный 24 перемножители, соответствующие нечетный 25 и четный 26 интеграторы, первый 27, второй 28, третий 29 и четвертый 30 компараторы, первый 31 и второй 32 элементы ИМЛ-НЕ, первый 33, второй 34 и третий 35 элементы ИЛИ, выходы 36-38 соответственно первый, второй и третьей групп. Устройство работает следующим образом.
n
На передающей стороне генератор сигналов Уолша 2 вырабатывает N=2 (n - порядок системы сигналов Уолша) сигналов Уолша с периодом T, при этом синхронизация осуществляется генератлом 3 синхросигналов. Указанные сигналы Уолша подаются на первые входы перемножителей 7 и 8 каждой i-го информационного канала 6 таким образом, что на вход перемножителя 7 поступает сигнал Уолша Wal (2i, t) а на вход перемножителя 8 Уолша Wal (2i, t)
На входы 16-18 соответственно первой - третьей групп всех информационных каналов поступает в моменты времени 0, T, 2T, … двойная информация, подлежащая передаче. В каждом i-м информационном канале в зависимости от j-го (j=1-8) состояния входов 16-18 изменяется состояние перемножителей 7 и 8 и входов управления ключевых элементов 9 и 10, что определяется табл. 1.
ji
ji
ji
ji
Перемножители 7 и 8 инвертируют сигналы Уолша, если на соответствующих водах присутствует 0, и не инвертирует, если единица, т.е. осуществляют операцию знакового перемножителя. Ключевые элементы 9 и 10 подключат выходы перемножителей 7 и 8 к входам сумматора 5, если на их входах управления присутствует единица. В результате каждого j-му состоянию каждого i-го информационного канала соответствует наличие сигналов 1 Wal (2i-1, t) и R Wal (2i, t) на выходах ключевых элементов 9 и 10 соответственно. Значение коэффициентов 1 и R определяется табл. 1.
Пусть например, для i-й группы каналов j=3, тогда в соответствии с табл. 2
зi
pi
1=-1, а R=+1 и на выходах элементов 9 и 10 присутствуют сигналы - Wal (2i-1, t) U+Wal (2i, t)
zi
zi
При j=7, 1=0, R=-1 на выходах ключевых элементов будут сигналы 0 и - Wal (2i, t) соответственно, Сумматор 5 суммирует сигналы, поступающие от всех N/2 групп информационных каналов, и таким образом получается групповой сигнал V(t), который попадает в линию 4 передачи информации. Групповой сигнал определяется как
ji
ji
где 1 и R изменяются в моменты времени 0, T, 2T, … и их значение зависят от состояния информационных входов 16-18 каждого i-го канала.
n
ji
ji
Сигналы синхронизации от генератора 3 синхросигналов по линии 1 синхронизации поступают на вход синхронизации генератора сигналов Уолша 19 и на приемной стороне системы, а групповой сигнал V(t) по линии 4 передачи информации поступает на входы перемножителей 23 и 24 i-x информационных каналов 21 на приемной стороне. Генератор сигналов Уолша 19 генерирует N=2 сигналов Уолша, которые подаются на вторые входы перемножителей 23 и 24, причем на перемножители 23 поступает сигнал Wal (2i-1, t), а на перемножители 24 - Wal (2i, t), которые перемножаются с групповым сигналом, и результирующие сигналы интегрируются интеграторами 25 и 26 на интегралах 0-T, T-2T, 2T-3T, … ив моменты времени T, «T, 2T, … на выходах интеграторов имеем коэффициенты 1 и R, определяемые равенствами
,
ji
ji
пор
пор
пор
пор
пор
пор
Значение коэффициентов 1 и R поступают на входы компараторов 27-30 соответственно, где сравниваются с +U для компораторов 27 и 29 и с -U для компараторов 28 и 30. Величины пороговых напряжений выбирают из условий +1>+U>0 и -1<-U<0, например, +U=+0,5 и -U=-0,5.
Состояние выходов компараторов 27-30 и выходов 36-38 информационных каналов - определяется табл.2.
зi
зi
Например, если в i-м канале 6 на передающей стороне имеем j-e состояние входов 16-18 и j=3, то передается код 010 и ему соответствуют 1=-1 и R=+1 и, согласно табл. 2 этому состоянию выходов интеграторов 25 и 26 соответствует состояние выходов 36-38 010. Таким образом, передана комбинация 010 и принята комбинация 010.
В известных системах с помощью V сигналов Уолша передается N бит информации за время 0-T, в то время как у предлагаемом устройстве за тот же промежуток времени и в той же полосе частот передается с помощью N сигналов Уолша N (2×3=1,5 N бит информации), т.е. в 1,5 раза больше. Таким образом, применение предлагаемой системы позволяет повысить пропускную способность систем передачи информации в 1,5 раза, что повышает информативность передачи системы.
Таблица 1
j
Состояние входов
Входы перемножителей
Входы управляющих ключей
Значение коэффициентов
18
17
16
7
8
9
10
R<sub>ji</sub>
1<sub>ji</sub>
1
0
0
0
0
0
1
1
-1
-1
2
0
0
1
i
0
1
1
-1
+1
3
0
1
0
0
1
1
1
+1
-1
4
0
1
1
1
1
1
1
+1
+1
5
1
0
0
0
0
1
0
0
-1
6
1
0
1
1
0
1
0
0
+1
7
1
1
0
0
0
0
1
-1
0
8
1
1
1
1
1
0
1
+1
0
Таблица 2
j
Значение коэффициентов
Состояние выходов Компараторов
Состояние выходов i-ой группы каналов
R<sub>ji</sub>
27
28
29
30
36
37
38
1
-1
-1
0
1
0
1
0
0
0
2
-1
+1
0
1
1
0
1
0
0
3
+1
-1
1
0
0
1
0
1
0
4
+1
+1
1
0
1
0
1
1
0
5
0
-1
0
0
0
1
0
0
1
6
0
+1
0
0
1
0
1
0
1
7
-1
0
0
1
0
0
0
1
1
8
+1
0
I
0
0
0
1
1
1