SU809609A1

SU809609A1 - Multichannel communication system with time-multiplexing

Info

Publication number: SU809609A1
Application number: SU792733583A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Кириллов; Анатолий Пантелеевич Ткаченко; Валерий Андреевич Ильинков
Original assignee: Минский радиотехнический институт
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1981-02-28

Description

(54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ С ВРЕМЕННЫМ УПЛОТНЕНИЕМ КАНАЛОВ(54) MULTI-CHANNEL COMMUNICATION SYSTEM WITH TEMPORARY SEALING OF CHANNELS

1one

Изобретение относитс к системам передачи информации и может использоватьс в многоканальных системах электро- и радиосв зи, в автоматизированных системах управлени удаленньми объектами при передаче телеметрической информации и т.п.The invention relates to information transmission systems and can be used in multichannel systems for electrical and radio communications, in automated control systems for remote objects in the transmission of telemetry information, and the like.

Известна многоканальна система, св зи с временным уплотнением каналов , содержаща на передающей стороне N коммутаторов, генератор импульсов управлени , выход которого через распределитель импульсов подключен ко входам N формирователей импульсов , выходы которых подключены ко входам соответствующих коммутаторов, выходь нечетных и четных коммутаторов соответственно объединены, при этом выходы нечетных коммутаторов подключена к первому входу импульсного модул тора, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов управлени , а на приемной стороне содержит N последовательно соединенных коммутаторов и фильтров нижних частот, генератор импульсов управлени , выхо;:1 которого через распределитель импульсов подключен ко входам N формирователей импульсов, выходы которых подключены ко входамсоответствующих коммутаторов, при этом выход импульсного демодул тора подключен к другим, входам нечетных коммутаторов, другие входы четньис коммутаторов объединены, а выход генератора импульсов управлени подключен ко входу импульсного демодул тора tl .A well-known multichannel system, coupled with time channel multiplexing, contains on the transmitting side N switches, a control pulse generator, the output of which through a pulse distributor is connected to the inputs of N pulse formers, the outputs of which are connected to the inputs of the respective switches, the output of odd and even switches are respectively combined, The outputs of the odd switches are connected to the first input of the pulse modulator, the second input of which is connected to the output of the pulse generator control on the receiving side contains N serially connected switches and low-pass filters, a control pulse generator, out: 1 of which is connected to the inputs of N pulse converters through the pulse distributor, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding switches, and the output of the pulse demodulator is connected to to others, to the inputs of odd switches, the other inputs of the even switches are combined, and the output of the control pulse generator is connected to the input of the pulse demodulator tl.

Однако известна система имеет However, the known system has

0 низкую защищенность от переходных помех соседних каналов.0 low protection from crosstalk adjacent channels.

Цель изобретени - повышение защищенности от переходных помех соседних каналов.The purpose of the invention is to increase the protection of adjacent channels from crosstalk.

5five

Указанна цель достигаетс тем, что в многоканальную систему св зи с временшам уплотнением каналов, содержащую на передающей стороне N коммутаторов, генератор импульсов This goal is achieved by the fact that, in a multichannel communication system with time channel multiplexing, containing on the transmitting side N switches, a pulse generator

0 управлени , выход которого через распределитель импульсов подключен ко входам N формирователей импульсов, выходы которых подключены ко входам соответствукших коммутаторов,выходы 0 control, the output of which through the pulse distributor is connected to the inputs of N pulse shapers, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding switches, the outputs

5 иечетныхи четных коммутаторов соответственно объединены, при этом выходы нечетных коммутаторов подключены к первому входу импульсного модул тора , второй вход которого соединен с The five-odd and even-numbered switches are respectively combined, while the outputs of the odd-numbered switches are connected to the first input of the pulse modulator, the second input of which is connected to

0 выходом генератора импульсов управлени , а на приемной стороне содержит N последовательно соединенных коммутаторов и фильтров нижних частот , генератор импульсов управлени выход которого через распределитель импульсов подключен ко входам N формирователей импульсов, выходы которых подключены ко входам соответст- вующих коммутаторов, при этом выход импульсного демодул тора подключен к другим входам нечетных коммутаторов , другие входы четных коммутаторов объединены, а выход генератора импульсов управлени подключен ко входу импульсного демодул тора, на передающей стороне введены дополнительные формирователь импульсов и коммутатор, а также инвертор, при этом выход первого формировател импульсов через дополнительный формирователь импульсов подключен к первому входу дополнительного коммутатора , выход которого подключен к первому входу импульсного модул тора , а объединенные выходы четных коммутаторов через инвертор и непосредственно подключены соответственно ко второму и третьему входам дополнительного коммутатора, а на приемной стороне введены дополнительны формирователь импульсов, коммутатор и инвертор, при этом выход импульсного демодул тора подключен к первому входу дополнительного коммутатор выход первого формировател импульсов через дополнительный формирователь импульсов подключен ко второму входу дополнительного коммутатора, первый выход которого через инверт тор, а второй непосредственно подклчены к объединенным входам четных коммутаторов.0 by the output of the control pulse generator, and on the receiving side contains N serially connected switches and low-pass filters, the control pulse generator whose output through the pulse distributor is connected to the inputs of N pulse shapers, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding switches, and the output of the pulse demodule the torus is connected to the other inputs of the odd switches, the other inputs of the even switches are combined, and the output of the control pulse generator is connected to the input of the impulse A full demodulator, an additional pulse shaper and a switch, and an inverter are inputted on the transmitting side, and the output of the first pulse shaper is connected via an additional pulse shaper to the first input of the additional switch, the output of which is connected to the first input of the pulse modulator, and the combined outputs of the even switches through the inverter and directly connected to the second and third inputs of the additional switch, respectively, and on the receiving side, additional input is introduced It is ideal for a pulse shaper, a switch and an inverter, while the output of a pulse demodulator is connected to the first input of an additional switch; the output of the first pulse shaper is connected via an additional pulse shaper to the second input of an additional switch, the first output of which is connected to the combined even inputs switches.

На фиг.1 представлена передающа сторона многоканальной системы св зи на фиг.2 - приемна сторона.Fig. 1 shows the transmitting side of the multichannel communication system in Fig. 2, the receiving side.

Многоканальна система св зи с врейенным уплотнением каналов содержит на передающей стороне N коммутаторов ,N формирователей импульсов , генератор 3 импульсов управлени , распределитель 4 импульсов, импульсный модул тор 5, инвертор 6, дополнительный коммутатор ,, дополнительный формирователь 8 импульсов, а на приемной стороне (фи.2) - импульсный демодул тор 9,N коммутаторов 10 -10к|, N фильтров нижних частот , N формирователей импульсов , генератор 13 импульсов управлени , распределитель 14 импульсов, дополнительный коммутатор 15, инвертор 16, дополнительный формирователь 17 импульсов .The multichannel communication system with internal channel compaction contains on the transmitting side N switches, N pulse shapers, a generator of 3 control pulses, a distributor of 4 pulses, a pulse modulator 5, an inverter 6, an additional switch, an additional driver of 8 pulses, and on the receiving side ( fig.2) - pulse demodulator 9, N switches 10 -10k |, N low-pass filters, N pulse shapers, 13 control pulses generator, pulse distributor 14, additional switch 15, inverter 16, additional ADDITIONAL pulse shaper 17.

Устройство работает следующим об .разом.The device works as follows.

На передающей стороне сигналы от ,отдельных источников поступают на входы соответствующих коммутаторовOn the transmitting side, signals from, separate sources are fed to the inputs of the respective switches.

.На входы упрггвлени которых подаютс короткие импульсы от соответствующих формирователей импульсов . Эти импульсы сдвинуты во времени друг относительно друга (интервал между соседними по времени импульсами равен At Tq/N, , , где Tq 1 / Fq, FCJ. - частота дискретизации , выбираема по теореме Котельникова ). Сдвиг осуществл етс с помощью генератора 3 импульсов управлени , работающего на частоте и распределител 4 импульсов. Во врем прихода импульса коммутации длительностью t происходит открывание соответствующего коммутатора и на выходе последнего возникает короткий импульс длительностью t и амплитудой, равной мгновенному значению напр жени на входе коммутатора в момент действи импульса коммутации . Эти импульсы напр жени называютс выборками. Выборки соседних каналов, очевидно, также сдвинуты во времени друг относительно друга. Поскольку выходы всех нечетных коммутаторов соединены друг с другом, то на выходе нечетных коммутаторов получаем последовательность выборок нечетных каналов.The short pulses from the corresponding pulse formers are applied to the control inputs. These pulses are shifted relative to each other in time (the interval between adjacent pulses is At Tq / N,,, where Tq 1 / Fq, FCJ is the sampling frequency, selected by the Kotelnikov theorem). The shift is carried out using a control pulse generator 3 operating at a frequency and a pulse distributor 4. During the arrival of a switching pulse with a duration t, the corresponding switch opens and a short pulse with a duration t and an amplitude equal to the instantaneous voltage at the switch input occurs at the instant of the switching pulse. These voltage pulses are called samples. Samples of adjacent channels, obviously, are also shifted in time relative to each other. Since the outputs of all the odd switches are connected to each other, then at the output of the odd switches we get a sequence of samples of odd channels.

Аналогичным образом происходит образование выборок и в четных каналах , при этом, поскольку выходы всех четных коммутаторов соединены друг с другом, то на выходе четных коммутаторов образуетс последовательность выборок. Выборки нечетных каналов поступают непосредственно на первый вход импульсного модул тора 5Similarly, the formation of samples in even channels also takes place, and since the outputs of all even switches are connected to each other, a sequence of samples is formed at the output of even switches. Samples of odd channels go directly to the first input of the pulse modulator 5

.а выборки четных каналов проход т через последовательную цепь, состо щую из инвертора 6 и дополнительного коммутатора 7, у которых сквозной коэффициент передачи по напр жению равен +1 или -1. Коммутаци знака коэффициента передачи (+ или -) происходит с помощью дополнительного формировател 8 импульсов, ма вход которого поступают импульсы коммутации 1-го канала. Закон коммутации знака может быть различный, например пол рность выборок. Пол рность выборок всех четных каналов мен етс принудительно через период дискретизации Tq на противоположную. Затем эти выборки поступают на первый вход импульсного модул тора 5, где складываютс с выборками нечетных каналов. Результирующий сигнал равен сумме выборок четных и нечетных каналов. В импульсном модул торе 5 происходит преобразование вида импульсной модул ции (ШИМ, ФИМ, ЧИМ и т.п.). Преобразованна импульсна последовательность поступгдет на вход канала св зи (или на вход каскадов, осуществл ющих дальне 1шее преобрг зование , например преобра:-к,) р радиочастотный диапазон). На приемной чстороне сигнал с выхо да канала св зи поступает на вход им пульсного демодул тора 9, в котором происходит обратное преобразование i закона импульсной модул ции (из ШИМ ФИМ, ЧИМ и т.п. в АИМ), в результате на выходе импульсного демодул тора 9 получаем последовательность выборок отдельных каналов, причем пол рность выборок всех четных каналов инвертируетс через каждый период дискретизации Tq,. Выход импульсного демодул тора 9 подключен ко входам всех нечетных коммутаторов. На входы управлени этих коммутаторов поступают импульсы коммутации, сформированные с помощью формирователей импульсов. Частота следовани этих импульсов синхронна с частотой следовани выборок отдель ного канала, т.е. равна за подобрана таким образом, что врем прихода импульса коммутации совпадает со временем прихода выборки соответствующего канала. В результате на выходах нечетных коммутаторов выдел ютс только выборки соответствующих каналов, которые,пройд через фильтры нижних частот, преобразуютс в непрерывные колебани . Одновременно групповой сигнал с выхода импульсного демодул тора 9 проходит через последовательную цепь состо щую из дополнительного коммута тора 15 и инвертора 16, коэффициент передачи по напр жению этой цепи равен +1 и мен етс по такому же закону , как и на передающей стороне. Фор мирование закона коммутации знака коэффициента передачи осуществл етс с помощью дополнительного формировател 17 импульсов, на вход которого поступают импульсы коммутации 1-го канала. Нетрудно показать, что на выходе инвертора 16 получаем последовательность выборок Bcfex каналов, в которой пол рность выборок всех нечетных каналов оказываетс принудительно ин вертированной через каждый период дискретизации Т(, а пол рность выборок всех четных каналов - восстановленной и равной пол рности исходных выборок четных каналов. Эта последовательность выборок по ступает на входы всех четных коммута торов , которые управл ютс короткими импульсами коммутации с выходов формирователей импульсов и выдел ют выборки только соответствующих четных каналов. Затем эти выборки проход т через соответствующие фильтры нижних частот и преобразуютс в непрерывные сигналы. Синхронна и синфазна работа коммутаторов 10 обеспечиваетс обыч ным образом с помощью генератора импульсов управлени 13 и распределител , импульсов 14. в предлагаемоП системе обеспечиваетс более высока помехозащищенность по отношению к переходным помехам соседних каналов. Рассмотрим дл примера прохождение двух выборок соседних каналов, модулированных с помощью ФИМ. Как известно, в демодул торе ФИМ сигналов сначала с помощью порогового устройства производитс формирование пр моугольных импульсов, длительность которых определ етс временем превышени мгновенного значени напр жени импульса уровн напр жени порога Uppp, а затем по временным параметрам пр моугольных импульсов происходит формирование выборки соответствующей амплитуды. В данном случае временные параметры импульса К+1-ГО канала измен ютс соответственно на величину (, ( .При отсутствии модул ции в К+1-ОМ канале за счет изменени параметра t на выходе импульсного демодул тора 9 в моменты времени К+1, соответствующие К+1-ому каналу, ПОЯВЛЯЮТСЯ: выборки,амплитуда которых UH пропорциональна . Последовательность таких выборок, прошедших через фильтр нижних частот (ФНЧ) К+1-ГО канала, образует напр жение переходной помехи Up,gp. Поскольку обычно оt пропорционально At ц, а At пропорционально амплитуде выборки сигнала в К-м канале, то следовательно , амплитуда выборки переходной помехи и пропорциональна амплитуде выборки сигнала в К-м канале СкВ предлагаемой системе выборки любого соседнего К-го канала по отношению к К+1-му или К-1-му каналам инвертируютс по пол рности через каждый период дискретизации Т Лосле прохождени через К+1-й ФНЧ переходна помеха имеет некоторый непрерывный характер ) , но форма Llr,gp(t) совершенно не совпадает с формой полезного сигнала в К-м канале о Сц{1), следовательно, така переходна помеха вл етс невн тной. Мощности помех в телефонных каналах св зи обычно измер ют с помощьюпсофометрического фильтра. Спектр вн тной помехи совпадает со спектром полезного сигнала. Если учесть типичные характеристики затухани ФНЧ (эф) и псофометрического фильтра а с и прин ть во внимание, что основна мощность речевого сигнала сосредоточена в области 0,5-1,5 кГц, то нетрудно убедитьс , что измеренна псофометром мощность невн тной помехи будет примерно на 6-8 ДБ меньше, чем измеренна псофометром мощность вн тной помехи. Как известно, мешающее действие вн тной помехи эквивалентно воздействию невн тной помехи, мощность которой примерно на 9-10 дБ большеThe sampling of even channels passes through a series circuit consisting of an inverter 6 and an additional switch 7, in which the end-to-end voltage gain is +1 or -1. Switching the sign of the transfer coefficient (+ or -) occurs with the help of an additional generator of 8 pulses, the input of which receives the switching pulses of the 1st channel. The sign switching law can be different, for example, the polarity of the samples. The polarity of the samples of all even channels is forcibly reversed through the sampling period Tq to the opposite. These samples are then fed to the first input of pulse modulator 5, where they are added to samples of odd channels. The resulting signal is equal to the sum of samples of even and odd channels. In the pulse modulator 5, the type of pulse modulation is transformed (PWM, FIM, PWM, etc.). The converted pulse sequence enters the input of the communication channel (or the input of the cascades that perform the far 1 conversion, for example, the conversion: –k,) p radio frequency band). At the receiving side, the signal from the output of the communication channel is fed to the input of a pulse demodulator 9, in which the inverse transformation of the pulse modulation law i occurs (from the PWM FIM, PFM, etc. to the PIM), as a result, at the output of the impulse demodule For torus 9, we obtain a sequence of samples of individual channels, and the polarity of the samples of all even channels is inverted after each sampling period Tq ,. The output of the pulse demodulator 9 is connected to the inputs of all odd switches. The control inputs of these switches receive switching pulses generated by using pulse shapers. The frequency of these pulses is synchronous with the frequency of the samples of a single channel, i.e. equal for selected in such a way that the arrival time of the switching pulse coincides with the arrival time of the sample of the corresponding channel. As a result, at the outputs of odd switches, only samples of the corresponding channels are selected, which, having passed through low-pass filters, are converted into continuous oscillations. At the same time, the group signal from the output of the pulse demodulator 9 passes through a series circuit consisting of an additional switch 15 and an inverter 16, the transmission coefficient for this circuit voltage is +1 and varies according to the same law as on the transmitting side. The formation of the law of commutation of the sign of the coefficient of transfer is carried out with the help of an additional generator 17 of pulses, the input of which receives the switching pulses of the 1st channel. It is easy to show that at the output of the inverter 16, we obtain a sequence of Bcfex channel samples, in which the polarity of the samples of all odd channels turns out to be forcibly inverted after each sampling period T (and the polarity of the samples of all even channels is restored and equal polarity of the original samples of even channels This sequence of samples is fed to the inputs of all even-numbered switches, which are controlled by short switching pulses from the outputs of the pulse shaper and extract samples only according to of even channels. These samples are then passed through the appropriate low-pass filters and converted into continuous signals. Synchronous and in-phase operation of the switches 10 is provided in the usual way with the help of a control pulse generator 13 and a distributor, pulses 14. The proposed system provides higher noise immunity. relation to adjacent channel crosstalk. For example, consider the passage of two samples of adjacent channels modulated with FIM. As is known, in the FIM signal demodulator, first, using a threshold device, rectangular pulses are generated, the duration of which is determined by the time that the instantaneous value of the pulse voltage level exceeds the threshold voltage Uppp, and then a sample of the corresponding amplitude is formed according to the time parameters of the rectangular pulses. In this case, the time parameters of the K + 1-TH channel pulse are changed accordingly by the value (, (. In the absence of modulation in the K + 1-OM channel, due to a change in the parameter t at the output of the pulse demodulator 9 at the K + 1 time points, corresponding to K + 1 channel, there are: samples, the amplitude of which UH is proportional.The sequence of such samples passed through the low-pass filter (LPF) K + 1-th channel, forms the voltage of the transient disturbance Up, gp. Because usually it is proportional to At q, and At is proportional to the amplitude of the signal sample in K- therefore, the amplitude of the sample of the transient noise is proportional to the amplitude of the signal sampling in the Kth channel CW of the proposed sampling system of any adjacent Kth channel relative to the K + 1 or K – 1 channels inverted polarity every The T los discretization period of passing through the K + 1 st low-pass filter has some continuous nature), but the form Llr, gp (t) does not at all coincide with the shape of the useful signal in the K-th channel about Sc (1), therefore, such a transition the interference is inaccurate. Interference power in telephone channels is usually measured using a psopometric filter. The interference spectrum coincides with the spectrum of the useful signal. If we take into account the typical characteristics of the attenuation of the low-pass filter (ef) and the psophometric filter a c and take into account that the main power of the speech signal is concentrated in the region of 0.5-1.5 kHz, then it is easy to see that the interference signal measured by the psophometer will be approximately 6-8 dB less than the interference power measured by the psychometer. As it is known, the interfering effect of the interferences is equivalent to the effects of a non-interfering noise, the power of which is about 9-10 dB more

мощности вн тной помехи. Благодар этому в предлагаемой системе, мощность переходной помехи снизилась на 15-18 лБ.interference power. Due to this, in the proposed system, the transient noise power decreased by 15-18 lB.

. Таким образом, предлагаема система св зи обладает большой помехозащищенностью (большим переходным затуханием между соседними каналами св зи), .может работать в сокращенной полосе пропускани группового тракта или с большим числом каналов. Thus, the proposed communication system has a high noise immunity (large transient attenuation between adjacent communication channels). It can operate in a reduced bandwidth of the group path or with a large number of channels.

Claims

1. Claveric C, Le multiplex. techn. Thomson .CSF, 1971, v.3, .№ 3, p.588-618 (prototype).