RU2211530C2 - Способ передачи информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу передачи информации. Способ заключается в том, что на передающей стороне из первой и второй последовательностей цифровых отсчетов информации формируют первый и второй аналоговые сигналы, причем первый аналоговый сигнал формируют из разности значений цифровых отсчетов информации первой последовательности и значений цифровых отсчетов информации второй последовательности, взятых в точках цифровых отсчетов информации первой последовательности, а второй аналоговый сигнал формируют из цифровых отсчетов информации второй последовательности, взятых в точках цифровых отсчетов информации второй последовательности, которые находятся между точками цифровых отсчетов информации первой последовательности, после чего суммируют первый и второй аналоговые сигналы и передают суммарный аналоговый сигнал в линию связи, а на приемной стороне восстанавливают первую последовательность цифровых отсчетов информации путем дискретизации суммарного аналогового сигнала тактовой частотой, затем преобразуют первую последовательность цифровых отсчетов информации с помощью заданной функции отсчетов в аналоговый сигнал первой последовательности, вычитают указанный аналоговый сигнал первой последовательности из суммарного аналогового сигнала и восстанавливают из полученного разностного аналогового сигнала вторую последовательность цифровых отсчетов информации. Для осуществления способа предлагают два вида заданных функций отсчетов. Технический результат, достигаемый при реализации способа, состоит в повышении скорости передачи или пропускной способности линий связи. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

Description

Облась техники
Изобретение относится к технике передачи и приема информации и может использоваться в системах связи, измерений и т.п.

Существующий уровень техники
При передаче дискретной информации по линиям связи существует проблема ограничения скорости ее передачи.

Максимально возможную скорость передачи информации в линии связи С можно определить по формуле Шеннона:

где П - полоса пропускания линии связи, кГц, Р_C - мощность передаваемого сигнала, дБ, Р_П - мощность помех в линии связи, дБ.

Для телефонной линии связи с полосой П пропускания 3,1 кГц (300 Гц-3,4 кГц) и соотношением Р_C/P_П= 10000 (что соответствует 40 дБ) теоретически максимально возможная скорость передачи (и приема) дискретной информации составляет
С=3,1•10³•log₂10000=40 кбит/с.

Современные телефонные модемы фирм "Роботикс" и "Моторола" обеспечивают скорость передачи и приема информации до 33,6 кбит/с при соотношении Р_С/Р_П= 10000 (что соответствует 40 дБ), что свидетельствует о реализации скорости передачи, близкой к потенциально возможной по формуле Шеннона.

Известен способ передачи информации, заключающийся в том, что на передающей стороне формируют аналоговый сигнал путем преобразования последовательности дискретных цифровых отсчетов информации в аналоговый сигнал с помощью заданной функции отсчетов и передают сформированный аналоговый сигнал в линию связи, а на приемной стороне принимают переданный аналоговый сигнал из линии связи и восстанавливают из него исходную последовательность дискретных цифровых отсчетов информации (выложенная заявка Японии 10-098497, Н 04 L 27/10, 14.04.1998).

Скорость передачи и приема информации при таком способе передачи информации зависит от способа преобразования последовательности дискретных цифровых отсчетов информации в аналоговый сигнал на передающей стороне и способа восстановления из аналогового сигнала исходных дискретных цифровых отсчетов информации на приемной стороне и ограничена предельной пропускной способностью существующей в линии связи аппаратуры импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).

При передаче по одной линии связи одновременно двух аналоговых сигналов одинаковой мощности Р_С1=Р_С2 (т.е. при разуплотнении на две одинаковые мощности) выражение (1) можно переписать в следующем виде:

Тогда следует, что при фиксированной мощности

(т. е. при Р_С1= Р_С2) максимально возможная скорость передачи и приема информации может быть доведена до С=3,1•10³•log₂5000+3,1•10³•log₂5000≈73 кбит/с. Следовательно, в телефонных линиях связи разуплотнение на две мощности дает возможность увеличить скорость передачи и приема информации и реализовать предельную пропускную способность существующей в настоящее время аппаратуры импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), которая составляет 64 кбит/с.

Задача изобретения и технический результат
Задачей настоящего изобретения является разработка способа передачи информации с использованием разуплотнения на две мощности, который повышает скорость передачи дискретной информации по существующим каналам связи, или - что то же - позволяет передавать на той же скорости больше информации.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении пропускания через существующий канал связи (без изменения параметров последнего) вместо одного аналогового сигнала по меньшей мере двух аналоговых сигналов за то же время.

Сущность изобретения
Для решения этой задачи в способе передачи информации, заключающемся в том, что на передающей стороне преобразуют первую последовательность цифровых отсчетов в первый аналоговый сигнал путем перемножения с сигналом заданной функции отсчетов и передают сформированный аналоговый сигнал по линии связи, а на приемной стороне принимают переданный аналоговый сигнал из линии связи и восстанавливают из принятого аналогового сигнала первую последовательность цифровых отсчетов, согласно настоящему изобретению, на передающей стороне: преобразуют вторую последовательность цифровых отсчетов во второй аналоговый сигнал путем перемножения с сигналом заданной функции отсчетов, при этом моменты тактирования отсчетов для второй последовательности цифровых отсчетов располагают между моментами тактирования отсчетов для первой последовательности цифровых отсчетов; первый аналоговый сигнал получают путем преобразования цифровых отсчетов, значения которых равны разности цифровых отсчетов первой последовательности и значений второго аналогового сигнала в моменты тактирования отсчетов для первой последовательности; суммируют первый и второй аналоговые сигналы, после чего и передают сформированный суммарный аналоговый сигнал по линии связи; на приемной стороне: восстанавливают цифровые отсчеты первой последовательности путем дискретизации принятого аналогового сигнала тактовой частотой; восстановленные цифровые отсчеты первой последовательности преобразуют в первый аналоговый сигнал с помощью сигнала заранее заданной функции отсчетов; вычитают восстановленный первый аналоговый сигнал из принятого аналогового сигнала; восстанавливают цифровые отсчеты второй последовательности из полученного разностного аналогового сигнала.

При этом в качестве заданной функции отсчетов используют функцию вида

либо функцию вида

где х= 2πF_B, F_B - верхняя частота в спектре передаваемого сигнала, n - целое число, большее единицы, - число используемых частотных составляющих, k= 1-20 и характеризует степень усечения заданной функции отсчетов. Кроме того, точки отсчетов второй последовательности формируют посередине между точками отсчетов первой последовательности, а первую и вторую последовательности цифровых отсчетов информации получают от одного источника информации или двух различных источников информации.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Блок-схема обработки первой и второй последовательности цифровых отсчетов информации на передающей стороне.

Фиг. 2. Блок-схема формирования суммарного аналогового сигнала на передающей стороне.

Фиг.3. Блок-схема системы связи на приемной стороне.

Фиг.4. Вид заданной функции отсчетов
.

Фиг.5. Спектр заданной функции отсчетов по фиг.4.

Фиг.6. Блок-схема генератора заданной функции отсчетов вида

на передающей стороне.

Подробное описание изобретения
Способ передачи информации по настоящему изобретению реализуют в системе связи, блок-схемы которой на передающей и приемной сторонах показаны соответственно на фиг.1, 2 и 3.

Блок-схема обработки первой и второй последовательностей цифровых отсчетов информации на передающей стороне системы связи содержит (фиг.1) генератор 1 тактовой частоты, первый 2 и второй 3 цифроаналоговые преобразователи, вычитатель 4, формирователь 5 огибающей, аналого-цифровой преобразователь 6.

На первый выход генератора 1 тактовой частоты поступают четные сигналы тактовой частоты, а на второй выход - нечетные сигналы тактовой частоты. Первый выход генератора 1 тактовой частоты соединен со входом первого 2 цифроаналогового преобразователя ЦАП-1, а второй выход соединен со входом второго 3 цифроаналогового преобразователя ЦАП-2. Указанные преобразователи ЦАП-1 и ЦАП-2 преобразуют исходные последовательности дискретных цифровых отсчетов информации в последовательность прямоугольных сигналов с амплитудами, равными амплитудам соответствующих дискретных цифровых отсчетов.

На вход первого 2 цифроаналогового преобразователя ЦАП-1 поступает первая последовательность дискретных цифровых отсчетов А¹ _i информации, где i - порядковый номер цифрового отсчета информации, i=0, 1... n-1, которую преобразуют в первую последовательность прямоугольных цифровых отсчетов А¹ ₀, A¹ ₁, ... A¹ _n-2, A¹ _n-1 информации и подают на выход ЦАП- 1 сигналами, соответствующими четным сигналам тактовой частоты с генератора 1 тактовой частоты. Реализация способа показана для n=4.

На вход второго 3 цифроаналогового преобразователя ЦАП-2 поступает вторая последовательность дискретных цифровых отсчетов А² _i информации, где i= n-1, которую преобразуют во вторую последовательность прямоугольных цифровых отсчетов А² ₀, A² ₁,... A² _n-2, A² _n-1 информации и подают на выход ЦАП-2 сигналами, соответствующими нечетным сигналам тактовой частоты (т.е. с тактовой частотой) с генератора тактовой частоты.

Первая и вторая последовательности цифровых отсчетов информации могут поступать как от двух независимых источников информации, так и одного источника информации. Во втором случае последовательность цифровых отсчетов исходной информации разбивают известными способами на две свои проекции и подают на независимые информационные входы блоков 2 и 3 фиг.1.

Выход первого 2 цифроаналогового преобразователя ЦАП-1 соединен с входом вычитателя 4. Выход второго 3 цифроаналогового преобразователя ЦАП-2 соединен с входом формирователя 5 огибающей (перемножителя), а также имеет выход второй последовательности прямоугольных цифровых отсчетов А² ₀, A² ₁,... A² _n-2, A² _n-1 информации в блок формирования суммарного аналогового сигнала. На второй вход формирователя 5 огибающей подают заданную функцию отсчетов из ее генератора. Заданная функция отсчетов может быть вида

Выход формирователя 5 огибающей соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя 6 (АЦП). На выходе формирователя 5 огибающей формируется огибающая второй последовательности цифровых отсчетов информации, которую подают на первый вход аналого-цифрового преобразователя 6, на второй вход которого подают четные сигналы тактовой частоты с первого входа генератора 1 тактовой частоты.

Выход аналого-цифрового преобразователя 6 соединен со входом вычитателя 4. В аналого-цифровом преобразователе 6 происходит вычисление (взятие) значений отсчетов второй последовательности цифровых отсчетов информации в точках отсчета первой последовательности и в виде последовательности прямоугольных сигналов ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{i}}$ :ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{0}}$ ,ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{l}}$ ,...ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-2}}$ ,ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-1}}$ подают на второй вход вычитателя 4. В вычитателе 4 происходит вычитание из первой последовательности прямоугольных цифровых отсчетов А¹ ₀, A¹ ₁,... A¹ _n-2, A¹ _n-1 соответствующих взятых (вычисленных) в аналого-цифровом преобразователе 6 значений ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{0}}$ ,ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{l}}$ ,...ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-2}}$ ,ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-1}}$ .
Последовательность разности цифровых отсчетов A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{0}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{0}}$ ...A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{n-1}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-1}}$ информации, а также вторая последовательность преобразованных в прямоугольные импульсы цифровые отсчеты информации А² ₀, A² ₁,... A² _n-2, A² _n-1 подают на соответствующие входы блока-схемы формирования суммарного аналогового сигнала на передающей стороне (фиг.2).

Последовательности цифровых отсчетов информации А² ₀, A² ₁,... A² _n-2, A² _n-1 и отсчетов A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{0}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{0}}$ ...A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{n-1}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-1}}$ перед поступлением в блок формирования суммарного сигнала (фиг.2) преобразуют известными способами в параллельный код с помощью преобразователя последовательного кода в параллельный (на фиг. не показан).

Блок-схема формирования суммарного аналогового сигнала на передающей стороне содержит (фиг.2) формирователь 7 заданной функции отсчетов, который состоит из генератора 8 первой заданной функции отсчетов, генератора 9 второй заданной функции отсчетов и перемножителя 10 заданных функций отсчетов, входы которого подключены к выходам генераторов 8 и 9 заданных функций отсчетов, а выход является выходом формирователя 7 заданной функции отсчетов.

Далее, передающая сторона включает две группы перемножителей 11-14 и 15-18, каждая из которых содержит n (на фиг.2 показано для п=4) перемножителей заданной функции отсчетов и последовательности цифровых отсчетов информации, которую подают на информационные входы перемножителей. Опорные входы перемножителей 11-14 и 15-18 объединены и подключены к выходу формирователя 7 заданной функции отсчетов.

На информационные входы перемножителей 11-14 и 15-18 подают соответственно последовательность разности цифровых отсчетов информации первой последовательности и цифровых отсчетов информации второй последовательности, которая вычислена в точках отсчетов первой последовательности, A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{0}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{0}}$ ...A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{n-1}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-1}}$ , и вторую последовательность цифровых отсчетов информации А² ₀, A² ₁,... A² _n-2, A² _n-1.

Выход каждого из перемножителей 11-14 и 15-18 соединен через соответствующий элемент 19-22 и 23-26 задержки с соответствующим входом соответственно формирователя 27 первой огибающей и формирователя 28 второй огибающей. Выходы этих формирователей 27 и 28 огибающей подключены ко входам сумматора 29, выход которого непосредственно и через квадратурный фазовращатель 30 соединен с информационными входами соответственно первого и второго выходных перемножителей 31 и 32, на опорные входы которых подаются квадратурные опорные колебания несущей частоты f₀, соответственно cosω₀t и sinω₀t, где ω₀ = 2πf₀. Выходы выходных перемножителей 31 и 32 подключены к соответствующим входам сумматора 33, выход которого подключен ко входу, канала связи (не показан), например радиолинии.

В схеме по фиг.2 элементы 19-22 и 23-26 задержки обеспечивают различную временную задержку поступающих на их входы аналоговых сигналов, сдвиг фаз заданной функции отсчетов соответственно от 0 до (n-1)π и формирование элементов (фрагментов) огибающей. Первый элемент 19 задержки первой группы задерживает поступающий на него аналоговый сигнал на 0 сек (не задерживает сигнал), т. е. этот элемент указан на схеме фиг.2 лишь для единообразия. Каждый следующий из элементов 20-22 задержки имеет время задержки аналогового сигнала, отличающееся от времени задержки предыдущего элемента на величину периода повторения последовательности цифровых отсчетов информации Т_C=1/F_B где F_B - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала. Это же правило сохраняется и для элементов 23-26 задержки второй группы, но первый элемент 23 задержки имеет время задержки, равное Т_C/2.

Квадратурный фазовращатель 30 обеспечивает изменение фазы поступающего на его вход аналогового сигнала на величину π/2 (для несущей частоты f₀).

Приемная сторона системы связи содержит (фиг.3) квадратурный фазовращатель 34, вход которого объединен с информационным входом первого входного перемножителя 35 и подключен к выходу канала связи (не показан), а выход квадратурного фазовращателя 34 соединен с информационным входом второго входного перемножителя 36. На опорные входы первого и второго входных перемножителей 35 и 36 подаются те же квадратурные опорные колебания несущей частоты f₀, соответственно cosω₀t и sinω₀t, что и на передающей стороне. Выходы входных перемножителей 35 и 36 подключены к соответствующим входам вычитателя 37, выход которого соединен со входами выделителя 38 тактовой частоты, первого аналого-цифрового преобразователя 39 (АЦП) и с первым входом вычитателя 40. Выход первого аналого-цифрового преобразователя 39 соединен с первым входом формирователя 41 огибающей, на второй вход которого подают заданную функцию отсчетов, вид которой идентичен заданной функции отсчетов на передающей стороне, и выход которого подключен ко второму входу вычитателя 40. Прямой и инверсный выходы выделителя 38 тактовой частоты подключены к тактовым входам соответственно первого аналого-цифрового преобразователя 39 и второго аналого-цифрового преобразователя 42, выходы которых являются соответственно выходом 43 первой последовательности цифровых отсчетов информации и выходом 44 второй последовательности цифровых отсчетов информации.

Квадратурный фазовращатель 34 обеспечивает изменение фазы поступающего на его вход суммарного аналогового сигнала на величину π/2 (для несущей частоты f₀).

Выделитель 38 тактовой частоты может иметь любое известное выполнение, обеспечивающее получение сигнала тактовой частоты из поступающего на вход приемной стороны суммарного аналогового сигнала в зависимости от того, каким образом тактовый сигнал вводят в передаваемый суммарный аналоговый сигнал. На фиг.3 инверсный выход выделителя 38 тактовой частоты выделен точкой.

В качестве первой функции отсчетов, формируемой генератором 8 заданной функции отсчетов, можно использовать известную функцию вида

где х= 2πF_B, F_B - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала. Однако для уменьшения искажений при передаче дискретных отсчетов информации по реальным каналам связи с несущей целесообразно выбрать в качестве первой заданной функции отсчетов функцию вида

где х= 2πF_B, F_B - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала, n - целое число, большее единицы, равное числу используемых частотных составляющих в спектре аналогового сигнала. Величину n определяют по формуле n= T/2T_C, где T - заданный интервал обработки (период заданной функции отсчетов), в данном случае 10,66667 мс, а Т_C=1/F_B - период повторения последовательности цифровых отсчетов информации.

Указанная заданная функция отсчетов имеет вид, показанный на фиг.4 (функция показана для п=16), и спектр, показанный на фиг.5.

Блок-схема генератора такой заданной функции отсчета приведена на фиг.6. Указанный генератор содержит восемь последовательно соединенных отдельных блоков 45.1 - 45.8 преобразования. Каждый блок преобразования включает в себя первый 46 и второй 47 перемножители, квадратурный фазовращатель 48 и сумматор 49. На фиг.6 каждый из восьми используемых блоков 45 преобразования обозначен ссылочной позицией 45.j, где j указывает порядковый номер данного блока 45 преобразования. Каждый элемент соответствующего блока 45 преобразования также имеет двойное обозначение, где вторая цифра указывает номер того блока 45 преобразования, в который входит данный элемент. В каждом блоке 45 преобразования выход квадратурного фазовращателя 48 соединен с информационным входом второго перемножителя 47, а выходы обоих перемножителей 46 и 47 подключены к соответствующим входам сумматора 49. При этом вход квадратурного фазовращателя 48 объединен с информационным входом первого перемножителя 46 и является информационным входом данного блока 45 преобразования, а выход сумматора 49 является выходом данного блока 45 преобразования.

Опорные входы первых перемножителей 46.1 и 46.2 и опорные входы вторых перемножителей 47.1 и 47.2 первого и второго блоков 45.1 и 45.2 преобразования соответственно объединены и являются входами 50 и 51 квадратурных опорных колебаний удвоенной частоты дискретизации всего генератора, т.е. частоты, соответствующей величине 4х в выражении (2). Опорные входы первых перемножителей 46.3 и 46.4 и опорные входы вторых перемножителей 47.3 и 47.4 третьего и четвертого блоков 45.3 и 45.4 преобразования соответственно объединены и являются входами 52 и 53 квадратурных опорных колебаний частоты дискретизации всего генератора, т.е. частоты, соответствующей величине 2х в выражении (2). Наконец, опорные входы первых перемножителей 46.5, 46.6, 46.7 и 46.8 и опорные входы вторых перемножителей 47.5, 47.6, 47.7 и 47.8 пятого-восьмого блоков 45.5, 45.6, 45.7 и 45.8 преобразования соответственно объединены и являются входами 54 и 55 квадратурных опорных колебаний половинной частоты дискретизации, т. е. частоты, соответствующей величине х в выражении (2). Информационный вход первого блока 45.1 преобразования является информационным входом 56 генератора, а выход восьмого блока 45.8 преобразования является выходом 57 генератора заданной функции отсчетов.

Квадратурный фазовращатель 48 в каждом блоке 45 преобразования обеспечивает изменение фазы поступающего на его вход сигнала на величину π/2 (для верхней частоты в спектре передаваемого аналогового сигнала F_B).

Для генерирования заданной функции отсчетов на вход генератора заданной функции отсчетов подают прямоугольные импульсы единичной амплитуды с частотой F_B (верхней частотой в спектре передаваемого аналогового сигнала). Квадратурные опорные колебания подают на соответствующие входы генератора заданной функции отсчетов от внешнего генератора импульсов, на выходах которого формируют квадратурные опорные колебания удвоенной, одинарной и половинной частоты дискретизации.

Вторая функция отсчетов, генерируемая генератором 9 в формирователе 7 заданной функции отсчетов, может иметь различный вид. Ниже даны примеры реализации способа по настоящему изобретению для двух разных видов второй функции отсчетов на выходе генератора 9:

где k=1-20 и характеризует степень усечения заданной функции отсчетов. В том случае, если генератор 9 второй функции отсчетов генерирует первую из указанных функций, определяемую выражением (3), вычитатель 37 на приемной стороне имеет на своем выходе цифровой фильтр с импульсной характеристикой вида (3).

Способ передачи информации по настоящему изобретению реализуют в системе связи по фиг.1,2 и 3 следующим образом.

Две (первая А¹ _i и вторая А² _i) независимыe последовательности дискретных цифровых отсчетов информации, полученные или от одного источника информации, или от двух источников информации, с одним периодом повторения последовательности цифровых отсчетов информации T_C=1/F_B, где F_B - верхняя частота в спектре передаваемого аналогового сигнала, одновременно подаются соответственно на вход первого 2 и второго 3 цифроаналоговых преобразователей ЦАП-1 и ЦАП-2. После ЦАП-1 и ЦАП-2 преобразованные последовательности цифровых отсчетов подают: первую последовательность цифровых отсчетов информации А¹ ₀, А¹ ₁. . . A¹ _n-2, A¹ _n-1 на вход вычитателя 4 и вторую последовательность цифровых отсчетов информации А² ₀, А² ₁... A² _n-2, A² _n-1 на вход формирователя огибающей 5 и через преобразователь последовательного кода в параллельный каждый цифровой отсчет второй последовательности на соответствующий информационный вход перемножителей 15-18 блока формирования суммарного сигнала (фиг. 2). Поскольку первый 2 цифроаналоговый преобразователь ЦАП-1 питается от генератора тактовой частоты четными сигналами, а второй 3 цифроаналоговый преобразователь ЦАП-2 - нечетными сигналами, то цифровые отсчеты информации второй последовательности А² ₀, А² ₁... A² _n-2, A² _n-1 после ЦАП-2 будут взяты в точках цифровых отсчетов второй последовательности, которые находятся между точками цифровых отсчетов информации первой последовательности.

В формирователе 5 огибающей происходит формирование с помощью заданной функции отсчетов огибающей второй последовательности цифровых отсчетов информации в точках цифровых отсчетов второй последовательности, определение значений цифровых отсчетов в точках цифровых отсчетов первой последовательности и последующее формирование второй последовательности цифровых отсчетов информации, взятых в точках цифровых отсчетов информации первой последовательности ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{0}}$ ,ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{l}}$ ,...ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-2}}$ ,ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-1}}$ . Указанную последовательность цифровых отсчетов подают в вычитатель 4, где происходит вычитание из значений цифровых отсчетов информации первой последовательности А¹ ₀, А¹ ₁... A¹ _n-2, A¹ _n-1 значений цифровых отсчетов информации второй последовательности, взятых в точках цифровых отсчетов информации первой последовательности ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{0}}$ ,ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{l}}$ ,...ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-2}}$ ,ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-1}}$ . и разность в виде цифровых отсчетов информации A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{0}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{0}}$ ...ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{n-1}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-1}}$ через преобразователь последовательного кода в параллельный подают на соответствующие информационные входы перемножителей 11-14 блока формирования суммарного аналогового сигнала.

Генератор 8 заданной функции отсчетов (фиг.2) формирует первую заданную функцию отсчетов, определяемую выражением (2), на интервале Т_C=10,66667 мс. Генератор 9 генерирует вторую заданную функцию отсчетов, определяемую выражением (3) или (4). При этом на выходе перемножителя 10 в формирователе 7 заданной функции отсчетов в зависимости от конкретного вида второй заданной функции отсчетов формируют сигнал вида

где k характеризует степень усечения заданной функции отсчетов, например, k=16.

Эту заданную функцию отсчетов подают на опорные входы всех перемножителей 11-14 и 15-18 (фиг.2).

Из блока обработки первой и второй последовательностей цифровых отсчетов информации на информационные входы первой группы перемножителей 11-14 подают соответствующие цифровые отсчеты информации A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{0}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{0}}$ ...A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{n-1}}$ -ΔA $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n-1}}$ , а на информационные входы второй группы перемножителей 15-18 - соответствующие цифровые отсчеты информации А² ₀, А² ₁... A² _n-2, A² _n-1 (предпочтительно, чтобы точки отсчетов второй последовательности А² ₀, А² ₁... A² _n-2, A² _n-1 находились посередине между точками отсчетов первой последовательности).

В результате на выходе каждого перемножителя 11-14 из первой группы в зависимости от вида второй заданной функции отсчетов формируют (i - порядковый номер цифрового отсчета информации, i=0, 1... n-1) аналоговый сигнал вида

.

На выходе каждого элемента 19-22 задержки, следующего за перемножителем 11-14 первой группы, аналоговый сигнал с учетом сдвига фаз на величину от 0 до (n-1)π будет определяться выражением

На выходе каждого перемножителя 15-18 второй группы формируют аналоговый сигнал вида

На выходе элемента 23-26 задержки, следующего за перемножителями 15-18 второй группы, аналоговый сигнал с учетом сдвига фаз на величину от 0 до (n-1)π будет определяться выражением

На выходе формирователя 27 первая огибающая а¹(х) описывается следующим выражением:

На выходе формирователя 28 вторая огибающая a²(х) описывается следующим выражением:

В двух последних выражениях, независимо от конкретного вида используемой заданной функции отсчетов, в точках отсчета х=iπ огибающая a²(x) имеет следующие значения: а²(х)=ΔА² ₀ для i=0, a²(х)=ΔА² ₁ для i=1,..., a²(x)=ΔA² _n-1 для i=n-1.

На выходе сумматора 29 выделяют суммарный аналоговый сигнал а¹(х)+а²(х), который в отсчетных точках первого аналогового сигнала принимает значения первой огибающей, и подают в блоки 30-33 для осуществления однополосной модуляции, чтобы перенести суммарный аналоговый сигнал а¹(х)+а²(х) на несущую частоту f₀. Для этого суммарный аналоговый сигнал а¹(х)+а²(х) подают непосредственно на первый выходной перемножитель 31 и через квадратурный фазовращатель 30 на второй выходной перемножитель 32. В перемножителях 31 и 32 осуществляют перемножение прямого и сдвинутого по фазе суммарных аналоговых сигналов а¹(х)+а²(х) на квадратурные колебания несущей частоты, после чего результаты перемножения суммируют выходным сумматором 27 и подают сформированный суммарный аналоговый сигнал в линию связи.

Принятый на приемной стороне (фиг.3) суммарный аналоговый сигнал проходит блоки 34-39, в которых выполняют преобразование, обратное тому, которое осуществлялось в блоках 30-33 на передающей стороне. Т.е. принятый суммарный аналоговый сигнал проходит непосредственно и через квадратурный фазовращатель 34 соответственно на первый и второй входные перемножители 35 и 36, на опорные входы которых подаются такие же квадратурные опорные колебания несущей частоты f₀, что и на перемножители 31 и 32 на передающей стороне.

В результате на выходах первого и второго входных перемножителей 35 и 36 формируют квадратурные составляющие принятого суммарного аналогового сигнала.

Указанные квадратурные составляющие вычитают в вычитателе 37, на выходе которого стоит цифровой фильтр с импульсной характеристикой, определяемой выражением (3), если генератор 9 второй заданной функции отсчетов формирует функцию вида (3). При этом на выходе вычитателя с цифровым фильтром формируют аналоговый сигнал а¹ _пр(х)+а² _пр(х), составляющие которого описываются выражениями

В случае, если генератор 9 второй заданной функции отсчетов формирует заданную функцию отсчетов вида (4), на выходе вычитателя 37 фильтр не нужен. Тогда на выходе вычитателя 37 формируют аналоговый сигнал а¹ _пр(х)+а² _пр(х), квадратурные составляющие которого описываются теми же выражениями, что и составляющие а¹(х)+а²(х), на выходе сумматора 29 на передающей стороне (фиг. 2).

Из этого суммарного аналогового сигнала выделителем 38 тактовой частоты выделяют сигнал с тактовой частотой (частотой дискретизации на передающей стороне), который используют для тактирования первого 39 и второго 42 аналого-цифровых преобразователей (АЦП), причем тактирование обоих АЦП осуществляют в противофазе. С выхода первого АЦП 39 поступают значения аналогового сигнала а¹ _пр(х) в моменты тактирования цифровых отсчетов информации первой последовательности, т. е. в те самые моменты, которые соответствуют точкам отсчета цифровых отсчетов информации первой последовательности на передающей стороне. Эти цифровые отсчеты информации поступают на выход 43 в виде исходной первой последовательности цифровых отсчетов информации А¹ _i, восстановленной дискретизацией суммарного аналогового сигнала тактовой частотой.

Указанную восстановленную первую последовательность цифровых отсчетов информации подают на вход формирователя 41 огибающей, где осуществляют ее преобразование с помощью заданной функции отсчетов в аналоговый сигнал а¹ _пр(х) первой последовательности, который затем подают на второй вход вычитателя 40, на первый вход которого поступает суммарный аналоговый сигнал а¹ _пр(х)+а² _пр(х), с выхода сумматора 37. В вычитателе 40 аналоговый сигнал а¹ _пр(х) первой последовательности вычитают из суммарного аналогового сигнала а¹ _пр(х)+а² _пр(х), в результате чего на выходе вычитателя 40 формируют разностный аналоговый сигнал, представляющий собой аналоговый сигнал а² _пр(х) который в точках отсчета х=iπ имеет следующие значения: а² _пр(х)=ΔА² ₀ для i= 0, а² _пр(х)=ΔА² ₁ для i=1,..., а² _пр(х)=ΔA² _n-1 для i=n-1. Этот аналоговый сигнал подают на вход второго АЦП 42, который тактируют инвертированной тактовой частотой (т.е. сдвинутой по фазе на π относительно сигнала на тактовом входе первого АЦП 39). На выходе второго АЦП после восстановления из полученного разностного аналогового сигнала а² _пр(х), получают вторую последовательность цифровых отсчетов информации А² _i, которые подают на выход 44. Таким образом, на выходах 43 и 44 приемной стороны имеют восстановленные первую и вторую последовательности цифровых отсчетов информации, переданные по линии связи без изменения параметров последнего, т.е. осуществлено разуплотнение.

Следовательно, предложенный способ передачи информации обеспечивает пропускание по меньшей мере двух аналоговых сигналов вместо одного за то же время через существующую линию связи, т.е. повышает скорость передачи информации, или информативность линии передачи и приема.

Промышленная применимость
Данное изобретение может использоваться в технике связи, измерениях и в любых иных приложениях, где необходимо передать или преобразовать информацию. При этом предложенный способ обеспечивает повышение скорости передачи информации, либо информативности канала передачи.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретный пример его реализации, этот пример никоим образом не ограничивает объема патентных притязаний, который определяется прилагаемой формулой изобретения с учетом возможных эквивалентов.

Claims (3)

1. Способ передачи информации, заключающийся в том, что на передающей стороне преобразуют первую последовательность цифровых отсчетов в первый аналоговый сигнал путем перемножения с сигналом заданной функции отсчетов; передают сформированный аналоговый сигнал по линии связи; на приемной стороне принимают переданный аналоговый сигнал из линии связи; восстанавливают из принятого аналогового сигнала первую последовательность цифровых отсчетов, отличающийся тем, что на передающей стороне преобразуют вторую последовательность цифровых отсчетов во второй аналоговый сигнал путем перемножения с сигналом упомянутой заданной функции отсчетов, при этом моменты тактирования отсчетов для второй последовательности цифровых отсчетов располагают между моментами тактирования отсчетов для первой последовательности цифровых отсчетов; первый аналоговый сигнал получают путем преобразования цифровых отсчетов, значения которых равны разности цифровых отсчетов упомянутой первой последовательности и значений второго аналогового сигнала в моменты тактирования отсчетов для упомянутой первой последовательности; суммируют первый и второй аналоговые сигналы, после чего и передают сформированный суммарный аналоговый сигнал по линии связи; на приемной стороне восстанавливают цифровые отсчеты упомянутой первой последовательности путем дискретизации принятого аналогового сигнала тактовой частотой; восстановленные цифровые отсчеты упомянутой первой последовательности преобразуют в первый аналоговый сигнал с помощью сигнала упомянутой заранее заданной функции отсчетов; вычитают восстановленный первый аналоговый сигнал из принятого аналогового сигнала; восстанавливают цифровые отсчеты упомянутой второй последовательности из полученного разностного аналогового сигнала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве функции отсчетов используют функцию вида

где х= 2πF_в;
F_в - верхняя частота в спектре передаваемого сигнала;
n - число используемых частотных составляющих.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве функции отсчетов используют функцию вида

где х= 2πF_в;
F_в - верхняя частота в спектре передаваемого сигнала;
n - число используемых частотных составляющих;
k - целое положительное число, характеризующее степень усечения функции.

Images