RU15062U1 - Устройство передачи и приема информации - Google Patents

Abstract

Устройство передачи и приема информации, содержащее на передающей стороне источник информации и антенну, а на приемной стороне содержащее антенну и решающий блок, соединенный с получателем информации, отличающееся тем, что на передающей стороне источник информации подключен к антенне через дополнительно внесенный цифровой генератор, при этом дополнительно внесенный цифровой генератор состоит из дополнительно внесенного первого программируемого постоянного запоминающего устройства, соединенного с первым входом дополнительно внесенного цифрового модулятора, второй вход которого является входом дополнительно внесенного цифрового генератора и подключен к выходу источника информации, при этом выход данного цифрового модулятора подключен через дополнительно внесенные последовательно соединенные первый блок быстрого преобразования Фурье и цифро-аналоговый преобразователь с выходом дополнительно внесенного цифрового генератора, а на приемной стороне антенна соединена через дополнительно внесенные последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и второй блок быстрого преобразования Фурье с первым входом решающего блока, при этом второй вход решающего блока соединен с выходом дополнительно внесенного второго программируемого постоянного запоминающего устройства.

Description

Класс МПКН 04 В 3/54

Название. Устройство передачи и приема информации.

Область техники. Радиосвязь с подвижными объектами.

Уровень техники. Характеристика аналога. Известна конструкция устройства передачи и приема информации, приведенная на стр. 80 в кн. /1/, состоящая на передающей стороне из источника информации, модулятора, передатчика, схемы синхронизации и генератора, a на приемной стороне состоящая из приемника, демодулятора, схемы синхронизации и индикатора. Данное устройство характеризуется высокими требованиями к точности синхронизации (см. стр. 102-103 в кн. /1/).

Характеристика прототипа. Известна конструкция устройства передачи и приема информаЕщи с использованием шумоподобных сигналов см. стр. 16-17 в кн. /2/, и состоящая на передающей стороне из источника информации, фазового модулятора (ФМ), модулятора, усилителя мощности, антенны, генератора фазоманипулированного сигнала (ГФМ), синхронизатора и генератора низкой частоты (ГНЧ), a на приемной стороне из антенны, смесителя, гетеродина, усилителя промежуточной частоты (УПЧ), согласованного фильтра (СФ), синхронизатора, решающего блока (решающего устройства) и по.11учате.11я информации.

Критика прототипа. Устройство характеризуется тем, что необходимые для работы сишфонизаторы, содержащие блоки поиска и синхронизации, является при больших базах сигнала сложным в реализации (см. стр. 17 в кн. /2/).

Цель изобретения состоит в повышении эффективности, путем применения специального класса сигналов и системы кодирования, не требуюпщх синхронизаторов на передающей и приемной сторонах.

2006106295

- -г --..--. ; .,:.„ .«.. ..вм.миинш a

|;(И11ДРШ ии™..... - s

Сущность. Поставленная цель достигается за счет совокупности следующих существенных признаков:

1.Исключены из состава конструкции: на передающей стороне: синхронизатор, ГФМ, ФМ, ГНЧ и модулятор, а на приемной стороне исключены: синхронизатор, гетеродин, смеситель и УПЧ;

2.Дополнительно введены в состав устройства: на передающей стороне: цифровой генератор, состоявший из первого программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ), цифрового модулятора, первого блока быстрого преобразования Фурье (БПФ) и цифроаналогового преобразователя (ЦАП), а на приемной стороне дополнительно введены: аналого-цифровой преобразователь (АЦП), второй блок БПФ и второе ППЗУ;

3.Новые связи: устройство передачи и приема информации содержащее на передающей стороне: источник информации подключенный через дополнительно внесенный цифровой генератор к антенне, при этом дополнительно внесенный цифровой генератор состоит из дополнительно внесенного первого программируемого постоянного запоминающего устройства, соединенного с первым входом модулятора, второй вход которого является входом дополнительно внесенного цифрового генератора и подключен к выходу источника информации, при этом выход данного модулятора подключен через дополнительно внесенные последовательно соединенные первый блок быстрого преобразования Фурье и цифро-аналоговый преобразователь с выходом дополнительно внесенного цифрового генератора, а на приемной стороне содержащее: антенну, соединенную через дополнительно внесенные последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и второй блок быстрого преобразования Фурье с согласованным фильтром, выход которого соединен с первым входом рещающего блока, выход решающего блока

подюпочен к получателю информации, при этом второй вход решающего блока соединен с выходом дополнительно внесенного второго программируемого постоянного запоминающего устройства; 4. Формула полезной модели: устройство передачи и приема информащ1и содержащее на передающей стороне источник информации и антенну, а на приемной стороне содержащее антенну, согласованный фильтр, соединенный через рещающий блок с получателем информации, отличающееся тем, что на передающей стороне источник информации подключен к антенне через дополнительно внесенный цифровой генератор, при этом дополнительно внесенный цифровой генератор состоит из дополнительно внесенного первого программируемого постоянного запоминающего устройства, соединенного с первым входом дополнительно внесенного цифрового модулятора, второй вход которого является входом дополнительно внесенного цифрового генератора и подключен к выходу источника информации, при этом выход данного цифрового модулятора подключен через дополнительно внесенные последовательно соединенные первый блок быстрого преобразования Фурье и цифро-аналоговый преобразователь с выходом дополнительно внесенного цифрового генератора, а на приемной стороне антенна соединена через дополнительно внесенные последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и второй блок быстрого преобразования Фурье с согласованным фильтром, при этом второй вход решающего блока соединен с выходом дополнительно внесенного второго программируемого постоянного запоминающего устройства.

В целях повыщения эффективности радиосвязи за счет увеличения помехоустойчивости необходимы новые методы, обеспечивающие экономичное использование полосы частот и снижение влияния помех в каналах передачи (см. стр. 34 в кн. /1/). Решению этих задач способствует

рациональный выбор сигналов, предназначенных для передачи информации, а также методов их формирования и обработки на приемной стороне. При одномоментном методе передачи информации и для повышения помехоустойчивости ИСПОЛЬЗЗЖУГСЯ широкополосные сигналы /1, 2/, что также пвеличивает энергетическую и параметрическую скрытность (см. стр. 9 в кн. /2/).

Однако, известно, что на широкополосный сигнал влияние доплеровской деформации возрастает с увеличением базы сигнала, приводящее к искажению его тонкой стругауры, что в конечном счете существенно снижает эффективность его использование для мобильных (подвижных) абонентов.

В заявляемом устройстве предлагается использовать в роли носителя информации српналы инвариантные к доплеровскому эффекту, для которого данный эффект сводится только к временному сдвигу /3, 4/.

Как известно, спектр Фурье Ешв иантен относительно преобразования сдвига. Из этого следует, что спектральное представление сигнала более предпочтительно, чем временное (см. стр. 43 в кн. /4/). Кроме того, последовательное применение прямого и обратного преобразования Фурье не изменяют , при этом энергия сигнала во временной и частотной областях одинакова, то есть преобразование Фурье являются з итарным (см. стр. 44-46 в кн. /4/). На основании вышеизложенного, разработано предлагаемое устройство не требующее синхронизаторов на передающих и приемных сторонах.

Сзшщость заявляемого технического решения заключается в следующем. Используемый шюариантный доплеровскому эффекту сигнал переводится в спектральную область. Кодирование информации осуществляется в спектре сигнала, путем обнуления части дискретных отсчетов по определенному закону цифровым модулятором в соответствии

с информационным сигналом. Отсчеты спектра исходного сигнала

записываются и хранятся в ГШЗУ цифрового генератора на передающей стороне и в качестве эталонного сигнала в ГШЗУ на приемной стороне. Сформированный таким образом сигнал переводится во временную область и излучается. На приемной стороне формируется спектр входного сигнала и сравнивается со спектром эталонного сигнала. Результатом сравнения спектров данных сигналов является информационный сигнал.

В заявляемом устройстве найдена совокупность элементов, позволяюпщх обеспечить выполнение функционального назначения и достижение поставленной цели.

Новая совокупность элементов и новые связи, обеспечили решение задачи по достижению цели заявляемого технического решения, выразившееся в повышении эффективности передачи и приема информации, путем применения специального класса сигналов и системы кодирования, не требз ющих синхронизаторов на передающей и приемной сторонах, что позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям новизна, существенные отличия и практическая значимость.

Перечень фигур.На фиг. 1 изображена структурная схема

устройства передачи и приема информации, где обозначены:

1.источник информации;

2.антенна (передающей стороны);

3.антенна (приемной стороны);

4.согласованный фильтр;

5.решающий блок;

6.получатель информации;

7.дополнительно внесенный цифровой генератор;

8.дополнительно внесенное нервое 1фО1раммируемое постоянное запоминающее устройство;

9.дополнительно внесенный ци4фовой модулятор; 10.дополнительно внесенный первый блок БПФ;

11 .дополнительно внесенный ЦАП;

12.дополнительно внесенный АЦП;

13.дополнительно внесенный второй блок БПФ;

14. дополнительно внесенное второе ППЗУ.

выполнения.

Устройство передачи и Ефиема информации содержащее на передшощей стороне источник 1 информации и антенну 2, а на приемной стороне содержащее шггеш1у 3, согласованный 4 филыр, соединенный через решающий 5 блок с получателем 6 информации, отличающееся тем, что на передающей ст(фоне источник I инфсфмации подключен к антенне 2 через дополнительно внесенный цифровой 7 генератор, при этом дополнительно внесенный цифровой 7 генератор состоит из дополнительно внесенного первого црограммируемого 8 постоянного запоминающего устройства, соединенного с первым входом дополнительно внесенного цифрсжого 9 модулжгора, второй вход которого является входом дополнителыю внесешюго цифрового 7 генератора и подкшочен к выходу источшоса 1 информщии, 1фи этом выход данного цифрового 9 мо;.шгюра подключен дополнительно внесенные последовательно соединенные первый блок 10 быстрого преобразования Фурье и цифро-аналогсжый 11 щ)еобразователь с выходом дополнительно внесенного цифрового 7 генератсфа, а на приемной стороне антенна 3 соединена через дополнительно внесешБые последовательно соединенные аналого-цифровой 12 1феофазоБатеяь и второй блок 13 быстрого црео азования Фурье с согласовакньр114 фильтром, при этом второй вход

решающего 5 блока соединен с выходом дополнительно внесенного второго 14 программируемого постоянного запоминающего устройства.

Устройство работает следуюпщм образом.

От источника 1 информации информационный сигнал поступает в второй вход дополнительно внесеьшого цифрового 9 модулятора в котором по определенному закону осзш ествляется кодирование путем обнуления части отсчетов спектра исходного сигнала, инвариантного доплеровскому эффекту, поступающего с дополнительно внесенного первого 8 ППЗУ на первый вход дополнительно внесенного цифрового 9 модулятора, с выхода которого, преобразованный таким образом спектр сигнала подается на дополнительно внесенного блока 10 БПФ. С выхода блока 10 БПФ временные отсчеты поступают на дополнительно внесенный 11 ЦАП для формирования излучаемого антенной 2 сигнала. На приемной стороне входная реализация с антенны 3 поступает через дополнительно внесенный 12 АЦП на вход дополните.11ьно внесенного второго блока 13 БПФ и далее на согласованный 4 фильтр, в котором выделяется принимаемый сигнал. Спектр принятого выделенного сигнала поступает на вход решающего блока 5, на второй вход которого подается спектр эталонного сигнала с выхода дополнительно внесенного второго 14 ППЗУ. Результатом сравнения данньгк спектров является искомый информационный сигнал, который с выхода решающего 5 блока поступает к получателю 6 информации.

Примером реализуемости функциональных элементов заявляемого устройства являются следующие известные аналоги:

Источник 1 информации, получатель 6 информации и согласованный 4 фильтр - аналогичны соответствуюпщм элементам устройства прототипа /2/.

В роли антенн 2 и 3 могут иснользоваться различные широкополосные антенны, аналогичные /1, 2/.

Решающий 5 блок может быть реализован но известным ;хемам блоков сравнения /5 6/, констрз ктивно выполненных в виде совокупности аппаратных и программных средств, а также может быть использован решающий блок (устройство) прототнпа 111.

Элементы: дополнительно внесенные блоки 10 и 13 БПФ, ЦАП 11, АЦП 12, первое 8 и второе 14 11113У - известны и широко описаны в литературе /4, 7 и 8/.

Дополнительно внесенный щ фровой 7 генератор может быть выполнен по описанной выше схеме, содержащей последовательно соединенные: цифровой 9 модулятор, блок 10 БПФ и ЦАП 11, при этом первый вход Щ1ФРОВОГО 9 модулятора соединен с выкодом первого 8 ППЗУ.

Дополнительно внесенный цифровой 9 модулятор может быть построен на базе известных ключевых многоканальных схем /5 - 8/.

Эффективность. За счет специального метода кодирования в спектральной области предлагаемое техническое решение позволяет применять сигналы инвариантные эффекту Доплера, то есть использовать все достоинства широкополосных сигналов и для мобильных объектов, при этом не требуются сложные схемы синхронизации на передающей и приемной сторонах, что обеспечивает: экономиганое расходование полосы частот, увеличение плотности информации в передаваемом сообщении и Зшрощение конструкции устройства.

Библиографические данные:

1.Банкет В.Л., Дорофеев В.М. Цифровые методы в спутниковой связи.- М.: Радио и связь, 1988. - 240 с.

2.Варакин Л.Е. Системы связи с шумонодобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985.-384 с.

3.Рихачек А.В. Сигналы допустимые с точки зрения доплеровского эффекта// ТИИЭР. - 1966.-Т.54.- №6..

4.Сапрыкин В.А., Рокотов С.П. Теория гидроакустики и цифровая обработка сигналов., часть 2.-Л.: ВВМУРЭ им. А.С. Попова, 1991. 416с.

5.Прянишников В.А. Электроника: курс лекций. - СПб.: КОРОПА принт, 1998.-400с.

6.Горошков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств: Справочник. М.: Радио и связь, 1988. - 176 с.

7.Пайт У.С., Придэм Р.Г., Кей С.М. Цифровая обработка сигналов в гидролокационных системах//ТИИЭР. 1981. Т. 69.№11. с. 84-156.

8.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы.-М.: Радио и связь, 1986.-358с.

Авторы, заявители:

: С.П. Павликов,оК Е.И. Убанкин,

dA.C. Богданов,...- д Коленченко.

10 марта 2000г.

Claims (1)

1. Устройство передачи и приема информации, содержащее на передающей стороне источник информации и антенну, а на приемной стороне содержащее антенну и решающий блок, соединенный с получателем информации, отличающееся тем, что на передающей стороне источник информации подключен к антенне через дополнительно внесенный цифровой генератор, при этом дополнительно внесенный цифровой генератор состоит из дополнительно внесенного первого программируемого постоянного запоминающего устройства, соединенного с первым входом дополнительно внесенного цифрового модулятора, второй вход которого является входом дополнительно внесенного цифрового генератора и подключен к выходу источника информации, при этом выход данного цифрового модулятора подключен через дополнительно внесенные последовательно соединенные первый блок быстрого преобразования Фурье и цифро-аналоговый преобразователь с выходом дополнительно внесенного цифрового генератора, а на приемной стороне антенна соединена через дополнительно внесенные последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и второй блок быстрого преобразования Фурье с первым входом решающего блока, при этом второй вход решающего блока соединен с выходом дополнительно внесенного второго программируемого постоянного запоминающего устройства.