專利名稱：話帶超高性能數(shù)字傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字傳輸終端系統(tǒng)，特別是一種話帶數(shù)字通信中超高性能數(shù)字傳輸系統(tǒng)。所謂超高性能是指傳信率R大于或者近似等于仙農(nóng)信道容量定理C＝BHZLog2(1+Ps/Pn)的極限而言。
目前，一般的話帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是由信源，加密與糾錯，調(diào)制與濾波、發(fā)群放、傳輸信道(媒質(zhì))、收群放與線路均衡、解調(diào)與濾波、解密與糾錯和信宿等部分組成。它的有效帶寬一般在300-3400HZ。信號的檢測大都采用能量法則。根據(jù)仙農(nóng)信道容量定理，若想提高其傳信率R，則其所需的信噪比Ps/Pn將按指數(shù)率迅速上升，且對抗限帶干擾能力較差。在保密性能上還尚無真正的隨機(雜波)加密(密鑰無限大)的方法?？傊?，不能在較差的模擬話網(wǎng)條件下實現(xiàn)理想的數(shù)字通信。
本發(fā)明的目的在于提供一種超高性能的話帶數(shù)字傳輸終端系統(tǒng)，使其在較差的模擬話網(wǎng)的條件下能進行傳信R接近于、或者大于仙農(nóng)信道容量定理所規(guī)定的極限C實現(xiàn)有效的數(shù)字傳輸，從而使一條線路揮出相當(dāng)于多條線路的效用。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它是在原有的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中增加了發(fā)終端和收終端，發(fā)終端是由特征信號形成器、予畸網(wǎng)絡(luò)和限帶雜波加密系統(tǒng)組成，收終端是由去畸絡(luò)、數(shù)據(jù)采集(A/D)、帶外干擾消除器、特征信號檢測器、整形與判決和低信噪比同步系統(tǒng)組成。
當(dāng)信源經(jīng)糾錯編碼、加密之后，成為二進制的隨機脈沖串進入本發(fā)明的發(fā)終端。發(fā)終端的特征信號形成器將它轉(zhuǎn)化為所需的特征信號串，再經(jīng)予畸網(wǎng)絡(luò)提高其高頻分量，限帶雜波(隨機)加密系統(tǒng)加密，形成具有較高抗干擾能力和保密性能的數(shù)據(jù)源。然后按通常的方法進行調(diào)制，放大后形成所需的發(fā)射信號送入傳輸信道(媒質(zhì))，它可以是無線也可以是有線信道。
本系統(tǒng)收到該信號后，先按常用的方法，進行(群)放大、均衡、解調(diào)、濾波后再送給本發(fā)明的收終端。收終端的去畸網(wǎng)絡(luò)去掉予畸網(wǎng)絡(luò)的影響，帶外干擾消除器消除帶外諸干擾(包括鄰道干擾)，從而得到所需的特征信號脈沖串，由低信噪比同步系統(tǒng)保證其幀、位同步，通過特征信號檢測器進行檢測、整形與判決，送給常用的解密與糾錯單元，由信宿，例如PC機、電傳機輸出結(jié)果。
本發(fā)明具有如下特點1、在有效性上，可以做到傳信率R大于信道容量C，即R＞C＝Btog(1+Ps/Pn)bpS，突破仙農(nóng)信道容量定理所規(guī)定的極限，做到超高性能數(shù)字傳輸，這是由于其極高的抗碼間拖尾干擾的能力，使得傳信率的提高能和信噪比Ps/Pn成正比。
2、在可靠性上，對于限帶(同頻帶)干擾，其所需的歸一化信噪比Es/2No可做到Odb，或者更低，這是由于它具有極高的抗限帶干擾的能力。
3、在保密性能上，可以做到限帶雜波(隨機)加密，使密鑰趨于無限。
4、與原系統(tǒng)相比較，其效果相當(dāng)于使一條線路發(fā)揮出數(shù)條線路的效用，或者使一條質(zhì)量較差的線路相當(dāng)于一條質(zhì)量較好的線路。
下面結(jié)合實施例和附圖來說明本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的數(shù)字傳輸系統(tǒng)框圖。
圖2是特征信號脈沖串之一的不規(guī)則重疊波形示意圖。
圖3是頻域無失真濾波器框圖。
圖4是頻域無失真帶外(鄰道)干擾抵消器框圖。
圖5是輸入信號脈沖串S(k)和受檢后輸出信號脈沖串SK示意圖。
由圖1可知，對于發(fā)終端當(dāng)信源經(jīng)糾錯編碼、密鑰加密后成為隨機的二進制信號脈沖串進入本系統(tǒng)的發(fā)終端，由特征信號形成器根據(jù)給定的信號形成網(wǎng)絡(luò)，例如HS(s)＝1/(s+a)2，形成所需的，在T＝KTs時發(fā)生的特征信號脈沖串，例可形成s(l)＝∑SK(l)＝∑RK(t-KTs)C-a(t-KT3)的信號脈沖串，波形如圖2所示，其中Rk代表信號脈沖串?dāng)y帶的信息，它可以隨機地取+1或-1，g(t-KTs)為l＝KTs時發(fā)生的載信脈沖，可予知。該信號脈沖的特征在于在受檢小區(qū)間上，S(t)或者S(i)(t)有，且僅有一個不連續(xù)點，而其余部分則均有連續(xù)高階導(dǎo)數(shù)，即充分光滑，而其拖尾則允許可不規(guī)則地、嚴(yán)重地重疊。予畸網(wǎng)絡(luò)(H(s))則用來提高該特征信號的高頻分量，以提高它的抗干擾能力。為了提高系統(tǒng)的保密性能，本發(fā)明采用了限帶(同頻帶)雜波(隨機)加密系統(tǒng)，使該特征信號脈沖串被限帶雜波干擾所淹沒至不可辯認，然后送給常用的調(diào)制與濾波單元調(diào)制到所需的頻段和帶寬，經(jīng)(群)放大后作為發(fā)射信號送入傳輸信道(媒質(zhì))。
對于收終端從信道輸入混合載波信號e。(l)＝e，(l)+en(t)經(jīng)(群)放大與線路均衡、解調(diào)與濾波，對所接收的信號e，(t)進行放大，均衡、解調(diào)、濾波處理，然后送入本終端。首先經(jīng)去畸網(wǎng)絡(luò)(Hd(s)＝1/Hp(s))消除予畸網(wǎng)絡(luò)的影響，使之恢復(fù)為收基帶混合信號Er(t)＝Sr(t)+nl(t)，再經(jīng)帶外干擾消除器，消除帶外干擾，從而獲得無失真(需要)的原信號S(t)，帶外干擾消除器可由頻域無失真濾波器(圖3所示)組成，也可由時域無失真帶外干擾抵消器(圖4所示)組成。頻域無失真濾波器由數(shù)據(jù)采集(A/D)、快速付氏變換(FFT)、頻譜截斷與均衡、信號譜補償、快速付氏反變換組成，當(dāng)輸入混合信號Er(t)時，數(shù)據(jù)采集單元根據(jù)同步系統(tǒng)送來的幀、步(位)同步信息把Er(t)轉(zhuǎn)換為按幀(塊)傳送的數(shù)據(jù)流Er(k)，F(xiàn)FT將它轉(zhuǎn)換相應(yīng)的頻譜A(nf0)+iB(nf0)elθ(nf0)，頻譜截斷與均衡將該譜高于Mfo＝fc諸分量置零，得A(nfo)+iB(mf0)＝R(mf0)elθ(mfo)，O＜mfo＜Mf0＝fc，消除帶外干擾，信號譜補償予先根據(jù)所需的載信脈沖g(t)和接收到的載信脈沖g，(t)的譜G(s)和Gr(t)｜s＜sc對于ωTs的周期性(ωcTs＝2π)和準(zhǔn)周期性(ωcTs＝π、π/2……)，按之取分段的辦法求得補償系數(shù)，例如對于ωcTs＝2π，則有
權(quán)利要求
1.一種話帶超高性能數(shù)字傳輸系統(tǒng)，包括信源、加密與糾錯、調(diào)制與濾波、解調(diào)與糾錯、信宿、特征信號形成器、予畸網(wǎng)絡(luò)、限帶雜波加密、去畸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集(A/D)帶外干擾消除器、整形與判決、低信噪比同步系統(tǒng)，其特征是在原基礎(chǔ)上增加了發(fā)終端和收終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的話帶超高性能數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征是發(fā)終端由特征信號形成器、予畸網(wǎng)絡(luò)、限帶雜波加密構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的話帶超高性能數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征是收終端是由去畸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集、帶外干擾消除器、特征信號檢測器、整形與判決、低信噪比同步系統(tǒng)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的話帶超高性能數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征是信號形成器用以產(chǎn)生不規(guī)則重疊的具有在受檢區(qū)間上有、且僅有一個不連續(xù)點的特征信號脈沖串。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的話帶超高性能數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征是帶外干擾消除器用來輸出無失真(需要)的特征信號脈沖串而又能消除諸帶外干擾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的話帶超高性能數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征是特征信號檢測器用來檢測上述不規(guī)則重疊的特征信號脈沖串使受檢后的信號脈沖串轉(zhuǎn)化為互不重疊。
全文摘要
一種話帶超高性能數(shù)字傳輸系統(tǒng)，包括信源、加密與糾錯、調(diào)制與濾波、解調(diào)與糾錯、信宿、特征信號形成器、預(yù)畸網(wǎng)絡(luò)、限帶雜波加密、去畸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集(A/D)帶外干擾消除器、整形與判決、低信噪比同步系統(tǒng)。其特征是在原基礎(chǔ)上增加了發(fā)終端和收終端。本發(fā)明在較差的模擬話網(wǎng)的條件下能進行傳信R接近于、或者大于仙農(nóng)信道容量定理所規(guī)定的極限C實現(xiàn)有效的數(shù)字傳輸，從而使一條線路發(fā)揮出相當(dāng)于多條線路的效用。
文檔編號H04L5/00GK1088037SQ9311587
公開日1994年6月15日 申請日期1993年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月29日
發(fā)明者趙子堯 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)