СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ

Полезная модель относится к области телекоммуникационной радиотехники и может быть использована в системах передачи и приема дискретной информации.
Известна система передачи и приема разнесенных по частоте двоичных частотно- манипулированных сигналов, содержащая приемную антенну, клеммы которой подключены к входу усилителя радиочастоты, выход которого связан с последовательно соединенными между собой смесителем, усилителем промежуточной частоты, усилителем низкой частоты и пороговым элементом [1]. Включение порогового элемента соответствует приему двоичного элемента «1», а выключение - приему двоичного элемента «0». Недостаток известной системы передачи дискретных двоичных сообщений заключается в низких избирательных свойствах при приеме двоичных частотно- манипулированных сигналов, засоренных помехой и шумом.
Наиболее близким известным к заявляемому техническим решением в качестве прототипа является система передачи данных, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные между собой источник дискретного сообщения, двоичный кодер, М-ичный модулятор и оконечные каскады радиопередатчика, а на приемной стороне - получатель дискретного сообщения и последовательно соединенные между собой радиоприемник и М-ичный демодулятор [2]. За счет двоичного кодирования на передающей стороне и двоичного декодирования на приемной стороне обеспечивается необходимая помехоустойчивость передачи дискретного сообщения в условиях воздействия аддитивной смеси помехи и шума в радиолинии связи.
Недостаток прототипа состоит в том, что двоичное кодирование требует большого расхода энергии на передачу дискретного сообщения и обеспечивает невысокую достоверность его приема.
Целью полезной модели является уменьшение энергетических затрат на корректирующее кодирование и повышение достоверности приема дискретного сообщения.
Сущность полезной модели заключается в том, что, кроме известных и общих отличительных признаков, а именно: последовательно соединенных между собой источника дискретного сообщения, двоичного кодера, М-ичного модулятора и оконечных каскадов радиопередатчика на передающей стороне и получателя дискретного сообщения и последовательно соединенных между собой радиоприемника и М-ичного демодулятора на приемной стороне, предлагаемая система передачи дискретных сигналов содержит недвоичный кодер, включенный в разрыв последовательной цепи между двоичным кодером и М-ичным модулятором на передающей стороне, и недвоичный декодер, вход которого подключен к выходу М-ичного демодулятора, а выход - к входу получателя дискретного сообщения на приемной стороне.
Новизна полезной модели состоит в том, что предлагаемая система передачи и приема дискретных сигналов содержит на передающей стороне недвоичный кодер, включенный в разрыв последовательной цепи между двоичным кодером и М-ичным модулятором, и на приемной стороне - недвоичный декодер, вход которого подключен к выходу М-ичного демодулятора, а выход - к входу получателя дискретного сообщения, что обеспечивает уменьшение энергетических затрат на корректирующее кодирование и повышение достоверности приема дискретного сообщения.
Функциональная схема предлагаемой системы передачи и приема дискретных сигналов изображена на чертеже, где обозначено:
1 - источник дискретного сообщения;
2 - двоичный кодер;
3 - недвоичный кодер;
4 - М-ичный модулятор;
5 - оконечные каскады радиопередатчика;
6 - аддитивная смесь помехи и шума;
7 - радиоприемник;
8 - М-ичный демодулятор;
9 - недвоичный декодер;
10 - получатель дискретного сообщения.
В исходном положении выход источника дискретного сообщения 1 подключен через двоичный кодер 2, недвоичный кодер 3 и М-ичный модулятор 4 к входам оконечных каскадов радиопередатчика 5, выход которого совместно с аддитивной смесью помехи и шума 6 связан с входом радиоприемника 7, выход которого, в свою очередь, подключен через М-ичный демодулятор 8 и недвоичный декодер 9 к входу получателя дискретного сообщения 10.
Предлагаемая система передачи и приема дискретных сигналов работает следующим образом.
Передаваемое дискретное сообщение с выхода источника 1 кодируется двоичным кодом для последующей его передачи радиосигналами, например, относительной фазовой манипуляции, которые занимают сравнительно узкий диапазон частот отведенной частотной полосы. При этом ошибка в приеме элементарного символа некодированного сообщения определяется выражением
где ;
Е - энергия сигнала элементарного символа;
0
N - спектральная плотность аддитивной смеси помех и шума 6.
min
К примеру, первоначально закодированное двоичным симплексным блочным кодом Уолша - Адамара [15, 4, 8] с помощью двоичного кодера 2 дискретное сообщение далее кодируется на передающей стороне предлагаемой системы передачи и приема дискретных сигналов недвоичным кодером 3 с использованием элементов поля Галуа. Преобразование всех 16 кодовых комбинаций двоичного кода в недвоичный пятью триадами каждой кодовой двоичной комбинации формирует длину недвоичного кода N=5 с минимальным кодовым расстоянием D=3.
Тогда вероятность ошибки приема элементарного символа недвоичного декодера определяется выражением
где М - основание заданного вида манипуляции, а вероятность ошибочного приема недвоичной кодовой комбинации равна
где  - минимальное целочисленное значение.
На выходе недвоичного декодера 9 выносится решение в пользу одной из 16-ти кодовых двоичных комбинаций, что упрощает состав приемной стороны функциональной схемы системы передачи и приема дискретных сигналов путем исключения известного двоичного декодера. Его функцию выполняет недвоичный декодер 9.
Выходной сигнал недвоичного кодера 3 после М-ичный модуляции М-ичным модулятором 4 передается в линию связи 5 с помощью оконечных каскадов радиопередатчика 6. Принятый
радиоприемником 7 радиосигнал с дискретным сообщением после известной М-ичной демодуляции М-ичным демодулятором 8 поступает на вход предлагаемого недвоичного декодера 9. Выходной сигнал недвоичного декодера 9 направляется непосредственно на вход получателя дискретного сообщения с вероятностью ошибки, определяемой вышеприведенной формулой (3).
Энергетический выигрыш от применения недвоичного кодирования растет по мере увеличения требований на значение достоверности приема дискретного сообщения.
Промышленная осуществимость предлагаемой полезной модели обосновывается тем, что в ней используются известные в аналоге [1] и прототипе [1] узлы и блоки по своему прямому функциональному назначению. Заявителем разработана и изготовлена модель системы передачи и приема дискретных сигналов.
ош
-7
Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что уменьшается на 0,7 ДБ энергетические затраты на корректирующее кодирование при вероятности ошибочного приема дискретного сообщения Р=10 или при фиксированных энергетических затратах  вероятность ошибки уменьшается на 10 дБ.
Источники информации:
1. Андронов И.С. и Финк Л.М., Передача дискретных сообщений по параллельным каналам, М.: Советское радио, 1971 г., рис.4.1, с.168-170, (аналог).
2. Феер К., Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: Пер с англ. - М.: Радио и связь, 2001., 480 с., (прототип).