СПОСОБ ДВОЙНОЙ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ Российский патент 2023 года по МПК H04L27/20 H04L27/227 H04B10/556 

Изобретение относится к области радиотехники. Известен модем с двойной относительно-фазовой модуляцией (ДОФМ), при котором квадратуры несущего колебания играют разные роли: сообщение от одного корреспондента передается изменением фазы одной квадратуры радиоимпульса на 0° или 180°, а сообщение от второго корреспондента передается изменением фазы второй квадратуры радиоимпульса на 0° или 180° относительно фаз соответствующих квадратур предшествующего радиоимпульса в зависимости от того, какие значения имеют очередные передаваемые элементы кодовой комбинации («1» или «0») [Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. Москва, Сов.радио, 1965. Стр. 106-109]. Недостатком ДОФМ является относительно сложный, по сравнению с заявляемым, способ демодуляции.

За прототип заявляемого способа двойной относительно-фазовой модуляцией принят «СПОСОБ КВАДРАТУРНОЙ ВНУТРИИМПУЛЬСНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ», описанный в патенте № 2765981, опубл. 07.02.2022г, в котором передача сообщения производится за счет внутриимпульсной фазовой модуляции квадратур несущего колебания взаимно-ортогональными бинарными последовательностями (функциями Уолша), а на приемном конце радиолинии по внесенным на ее передающей стороне признакам, по максимальным значениям сигналов и разности фаз квадратур определяются конкретные значения двух вершин сигнального созвездия из общего их числа, которые обусловливают конкретное решение о принимаемой кодовой комбинации. Недостатком данного прототипа является отсутствие возможности передавать одновременно сообщения от двух корреспондентов.

Технический результат: упрощение схемотехнической реализации. Для достижения этого результата предложен способ двойной относительной фазовой модуляции, в котором одну квадратуру сигнала (например, синфазную) передают обычным способом, а вторую квадратуру сигнала (в этом случае квадратурную) дополнительно манипулируют в момент времени, соответствующий середине элемента, по фазе на 180° меандром. Элементы сообщения от первого и второго источников сообщения, как и при обычной двойной относительной фазовой модуляции поступают на входы модулятора синхронно. Меандр имеет период равный длительности передаваемого элемента сообщения. Нечетные (или чётные) фронты меандра совпадают с фронтами элементов передаваемого сообщения. Четные (или нечётные) фронты меандра совпадают с центрами элементов передаваемого сообщения. На приемной стороне канала связи сигнал разветвляется. В одну ветвь демодулятора включается узкополосный фильтр основной избирательности, пропускающий на свой выход только не манипулированную дополнительно по фазе квадратуру, которая после фильтра подается на вход любого из известных демодуляторов сигналов (например, патент №2782450) с относительной фазовой модуляцией (первая ветвь для первого получателя сообщения). На входе второй ветви ставится деманипулятор фазы, который нивелирует производимое меандром в модуляторе на передающем конце канала связи изменение фазы на 180° во второй квадратуре. Во второй ветви после деманипулятора фазы включается ещё один узкополосный фильтр, на выход которого проходит только вторая квадратура, у которой ликвидировано дополнительное изменение фазы, произведенное на передающем конце радиолинии меандром. Первая же квадратура во второй ветви демодулятора приобретает после деманипулятора изменение фазы в центре элементов сообщения на 180° и по этой причине не может пройти на выход узкополосного фильтра, включенного в эту ветвь демодулятора. Вторая квадратура после деманипуляции фазы и после узкополосного фильтра подается на вход любого из известных демодуляторов сигналов с относительной фазовой модуляцией (вторая ветвь для второго получателя сообщения).

Метод ДОФМ имеет преимущество перед прототипом в том, что даёт возможность передавать сообщения одновременно по одному каналу связи сразу от двух корреспондентов.

Заявленный способ двойной относительной фазовой модуляции имеет преимущество перед аналогами, так как использует более простой способ демодуляции.

На фиг. 1 изображена блок-схема модулятора с ДОФМ, где:

1 - генератор несущего гармонического колебания cos (2πft);

2 - фазовращатель несущего колебания на 90°;

3 - манипулятор фазы;

4 - генератор биполярного напряжения «меандр»;

5 -модуляторы;

6 - сумматор квадратур несущего колебания;

7 - выход демодулятора;

8 - вход от синхронизатора;

9 - вход от одного источника сообщений;

10 - вход от второго источника сообщений.

Генератор (1) формирует одну, например, синфазную квадратуру несущего колебания которая подаётся на фазовращатель (2), создающий вторую (в данном случае квадратурную) квадратуру несущего колебания Синфазная квадратура поступает на модулятор (5). Манипулятор фазы (3) манипулирует фазу квадратурной квадратуры несущего колебания, при помощи генератора меандра (4). После манипулятора фазы (3) квадратурная квадратура поступает на модулятор (5). После модуляторов квадратуры суммируются на сумматоре (6) и поступают на выход модулятора (7) для дальнейшего преобразования по частоте в возбудителе передатчика и излучения с выхода передатчика в эфир.

На фиг. 2 приведена блок-схема демодулятора ДОФМ, где:

11 - вход демодулятора сигналов с ДОФМ;

12 -узкополосные фильтры;

13 - демодуляторы ОФМ сигнала;

14 - выход для первого получателя сообщения;

15 - деманипулятор фазы;

16 -выход для второго получателя сообщения;

17 - вход от синхронизатора.

На вход демодулятора сигнал поступает с амплитудой КА (К - коэффициент передачи канала связи), с запаздыванием по времени Δt и в присутствии помех u_п(t), присутствующих в эфире:

Далее, считая уровень помех во много раз меньшим уровня сигнала, помехами пренебрегают.

После поступления сигнала u_пр(t) на вход демодулятора (11) он разветвляется. В одну ветвь демодулятора включается узкополосный фильтр основной избирательности (12), пропускающий на свой выход только не манипулированную синфазную квадратуру , которая после фильтра подается на вход любого из известных демодуляторов сигналов с относительной фазовой модуляцией (13) (первая ветвь для первого получателя сообщения (14)). На входе второй ветви ставится деманипулятор фазы (15), который нивелирует производимое меандром в модуляторе на передающем конце канала связи изменение фазы в квадратурной квадратуре на 180°. После деманипулятора фазы (15) включается узкополосный фильтр (12), на выход которого проходит только квадратурная квадратура у которой ликвидирована дополнительная манипуляция фазы, произведенная на передающем конце радиолинии меандром. Синфазная же квадратура u_прс(t) приобретает после деманипулятора (15) изменение фазы в центре элементов сообщения на 180° и по этой причине не может пройти на выход узкополосного фильтра (12) во второй цепи демодулятора. Деманипулированная по фазе синфазная квадратура после узкополосного фильтра (12) подается на вход любого из известных демодуляторов сигналов с относительной фазовой модуляцией (13) (вторая ветвь для второго получателя сообщения (16).

Изобретение относится к области радиотехники. Техническим результатом изобретения является упрощение схемотехнической реализации модема с двойной относительной фазовой модуляцией. Способ двойной относительной фазовой модуляции, в котором одна из квадратур сигнала дополнительно манипулируется в момент времени, соответствующий середине элемента, по фазе на 180° меандром. Элементы сообщения от первого и второго источников сообщения поступают на входы модулятора синхронно. Меандр имеет период, равный длительности передаваемого элемента сообщения. Нечетные или четные фронты меандра совпадают с фронтами элементов передаваемого сообщения. Четные или нечетные фронты меандра совпадают с центрами элементов передаваемого сообщения. На приемной стороне канала связи сигнал разветвляется. В одну ветвь демодулятора включается узкополосный фильтр основной избирательности, пропускающий на свой выход только не манипулированную дополнительно по фазе квадратуру, которая после фильтра подается на вход любого из известных демодуляторов сигналов с относительной фазовой модуляцией. На входе второй ветви ставится деманипулятор фазы, который нивелирует производимое меандром в модуляторе на передающем конце канала связи изменение фазы на 180° во второй квадратуре. Во второй ветви после деманипулятора фазы включается узкополосный фильтр, на выход которого проходит только вторая квадратура, у которой ликвидировано дополнительное изменение фазы, произведенное на передающем конце радиолинии меандром. Первая же квадратура приобретает после деманипулятора изменение фазы в центре элементов сообщения на 180°. Вторая квадратура после деманипуляции фазы и после узкополосного фильтра подается на вход демодулятора сигналов с относительной фазовой модуляцией. 2 ил.

Способ двойной относительной фазовой модуляции, отличающийся тем, что в модуляторе на передающей стороне канала связи одна из квадратур сигнала, соответствующая одному из двух источников дискретного сообщения, дополнительно манипулируется в середине элемента по фазе на 180° меандром, колебание которого имеет период, равный длительности элемента передаваемого сообщения, и четные или нечетные фронты которого совпадают с фронтами этого элемента, а на приемной стороне канала связи в демодуляторе сигнал разветвляется и в одну из ветвей разветвления включается узкополосный фильтр основной избирательности, пропускающий на свой выход только одну не манипулированную дополнительно по фазе квадратуру сигнала, которая после фильтра подается для одного получателя сообщения на вход демодулятора сигналов с относительной фазовой модуляцией, а на входе второй ветви разветвления включается деманипулятор фазы, который нивелирует во второй квадратуре сигнала произведенное на передающей стороне канала связи меандром дополнительное изменение фазы на 180°, после чего этот сигнал подаётся на вход узкополосного фильтра основной избирательности, пропускающего на свой выход только вторую, ранее манипулированную по фазе на 180° квадратуру и не пропускающего первую квадратуру, получившую после деманипулятора фазы изменение фазы на 180° в центре каждого элемента, а после деманипулятора для второго получателя сообщения включается демодулятор сигналов с относительной фазовой модуляцией.