[发明专利]话带超高性能数字传输系统

说明书

本发明涉及一种数字传输终端系统，特别是一种话带数字通信中超高性能数字传输系统。所谓超高性能是指传信率R大于或者近似等于仙农信道容量定理C＝B_HZLog₂（1+Ps/Pn）的极限而言。

目前，一般的话带数据传输系统是由信源，加密与纠错，调制与滤波、发群放、传输信道（媒质）、收群放与线路均衡、解调与滤波、解密与纠错和信宿等部分组成。它的有效带宽一般在300-3400HZ。信号的检测大都采用能量法则。根据仙农信道容量定理，若想提高其传信率R，则其所需的信噪比Ps/Pn将按指数率迅速上升，且对抗限带干扰能力较差。在保密性能上还尚无真正的随机（杂波）加密（密钥无限大）的方法。总之，不能在较差的模拟话网条件下实现理想的数字通信。

本发明的目的在于提供一种超高性能的话带数字传输终端系统，使其在较差的模拟话网的条件下能进行传信R接近于、或者大于仙农信道容量定理所规定的极限C实现有效的数字传输，从而使一条线路挥出相当于多条线路的效用。

本发明的目的是这样实现的：它是在原有的数字传输系统中增加了发终端和收终端，发终端是由特征信号形成器、予畸网络和限带杂波加密系统组成，收终端是由去畸络、数据采集（A/D）、带外干扰消除器、特征信号检测器、整形与判决和低信噪比同步系统组成。

当信源经纠错编码、加密之后，成为二进制的随机脉冲串进入本发明的发终端。发终端的特征信号形成器将它转化为所需的特征信号串，再经予畸网络提高其高频分量，限带杂波（随机）加密系统加密，形成具有较高抗干扰能力和保密性能的数据源。然后按通常的方法进行调制，放大后形成所需的发射信号送入传输信道（媒质），它可以是无线也可以是有线信道。

本系统收到该信号后，先按常用的方法，进行（群）放大、均衡、解调、滤波后再送给本发明的收终端。收终端的去畸网络去掉予畸网络的影响，带外干扰消除器消除带外诸干扰（包括邻道干扰），从而得到所需的特征信号脉冲串，由低信噪比同步系统保证其帧、位同步，通过特征信号检测器进行检测、整形与判决，送给常用的解密与纠错单元，由信宿，例如PC机、电传机输出结果。

本发明具有如下特点：

1、在有效性上，可以做到传信率R大于信道容量C，即R＞C＝Btog（1+Ps/Pn）bpS，突破仙农信道容量定理所规定的极限，做到超高性能数字传输，这是由于其极高的抗码间拖尾干扰的能力，使得传信率的提高能和信噪比Ps/Pn成正比。

2、在可靠性上，对于限带（同频带）干扰，其所需的归一化信噪比Es/2No可做到O_db，或者更低，这是由于它具有极高的抗限带干扰的能力。

3、在保密性能上，可以做到限带杂波（随机）加密，使密钥趋于无限。

4、与原系统相比较，其效果相当于使一条线路发挥出数条线路的效用，或者使一条质量较差的线路相当于一条质量较好的线路。

下面结合实施例和附图来说明本发明。

图1是本发明的数字传输系统框图。

图2是特征信号脉冲串之一的不规则重叠波形示意图。

图3是频域无失真滤波器框图。

图4是频域无失真带外（邻道）干扰抵消器框图。

图5是输入信号脉冲串S（k）和受检后输出信号脉冲串S_K示意图。

由图1可知，对于发终端：当信源经纠错编码、密钥加密后成为随机的二进制信号脉冲串进入本系统的发终端，由特征信号形成器根据给定的信号形成网络，例如HS（s）＝1/（s+a）²，形成所需的，在T＝KTs时发生的特征信号脉冲串，例可形成s（l）＝∑S_K（l）＝∑R_K（t-KTs）C^{-a（t-KT3）}的信号脉冲串，波形如图2所示，其中Rk代表信号脉冲串携带的信息，它可以随机地取+1或-1，g（t-KTs）为l＝KTs时发生的载信脉冲，可予知。该信号脉冲的特征在于：在受检小区间上，S（t）或者S^（i）（t）有，且仅有一个不连续点，而其余部分则均有连续高阶导数，即充分光滑，而其拖尾则允许可不规则地、严重地重叠。予畸网络（H（s））则用来提高该特征信号的高频分量，以提高它的抗干扰能力。为了提高系统的保密性能，本发明采用了限带（同频带）杂波（随机）加密系统，使该特征信号脉冲串被限带杂波干扰所淹没至不可辩认，然后送给常用的调制与滤波单元调制到所需的频段和带宽，经（群）放大后作为发射信号送入传输信道（媒质）。