SU1626410A1

SU1626410A1 - Устройство приема сигналов с частотным разделением каналов

Info

Publication number: SU1626410A1
Application number: SU884495200A
Authority: SU
Inventors: Борис Иванович Макаренко; Михаил Анатольевич Иванов; Сергей Михайлович Кудинов; Владимир Викторович Ванькевич
Original assignee: Предприятие П/Я М-5653
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1991-02-07

Abstract

Изобретение относитс к многоканальным системам св зи передачи информации . Цепью изобретени вл етс повышение достоверности приема при воздействии интенсивной сосредоточенной помехи и перекрестных нелинейных искажений. Сущность изобретени состоит в частотно-избирательном ограничении помехи с локализацией спектра нелинейных компонент при данном ограничении с последующей ре- жекцией данной ограниченной помехи и порожденных ею нелинейных компонент полезного сигнала, а также в подавлении перекрестных нелинейных искажений информационных канальных CHI- налов в каждом из N каналов перестройкой адаптивного фильтра дл оптимальной компенсации в УВ нелинейных искажений, вызванных ограничением этого сигнала после канального ограничител . 3 з.п.ф-лы, 6 ил. i (Л

Description

Изобретение относитс к системам св зи и может быть использовано в многозональных системах св зи передачи информации.

Цель изобретени - повышение достоверности приема при воздействии интенсивной сосредоточенной помехи и перекрестных нелинейных искажений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема частотно-избирательного ограничител ; на фиг. 3 - блок-схема адаптивного фильтра; на фиг. 4 - блок-схема формировател опорного сигнала; на фиг. 5 - принципиальна схема одного из полосовых фильтров КК со встречно включенными диодами на входе; на фиг. 6 - выходные напр жени усилител посто нного тока в зависимости от их пор дкового номера (от 1 до т).

Устройство ЧРК (фиг. 1) содержит приемник 1, коммутатор 2, режектор- ный фильтр 3, частотно-избирательный ограничитель 4, частотный детектор 5, полосовые фильтры 6, ограничитель 7, формирователь 8 опорного сигнала, линию 9 задержки, адаптивный фильтр 10, вычитатель 11, цепь 12 обратной св зи , канальный частотный детектор 13, усилитель 14 низкой частоты, частотно-избирательный ограничитель 4 содержит сумматор 15, блок 16 сравнени , полосовые фильтры 17, пороговые блоки 18, усилители 19, сумматор 20, адаптивный фильтр 10 содержит перемножитель 21, генератор 22 и перем8

2

ножитель 23, формирователь 8 опорного сигнала содержит перемножители 24 25, полосовые фильтры 17 содержат диоды 26, 27 и контур 28 LC.

Устройство работает следующим образом .

Входное воздействие

. V(t) S(t) + M(t) + n(t) (1)

После усилени в приемнике 1 поступает на вход ограничител 4, входной сигнал Vl2(t) которого 4 равен

со

Va(t)jKfc4(t-C)- V,(fi)d, (2)

-00

где K«I.(V) - переходна функци приемника 1 .

Сигнал lfc(t) подаетс одновременно на входы всех m полосовых фильтров 17 со встречно включенными диодами на их входах. Полосы пропускани этих контуров 17-17 равны uf; и определ ютс номиналами индуктивности L и емкости С. Указанные полосы пропускани Afj не перекрываютс , но в совокупности они перекрывают вс полосу частот uf, в которой осуществл етс передача полезного информационного сигнала S(t), т.е.

И;ПЛЈ| Ф,У;Јл; i,,m, (3)

причем

U Af; Af.

Необходимое количество m полосовых фильтров 17 выбираетс из услови

m

ссп

где &fccn полоса частот, занимаема спектром собственно селективных помех.

Выполнение услови (4) позвол ет в максимальной степени ограничить спектр нелинейных искажений N(t).

В ограничителе 4 происходит частотно-избирательное ограничение вход нык составл ющих помех достаточно большого уровн с локализацией при этом порождаемых помех M(t) нелинейных компонент N(t) в сравнительно узкой спектральной области (полосе поглощени ограничител 4) в окрестности центральной частоты fccn помех M(t). Эффект частотно-избирательного ограничени определ етс в основном нелинейными искажени ми третьего пор дка . Целесообразность организации

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

непересекающихс (неперекрывающихс между собой в частотной области) по- лос поглощени обусловлена необходи- мостыо обеспечени частотно-избирательного ограничени интенсивной помехи M(t) во всей полосе полезного сигнала &f (т.е. при любой частотной настройке CCIIM(t).

При попадании интенсивной помехи M(t) в полосу пропускани любого полосового фильтра 17 происходит частотно-избирательное ограничение данной помехи M(t). Выход каждого из полосовых фильтров 17 m подключен к отдельному входу сумматора 15, на выходе которого формируетс выходной сигнал V.j(t), в спектре которого имеетс ограниченна помеха М(t)

V3(t)S(t)+M,(t)+n(t)+N(t). (5)

Сигнал V(t) поступает на сигнальный вход режекторного фильтра 3. Выход каждого полосового фильтра 17 m подключен к входу отдельного порогового блока 18.1 - 18.т. В случае присутстви помехи M(t) во входном воздействии V(t) выходной отклик УЮ-; ; полосового фильтра 17.1, в полосе ограничени которого действует помеха M(t), отличен от выходных откликов остальных полосовых фильтров 17. Пороговые блоки 18.т настраиваютс таким образом, что их выходное напр жение 1Гщ,;1 соответствует логическому О при отсутствии помехи M(t) и соответствует логической 1 при по влении помехи M(t) на входе порогового блока 18.т. Выход каждого порогового блока 18 соединен одновременно с входом отдельного усилител 19. и с отдельным входом сумматора 16. При по влении на входах усилител 19 напр жени , соответствующего логической 1, их выходные напр жени равны1)мцй.

Входные напр жени U«j(,T; остальных усилителей также строго фиксированы и наход тс в пределах от UMHM Д° мокс причем ни одно из выходных напр жений U,jni; не равно 0, так как этот случай соответствует отсутствию помехи M(t) во входном воздействии . Это по сн етс соответствующей записью и графиком (фиг. 6)

имакс чпт; и

мин

(ni-i)

ичлт; ° ПРИ наличии ССП h(t) (U,

const);

wri (6)

(;н} %т

Выход каждого усилител подключен к отдельному входу второго сумматора 20 дл разв зки выходов усилител 19. Коэффициент передачи по напр жению второго сумматора 20 равен 1. Напр жение U4nTj с сумматора 20 подаетс на управл ющий вход режекторного фильтра 3 дл перестройки центральной частоты f0 полосы режекции режекторного фильтра 3 под центральную частоту fccn мешающего воздействи M(t)

При по влении помехи M(t) на входе за вл емой системы на выходе соответствующего порогового блока 18 по вл етс напр жение U,,;, соответствующее логической 1, на выходе остальных блоков 18.1 - 18.т будет напр жение U кц,| , соответствующее логическому О. Набор логических О и логической 1 поступает на m входов блока 16, причем каждое напр жение U строго на определенный вход. Если помеха M(t) отсутствует, то на всех М входах блока 16 установитс напр жение Unnl соответствующее логическому О, при этом на выходе блока 16 будет также напр жение UKn; , соответствующее логическому О. При по влении хот бы одной логической l на входах блока 16 на его выходе установитс напр жение UKD,, соответствующее логической 1.

Таким образом, сигнал 1/сс(О на выходе блока равен

5 . 16264106

Ди V; ЈП 1(т-1Л. сравнению с полосой сигнала Дf) спектральной области Af( посредством

10

15

20

25

30

35

частотно-избирательного ограничени мощных составл ющих ССП M(t) перед детектированием осуществл етс частотна режекци указанных компонент N(t), при режекции происходит подавление помехи M(t), частота которой fccn совпадает с центральной частотой его настройки fa . Полоса режекции выбираетс из соображений не только подавлени уже ограниченной интенсивной ССП M(t) в ограничителе, но и дл подавлени возможных спектральных составл ющих нелинейных искажений , возникающих при данном частотно-избирательном ограничении помехи . На сигнальный вход фильтра 3 подаетс сигнал с выхода ограничител 4. Поскольку полосы локализации нелинейных компонент N(t) определ ютс полосой полосового фильтра 17, то и полоса режекции должна быть выбрана равной полосе данного контура . После такого подавлени линейного и нелинейного вли ни помехи M(t)

очищенный

сигнал имеет вид V,(t) - S(t) + n(t),

(8)

где S (f) - это S(t) с вырезанным

участком спектра, который поражен линейным и локализованным нелинейным вли нием помехи M(t),поступает на второй сигнальный вход коммутатора 2 и далее с его выхода на

вход детектора 5, вл ющегос некогерентным демодул тором , и выдел ет информацию, заключающуюс в законе изменени мгновенной частоты fs(t) полезного сигнала S(t). На выходе демодул тора выдел етс многоканальное сообщение г. (t)

0 при отсутствии ССП M(t) ; 0 в случае воздействи

ССП M(t).(7).

Выход блока 1t, вл ющийс вторым управл ющим выходом ограничител 4 соединен с управл ющим входом коммутатора 2.

При по влении на управл ющем входе коммутатора 2 напр жени .,1 , соответствующего логическому О (ССП M(t) отсутствует), входное 1} (с) воздействие подаетс на вход частотного детектора 5. В случае по влени логической 1 на управл ющем входе коммутатора 2 (ССП M(t) присутствует) на вход частотного детектора 5 подаетс сигнал V(c) с выхода режекторного фильтра 3.

После локализации нелинейных компонент N(t) в сравнительно узкой (по

0

5

0

5

0

5

очищенный

сигнал имеет вид V,(t) - S(t) + n(t),

(8)

где S (f) - это S(t) с вырезанным

0

v

,)

n(t),

(9)

где (.t) - сообщение в i-м канале; знак л/ - обозначение прин того

сообщени .

Ограничитель 4 обеспечивает посто нство амплитуды колебаний на входе детектора 5. При таком условии напр жение на выходе детектора 5 определ етс только отклонением ччс- тоты ЧМ-сигнала и не зависит от его амплитуды.

716

Фильтры 6 настроены каждый на частоту своего канала (разделение всех каналов происходит одновременно). Спектры сообщений S.-.S, подлежащие приему во всех каналах системы св зи с ЧРК, размещаютс по оси частот так,.чтобы они не перекрывались. Фильтры 6 пропускают все спектральные компоненты соответствующего модулированного колебани S...S мвместе с соответствующей поднесущей F и, данного канала. На выходе каждого фильтра 6.1 - 6.N образуетс соответствующий канальный сигнал S(t), a также продукты взаимных помех и шумы.

С выхода фильтра 6 через ограничитель 7.1 входное воздействие V0rpj (t) поступает одновременно на вход линии 9 и вход формировател 8. Сигнал на выходе 1-го ограничител 7.1 - 7.N можно представить в виде со

Vorp; (t)j К (t-t)SK; (С)#, UO)

Р

где К (t) - переходна функци ограничител 7.

В линии 9 входное воздействие Vor-(t) задерживаетс на врем t , равное времени прохождени сигнала Vorp(t) через формирователь 8. Задер- жанное на врем tj воздействие Гогр(О с выхода линии 9 поступает на неинвертирующий вход вычитател 11, формирователь 8 представл ет собой устройство возведени в третью степень - кубатор (фиг. 4). Входное воздействие Vorp (t) поступает одновременно на оба входа первого перемножител 24 и на второй вход второго перемножитёл 25. Сигнал Vore (t) с выхода первого пере- множител 24 умножаетс во втором перемножителе 25 раз на сигнал Vorp (t), чем обеспечиваетс возведение в треть степень входного воздействи Vflr (t). Сигнал Vor(t) поступает на сигналь- ный вход адаптивного фильтра 10. Формирование сигнала V (L) св зано с тем, что нелинейные искажени N((t), возникающие во входном воздействии Vqrp(t), после ограничител 7 обус- ловлены в основном нелинейными эффектами третьего пор дка. На выходе адаптивного фильтра 10 формируетс сигнал Z(t), в максимальной степени похожий на подавл емые нелинейные компоненты N(t) сигнала Vor (t), причем

Z(t) WU4) VorpU),(11)

0

А

0

0 5 5 0 5

108

где W(t) - измен ема во времени импульсна характеристика адаптивного фильтра 10. Можно показать, что

jffl tbtJmW Vorp (t)N,(t). (12) -е-ххэг

При подаче сигнала ошибки F(t) с

выхода цепи 12 на управл ющий вход адаптивного фильтра 10 передаточна функци W(t) последнего измен етс таким образом, что в вычитателе 11 обеспечиваетс оптимальное (по критерию минимума среднеквадратической ошибки) подавление нелинейных компонент Nj(t), возникающих во входном воздействии Vflrp (t) после ограничител 7. Действительно, совокупность из последовательно соединенных первого перемножител 21 и интегратора 22 (фиг. 3) образует коррел тор, выходной отклик которого Z((t) характеризует степень линейной стохастической взаимосв зи между воздействи ми огр (t) на сигнальном и управл ющем (t) входах адаптивного фильтра 10. Этим обеспечиваетс формирование выходного сигнала Z(t) адаптивного фильтра 10, в максимальной степени похожего на подавл емые нелинейные компоненты N,,(t),

Выходной сигнал Z(t) адаптивного фильтра 10 поступает на инвертирующий вход вычитател 11, на выходе которого формируетс сигнал

vye(t) vorp (t)-z(t) s (t)+

+ N,(t) + n (t) - Z(t), (13)

в котором скомпенсированы нелинейные искажени N|(t).

Сигнал S1(t), не коррелированный с Sj(t), остаетс нескомпенсированным. Действительно, сигнал S( (t) проходит на выход вычитател 11 практически без искажени , так как передаточна функци дл сигнала равна 1 согласно (5). Дл минимизации искажени сигнала S1(t) необходимо повышать отношение h( сигнал/шум

h,

S (t)

N(t) -i- n (t)

(14)

на неинвертирующем входе вычитател

11 и уменьшать отношение

нал/шум

hЈ сигчV0rf (t)

N,(O + n u):

(15)

на сигнальном входе адаптивного фильтра 11.

Очищенный указанным образом от нелинейных компонент сигнал Vyft(t) поступает с выхода вычитател 11 на вход детектора 13, в котором осуществл етс демодул ци канального сообщени rvj(t). Ограничитель 7 обеспечивает посто нство амплитуды колебаний на входе детектора 13. При таком условии напр жение на выходе детектора 13 (дискриминатора) определ етс только отклонени ми частоты ЧМ-сигнала и не зависит от его амплитуды.

Величину полезного сообщени на выходе отдельного канала рассматриваемой системы можно представить в виде

г „; (t)a1,t. ,,; (t), (16)

де а

Л) К а чпк

ufn;

DKi

коэффициент передачи канального ЧД;

коэффициент передачи УНЧ; девиаци поднесущей; многоканальное сообщение.

Claims

1. Устройство приема сигналов с частотным разделением каналов, содержащее ее линейную часть приемника, частотный детектор, выход которого соединен с входами п ветвей приема, кажда из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра и ограничител и последовательно соединенных канального частотного детектора и усилител нижних частот , выход которого вл етс выходом ветви приема, а вход полосового фильтра - входом ветви приема отличающеес тем, что, с целью повышени достоверности приема при воздействии интенсивной сосредоточенной помехи и перекрестных нелинейных искажений , введены последовательно соединенные частотно-избирательный ограничитель , режекторный фильтр и коммутатор , а в каждую ветвь приема введены последовательно соединенные лини задержки, вычитатель, цепь обратной св зи и адаптивный фильтр,

10

15

20

25

0

5

0

5

0

5

выход которого соединен с вторым входом вычитател , а также формирователь опорного сигнала, вход которого объединен с входом линий задержки и соединен с выходом ограничител , а вход - с сигнальным входом адаптивного фильтра, выход вычитател соединен с входом канального частотного детектора, выход приемника соединен с входом частотно-избирательного ограничител и вторым входом коммутатора , выход частотно-избирательного ограничител соединен с входом управлени коммутатора, выход которого соединен с входом частотного детектора .

2. Устройство по п. отличающее с тем, что частотно- избирательный ограничитель выполнен в виде п цепей, состо щих из последовательно соединенных полосового фильтра, порогового блока и усилител , выходы усилителей п цепей соединены с входами первого сумматора, выходы полосовых фильтров соединены с входами второго сумматора, выходы пороговых блоков п цепей соединены с входами блока сравнени , входы полосовых фильтров п цепей объединены между собой и. вл ютс входом частотно-избирательного ограничител , выходы первого сумматора, второго сумматора и блока сравнени вл ютс выходами частотно-избирательного ограничител .

3. Устройство по п. отличающее с тем, что адаптивный фильтр выполнен в виде последовательно соединенных первого перемножител , интегратора и второго перемножител , второй вход которого соединен с первым входом первого перемножител , второй вход которого вл етс опорным входом адаптивного фильтра.

4. Устройство по п. отличающеес тем, что формирователь опорного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных первого и второго перемножител , выход которого вл етс выходом формировател опорного сигнала, вход формировател опорного сигнала соединен с входами первого перемножител и вторым входом второго перемножител .

- JS

s

о

I1

Фиг. 5

Фиг. 6