Устройство для разделения сигналов передачи в дуплексных системах связи
Изобретение относится к системам дуплексной передачи сигналов по каналам связи. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости принимаемых сообщений. Технический результат достигается тем, что устройство включает в себя последовательно соединенные генератор, входной блок, коммутатор, первый ЦАП, АЦП, а также блок обучающих сигналов и второй ЦАП, также введены последовательно соединенные первый блок Быстрого Преобразования Фурье (ББПФ), блок синфазной обработки (БСО), блок обратного Быстрого Преобразования Фурье (БОБПФ), выходом соединенный со входом второго ЦАП, блок квадратурной обработки (БКО), последовательно соединенные второй ББПФ, первый накопитель, делитель, вторым входом соединенный с выходом второго ББПФ, первый вычислитель, а также одновибратор, входом соединенный с управляющим третьим входом коммутатора и четвертыми входами БСО и БКО соответственно, выход одновибратора объединен со вторым входом первого накопителя и третьими входами БСО и БКО соответственно, выход первого вычислителя соединен соответственно с пятыми входами БСО и БКО, первый вход БКО соединен с выходом первого ББПФ, первый и второй выхода БКО соединены соответственно со вторым входом БОБПФ и со вторым входом БСО, второй выход которого соединен со вторым входом БКО, вход первого и второго ББПФ соединены соответственно с выходом АЦП и выходом коммутатора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области электросвязи, преимущественно к дуплексной передаче сигналов по каналам связи.Известно устройство для разделения сигналов двух направлений /1/, состоящее из передающего устройства, вычитателя и приемного устройства. Принцип действия таких устройств основан на искусственном вырабатывании сигналов эха в формирующем адаптивном фильтре и в дальнейшей компенсации эхо-сигналов, проникающих на вход приемного устройства. Операция компенсации эхо-сигналов осуществляется с помощью вычитания из суммарного принимаемого сигнала и сигналов эха дополнительно сформированной копии сигналов эха.Недостатком подобных устройств является низкая помехоустойчивость принимаемых сообщений, большой уровень нескомпенсированного эхо-сигнала, большая критичность к корреляционным связям сигналов передачи и приема. Даже при частотной коррелированности сигналов двух направлений устройство начинает компенсировать принимаемый сигнал, делая дуплексный обмен сигналов невозможным.Этот недостаток устранен в прототипе /2/, содержащем последовательно соединенные (фиг. 1) входной 1 блок, коммутатор 2, первый 3 цифро-аналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь 4, первый 6 блок памяти, вычитатель 8, вторым входом соединенный с выходом соединенный со входом АЦЧП и входом второго 10 блока памяти, выход которого соединен со вторым входом сумматора 9, а также последовательно соединенные генератор 7 и формирователь 5 обучающих сигналов, выходом соединенной со вторым входом коммутатора 2, управляющий вход которого объединен со входом обнуления второго 10 блока памяти, при этом выход генератора 7 соединен со вторыми входами соответственно входного 1 блока, АЦПЧ, первого 6 и второго 10 блоков памяти, а выход коммутатора соединен с третьими входами первого 6 и второго 10 блоков памяти.Работа прототипа состоит из двух частей: предварительного обучения и дуплексного обмена сигналами. При предварительном обучении устройства под параметры канала связи блок обучающих сигналов 5 выдает в цифровой форме все используемые цифровые комбинации, отклики от которых записываются в первом 6 блоке памяти. На период адаптации второй 10 блок памяти обнуляется. При обучении принимаемые сигналы должны отсутствовать.По окончании предварительной адаптации начинается дуплексный обмен сигналами. Включаются оба блока памяти. Используемая структура нерекурсивной и рекурсивной частей компенсатора зеркально симметричны. В нерекурсивной части производится компенсация сигналов передачи и модуляция сигналов приема. Рекурсивная часть полностью восстанавливает форму принимаемых сигналов.Однако прототип может работать только на каналах с постоянными параметрами. При переходе параметров канала связи из одного состояния в другое во втором 10 блоке памяти накапливается сигнал недокомпенсации, который дополнительно не компенсируется. Это явление может привести к срыву дуплексного обмена и потребует нового переобучения. Если параметры канала связи изменяются с большой скоростью, то в таких условиях работа прототипа становится невозможной. При этом помехоустойчивость принимаемых сообщений будет достаточно низкой.Целью настоящего изобретения является повышение помехоустойчивости принимаемых сообщений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для разделения направлений передачи в дуплексных системах связи, содержащее последовательно соединенные генератор, входной блок, коммутатор, первый ЦАП, АЦП, а также блок обучающих сигналов и второй ЦАП, при этом выход генератора объединен со входом блока обучающих сигналов и вторым входом АЦП, при этом управляющий вход коммутатора является его третьим входом, второй вход которого соединен с выходом блока обучающих сигналов, введены последовательно соединенные первый блок Быстрого Преобразования Фурье, блок синфазной обработки, блок обратного Быстрого Преобразования Фурье, выходом соединенный со входом второго ЦАП, а также блок квадратурной обработки, последовательно соединенные второй блок Быстрого Преобразования Фурье, первый накопитель, делитель, вторым входом соединенный с выходом второго блока Быстрого Преобразования Фурье, первый вычислитель, а также одновибратор, входом объединенный с управляющим входом коммутатора и четвертыми входами блоками синфазной и блока квадратурной обработки соответственно, выход одновибратора объединен со вторым входом первого накопителя и третьими входами блока синфазной и блока квадратурной обработки соответственно, выход первого вычислителя соединен соответственно с пятыми входами блока синфазной и блока квадратурной обработки, первый вход блока квадратурной обработки соединен с выходом первого блока Быстрого Преобразования Фурье, первый и второй выхода блока квадратурной обработки соединены соответственно со вторым входом блока Обратного Быстрого Преобразования Фурье и вторым входом блока синфазной обработки, второй выход которого соединен со вторым входом блока квадратурной обработки, вход первого и второго блоков Быстрого Преобразования Фурье соединены соответственно с выходом АЦП и выходом коммутатора.Докажем соответствие предлагаемого решения критерию “Существенные отличия”.1. Отличительным конструктивным признаком предлагаемого решения является введение блока синфазной и блока квадратурной обработки, двух блоков Быстрого Преобразования Фурье, накопителя, делителя, вычислителя блока Обратного Преобразования Фурье.При этом вновь введенные блоки представляют собой единую совокупность конструктивных признаков, так как элементы предложенной конструкции взаимосвязаны, соединены в единую систему, действие одного из них непосредственно влияет на другие, замена какого-либо блока на другие нарушает работу всего устройства в целом. Такая новая совокупность конструктивных признаков обеспечивает положительный эффект (повышение помехоустойчивости принимаемых сообщений), который соответствует всему устройству, а не отдельным ее элементам.Кроме того, предложена конструкция блоков синфазной и квадратурной обработки.2. Заявителем просмотрена техническая документация по классификации МКИ H 04 L 27/18 и УДК 621.393.3, относящаяся ко всему устройству в целом. В результате анализа вышеуказанной литературы, который изложен в тексте описания и в справке о патентных исследованиях, заявителем не обнаружено технических решений, аналогичных предлагаемому.Также можно доказать появление у объекта изобретения новых свойств, не присущих его частям. Каждый из введенных блоков выполняет в отдельности те же функции, что и в известных устройствах. Например, блоки памяти считывают и записывают сигналы, сумматоры - суммируют, аттенюаторы уменьшают в М раз сигнал и т.д. Однако введение новых блоков и связей между ними, а также новые электрические связи между введенными узлами и узлами прототипа, создают новый механизм взаимодействия, который обеспечивает разделение сигналов двух направлений при изменении параметров канала связи и позволяет автоматически вести подстройку устройства.Устройство содержит /фиг. 2/ 1 - входной блок; 2 - коммутатор; 3 - первый цифроаналоговый преобразователь; 4 - аналого-цифровой преобразователь; 5 - блок обучающих сигналов; 6 - первый блок Быстрого Преобразования Фурье; 7 - генератор; 8 - второй блок Быстрого Преобразования Фурье; 9 - первый накопитель; 10 - делитель; 11 - второй цифроаналоговый преобразователь; 12 - блок синфазной обработки; 13 - блок квадратурной обработки; 14 - Блок Обратного преобразования Фурье; 15 - одновибратор; 16 - первый вычислитель.Блок синфазной обработки /фиг. 3/ содержит 17 - второй накопитель; 18 - второй вычислитель; 19 - первый вычитатель; 20 - первый сумматор; 21 - третий накопитель; 22 - третий вычислитель; 23 - первый аттенюатор.Блок квадратурной обработки /фиг. 4/ содержит 24 - четвертый накопитель; 25 - четвертый вычислитель; 26 - второй вычитатель; 27 - второй сумматор; 28 - пятый накопитель; 29 - пятый вычислитель; 30 - второй аттенюатор.Конструктивное выполнение одновибраторов известно. Конструктивное выполнение накопителей (блоки 9, 17, 21, 24, 28) известно. Это, к примеру, м/схема 1002 и Р-1. Вычитатели 26 и 19, сумматоры 20, 27 строятся на многоразрядных м/схемах, к примеру, 564ИМ1, 155ИМ1, 155ИМ3 и т.д.Аналого-цифровые преобразователи 4 - стандартные узлы. Аналогично - цифроаналоговые преобразователи конструктивно также представлены соответствующими м/схемами.Аттенюаторы (блоки 23 и 30) - это делители напряжения. Их конструктивное выполнение известно.Конструктивное выполнение остальных блоков также известно.Устройство работает следующим образом.Сразу после включения устройства производится принудительное обнуление всех используемых накопителей. Управляющий сигнал, поступающий на третий вход коммутатора 2 подключает выход формирователя 5 обучающих сигналов ко входу первого 3 ЦАП, а одновибратор 15 вырабатывает кратковременный управляющий сигнал обнуления для второго 17 накопителя в блоке 12 синфазной обработки и для четвертого 24 накопителя в блоке 13 квадратурной обработки. После окончания обнуляющего сигнала с выхода одновибратора 15 второй 17 и четвертый 24 накопители готовы к работе. Помимо этого, на весь период обучения принудительно обнуляются третий 21 и пятый 28 накопители в блоках синфазной 12 и квадратурной 13 обработки соответственно.После окончания сигнала обнуления с выхода одновибратора 15 начинается первоначальная адаптация к подключенному каналу связи.Блок 5 обучающих сигналов выдает в цифровой форме все используемые двоичные комбинации Ui(nТ). Здесь подстрочный индекс означает i-тый блок обучения, a nT - дискретное время.Обучающий сигнал Ui(nТ) в блоке 8 Быстрого Преобразования Фурье (БПФ) преобразуется в отсчеты частоты. Преобразование производится блоками, по “N” отсчетов в каждом блоке. Таким образом N отсчетов сигнала во временно области Ui(nT) преобразуютя в блоке 8 БПФ в N отсчетов частоты











































Формула изобретения
1. Устройство для разделения сигналов передачи в дуплексных системах связи, содержащее последовательно соединенные генератор, входной блок, коммутатор, первый ЦАП, АЦП, а также блок обучающих сигналов и второй ЦАП, при этом выход генератора объединен со входом блока обучающих сигналов и вторым входом АЦП, при этом управляющий вход коммутатора является его третьим входом, второй вход которого соединен с выходом блока обучающих сигналов, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные первый блок Быстрого Преобразования Фурье, блок синфазной обработки, блок обратного Быстрого Преобразования Фурье, выходом соединенным со входом второго ЦАП, а также блок квадратурной обработки, последовательно соединенные второй блок Быстрого Преобразования Фурье, первый накопитель, делитель, вторым входом соединенный с выходом второго блока Быстрого Преобразования Фурье, первый вычислитель, а также одновибратор, входом соединенный с управляющим третьим входом коммутатора и четвертыми входами блока синфазной и блока квадратурной обработки соответственно, выход одновибратора объединен, со вторым входом первого накопителя и третьими входами блока синфазной и блока квадратурной обработки соответственно, выход первого вычислителя соединен соответственно с пятыми входами блока синфазной и блока квадратурной обработки, первый вход блока квадратурной обработки соединен с выходом первого блока Быстрого Преобразования Фурье, первый и второй выхода блока квадратурной обработки соединены соответственно со вторым входом блока Обратного Быстрого Преобразования Фурье и со вторым входом блока синфазной обработки, второй выход которого соединен со вторым входом блока квадратурной обработки, вход первого и второго блоков Быстрого Преобразования Фурье соединены соответственно с выходом АЦП и выходом коммутатора.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок синфазной обработки содержит последовательно соединенные второй накопитель, второй вычислитель, первый вычитатель, вторым входом объединенный с первым входом второго накопителя, первый сумматор, выход которого является первым выходом блока синфазной обработки, третий накопитель, третий вычислитель, первый аттенюатор, выходом соединенный со вторым входом первого сумматора, при этом вторые входы второго и третьего вычислителей объединены и являются пятым входом блока синфазной обработки, второй выход которого является выходом второго накопителя, а первый, второй, третий и четвертый входы блока синфазной обработки являются соответственно первым входом второго накопителя, третьим входом второго вычислителя, вторым входом второго накопителя и вторым входом третьего накопителя.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок квадратурной обработки содержит последовательно соединенные четвертый накопитель, четвертый вычислитель, второй вычитатель, вторым входом объединенный с первым входом четвертого накопителя, второй сумматор, выход которого является первым выходом блока квадратурной обработки, пятый накопитель, пятый вычислитель, второй аттенюатор, выходом соединенный со вторым входом второго сумматора, при этом вторые входы четвертого и пятого вычислителей объединены и являются пятым входом блока квадратурной обработки, второй выход которого является выходом четвертого накопителя, а первый, второй, третий и четвертый входы блока квадратурной обработки являются соответственно первым входом четвертого накопителя, вторым входом четвертого вычислителя, вторым входом четвертого накопителя и вторым входом пятого накопителя.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5