УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СТАРТСТОПНЫХ СООБЩЕНИЙ Российский патент 2004 года по МПК H04L25/38 

Изобретение относится к электро- и радиосвязи и может использоваться в проводных, радио-, радиорелейных и метеорных линиях связи.

Известно устройство для приема стартстопных сообщений, содержащее последовательно соединенные приемник, полосовой фильтр, амплитудный детектор, вычитающее устройство, прерыватель, согласованный фильтр, решающее устройство, формирователь импульсов и второе решающее устройство, последовательно соединенные второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу приемника, и второй амплитудный детектор, подключенный выходом ко второму входу вычитающего устройства, выход вычитающего устройства подключен ко второму входу второго решающего устройства, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходу согласованного фильтра, второму выходу формирователя импульсов и выходу первого решающего устройства, причем второй выход формирователя импульсов соединен с вторым выходом прерывателя [1].

Однако данное устройство для приема стартстопных сообщений имеет низкую помехоустойчивость и высокую вероятность ложных тревог.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для приема стартстопных сообщений [2]. Его функциональная схема приведена на фиг.1.

Оно содержит последовательно соединенные приемник 14, первый полосовой фильтр 15, первый амплитудный детектор 16, вычитающее устройство 17, прерыватель 18, согласованный фильтр 19, решающее устройство 20, формирователь 21 импульсов, генератор 22 псевдослучайных последовательностей (ПСП) и инвертор 23, последовательно соединенные второй полосовой фильтр 24, вход которого подключен к выходу приемника 14, и второй амплитудный детектор 25, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства 17, последовательно соединенные первую линию задержки 26, первый ключ 27, первый демодулятор 28 фазоразностно-модулированных (ФРМ) сигналов и схему 29 ИЛИ, и последовательно соединенные вторую линию задержки 30, второй ключ 31 и второй демодулятор 32 ФРМ сигналов, выход которого подключен к второму входу схемы 29 ИЛИ, причем входы первой 26 и второй 30 линий задержки соединены соответственно с выходами второго 24 и первого 15 полосовых фильтров, выход решающего устройства 20 подключен ко второму входу генератора 22 ПСП, выход которого подключен к управляющим входам первого ключа 27 и первого демодулятора 28 ФРМ сигналов, выход инвертора 23 соединен с управляющими входами второго ключа 31 и второго демодулятора 32 ФРМ сигналов, тактовые входы блоков 28 и 32 подключены к выходу формирователя 21 импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом прерывателя 18.

Однако данное устройство для приема стартстопных сообщений имеет высокую вероятность ложных тревог.

Изобретение направлено на снижение вероятности ложных тревог.

Для этого в устройство для приема стартстопных сообщений, содержащее последовательно соединенные приемник 14, первый полосовой фильтр 15 и первый амплитудный детектор 16, последовательно соединенные вычитающее устройство 17, прерыватель 18, согласованный фильтр 19, решающее устройство 20, формирователь 21 импульсов, генератор 22 ПСП и инвертор 23, последовательно соединенные второй полосовой фильтр 24, вход которого подключен к выходу приемника 14, и второй амплитудный детектор 25, последовательно соединенные первую линию задержки 26, первый ключ 27, первый демодулятор 28 ФРМ сигналов и схему 29 ИЛИ, и последовательно соединенные вторую линию задержки 30, второй ключ 31 и второй демодулятор 32 ФРМ сигналов, выход которого подключен к второму входу схемы 29 ИЛИ, причем входы первой 26 и второй 30 линий задержки соединены соответственно с выходами второго 24 и первого 15 полосовых фильтров, выход решающего устройства 20 подключен ко второму входу генератора 22 ПСП, выход которого подключен к управляющим входам первого ключа 27 и первого демодулятора 28 ФРМ сигналов, выход инвертора 23 соединен с управляющими входами второго ключа 31 и второго демодулятора 32 ФРМ сигналов, тактовые входы блоков 28 и 32 подключены к выходу формирователя 21 импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом прерывателя 18, последовательно с первым 16 и вторым 25 амплитудными детекторами включено по одному нелинейному элементу, выходы которых подключены к соответствующим входам вычитающего устройства 17.

На фиг.2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для приема стартстопных сообщений.

Устройство для приема стартстопных сообщений содержит последовательно соединенные приемник 1, первый полосовой фильтр 2, первый амплитудный детектор 3, первый нелинейный элемент 4, вычитающее устройство 5, прерыватель 6, согласованный фильтр 7, решающее устройство 8, формирователь 9 импульсов, генератор 10 ПСП и инвертор 11, последовательно соединенные второй полосовой фильтр 12, вход которого подключен к выходу приемника 1, второй амплитудный детектор 13 и второй нелинейный элемент 14, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства 5, последовательно соединенные первую линию задержки 15, первый ключ 16, первый демодулятор 17 ФРМ сигналов и схему 18 ИЛИ, и последовательно соединенные вторую линию задержки 19, второй ключ 20 и второй демодулятор 21 ФРМ сигналов, выход которого подключен к второму входу схемы 18 ИЛИ, причем входы первой 15 и второй 19 линий задержки соединены соответственно с выходами второго 12 и первого 2 полосовых фильтров, выход решающего устройства 8 подключен ко второму входу генератора 10 ПСП, выход которого подключен к управляющим входам первого ключа 16 и первого демодулятора 17 ФРМ сигналов, выход инвертора 11 соединен с управляющими входами второго ключа 20 и второго демодулятора 21 ФРМ сигналов, тактовые входы блоков 17 и 21 подключены к выходу формирователя 9 импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом прерывателя 6.

Устройство стартстопных сообщений работает следующим образом. После общей фильтрации в приемнике 1 сигнал поступает на частотный дискриминатор, состоящий из блоков 2-5, 12-14 и содержащий одинаковые нелинейные элементы 4 и 14 с характеристикой вида у=х^к (где х и у - входной и выходной сигналы, k= 2, 3, 4, ...), который создает на своем выходе двухполярный сигнал, элементы которого при отсутствии помех точно соответствуют символам "0" и "1" ПСП, сформированной на передающей стороне. После его согласованной фильтрации в фильтре 7 на выходе последнего в момент окончания ПСП формируется сигнал высокого уровня, а в решающем устройстве 8 оптимальным образом определяется временное положение его максимума, и в этот момент времени на выходе формируется короткий импульс. Относительно него в формирователе 9 импульсов на первом выходе с задержкой на время Т создаются n+2 коротких тактовых импульсов и импульс длительности (n+2)•Т, запрещающий через прерыватель 6 поступление сигнала на следующие за ним блоки. Блоки 15-21 предназначены для демодуляции символов сообщения, передаваемых на двух несущих частотах. Сигнал первой несущей частоты после задержки на время, равное S•T, в блоке 19 поступает через ключ 20, который открывается в момент времени, соответствующий нулевым элементам ПСП, на вход демодулятора 21 ФРМ сигналов, в котором осуществляется демодуляция сигналов с фазоразностной манипуляцией на этой частоте. Аналогичным образом (в блоках 15-17) осуществляется демодуляция сигнала на второй несущей частоте. Полученные на выходах блоков 17 и 21 символы объединяются в одноэлементное сообщение в схеме 18 ИЛИ. Таким образом устройство позволяет уменьшить вероятность ложных тревог.

В том, что это действительно так, можно убедиться из следующего.

Известно, что для обнаружения пакета радиоимпульсов с одинаковыми частотами обнаружитель должен содержать накопитель видеоимпульсов амплитудного детектора (см. , например, с.52-54 и рис.3.11 в книге под ред. Ю.М. Казаринова "Радиотехнические системы", М. : Высшая школа, 1990). Синхросигнал в наиболее близком устройстве состоит из радиоимпульсов с разными частотами, соответствующими элементам "1" и "0" кода Баркера, а видеосигналы элементов объединяются в вычитающем устройстве. Т. к. в последнем происходит также объединение помех с выходов амплитудных детекторов, то обнаружение сигнала после накопления не дает оптимального результата. Для реализации оптимального обнаружителя можно было бы произвести раздельное накопление сигналов на выходах амплитудных детекторов, сложить полученные результаты, а результат сравнить с порогом и т. д. Однако такой обнаружитель получился бы весьма сложным. Оказывается, что этого можно достичь более простым путем, вводя после амплитудных детекторов нелинейности высокого порядка.

Все блоки, входящие в устройство для приема стартстопных сообщений, являются известными устройствами. Различные схемы фазоразностных демодуляторов приведены, например, в книге А.М. Заездного и др. "Фазоразностная модуляция", "Связь", 1967. Для целей демодуляции ФРМ сигналов может быть также использован цифровой демодулятор сигналов ОФМ, рассмотренный в статье Л.Я. Липкина и А.А. Шишкова ("Электросвязь", 1973, 2, с.47-51).

Источники информации
1. Волобуев Г.Б. и др. О помехоустойчивости стартстопных систем связи с частотной манипуляцией сигнала. - Теория и техника радиосвязи, 1998, вып.2.

2. Патент РФ 2177209, кл.Н 04 L 25/00.

Изобретение относится к электро- и радиосвязи и может использоваться в проводных, радио-, радиорелейных и метеорных линиях связи. Технический результат - снижение вероятности ложных тревог. Для этого в устройство введены последовательно с первым и вторым амплитудными детекторами по одному нелинейному элементу, выходы которых подключены к соответствующим входам вычитающего устройства. 2 ил.

Устройство для приема стартстопных сообщений содержащее последовательно соединенные приемник, первый полосовой фильтр и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные вычитающее устройство, прерыватель, согласованный фильтр, решающее устройство, формирователь импульсов, генератор ПСП и инвертор, последовательно соединенные второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу приемника, и второй амплитудный детектор, последовательно соединенные первую линию задержки, первый ключ, первый демодулятор ФРМ-сигналов и схему ИЛИ и последовательно соединенные вторую линию задержки, второй ключ и второй демодулятор ФРМ-сигналов, выход которого подключен к второму входу схемы ИЛИ, причем входы первой и второй линий задержки соединены соответственно с выходами второго и первого полосовых фильтров, выход решающего устройства подключен ко второму входу генератора ПСП, выход которого подключен к управляющим входам первого ключа и первого демодулятора ФРМ-сигналов, выход инвертора соединен с управляющими входами второго ключа и второго демодулятора ФРМ-сигналов, тактовые входы первого и второго демодуляторов ФРМ-сигналов подключены к выходу формирователя импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом прерывателя, отличающееся тем, что последовательно с первым и вторым амплитудными детекторами включено по одному нелинейному элементу, выходы которых подключены к соответствующим входам вычитающего устройства.