Устройство для приема сигналов с двухкратной фазовой манипуляцией Советский патент 1983 года по МПК H04L27/22 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в устройс вах обработки сигналов с двукратной фазовой -манипуляцией /с квадратным савигом информационных послецоватепьностей в рааиосвязИ| радиолокации и при рапиоизмерениях. Известен приемник сигналов с двукра ной фазовой манипуляцией, содержащий последовательно соединенные умножитель частоты на четыре, узкополосный фильтр и делитель частоты на четьфе, выход которого подключен к первому входу.фазового детектора сигналов двукратной фазовой манипуляции, а второй вход фазового детектора и вход умножителя частоты соединены с выходом приемникаСг. Однако помехоустойчивость известног приемгппса в сравнении с идеальным приемником невысока. Потери помехоусто чивости вызваны значительным влиянием неидеальности канала синхронизации на достоверность приема информации и нали чием значительной межсимвольной интерфе ренцин в силу ограниченной полосы пропу кания канала связи. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для приола сигналов с двукратной фазовой манипуляцией, содержашее два согласованных фильтра и последовательно соединенные первый элемент задержки, первый перемножитель, первый фильтр нижних частот и первый управляе мый генератор/а также второй эпемеат задержки, вьпсод которого подключен к первому входу второго перемножитвпя 2 Однако это устройство имеет низкую помехоустойчив ость. Цель изобретения - повышение помех устойчивости. Для достижения поставленной цели в устройство для приема сигналов с двукратной фазовой манипуляцией, содержашее два согласованных фильтра и после довательно соединенные первый элемент задержки, первый перемножитель, первый фильтр Нижних частот и первый управляе мый 1 нерагор,а также второй элемант задержки,выход которого подключен к первом входу второго перемножителя, введены два преобразователя частоты, вычитающий блок, второй фильтр нижних частот, второй управляемый генератор и сумматор первый вход которого соед1шен с первым входом вьтитающегого блока, с входом первого элемента задержки, с вторьте входом первого пеоемножителя и с выходом первого преобразователя частоты, первый вхоц которого соединен с первым Ьходом второго преобразователя частопы, к второму входу которого подключен выход Е.торого управляемого генератора, вход которого соединен с выходом второго фипьтра нижних частот, к входу которого подключен выход второго пере-множит гпя, второй входкоторого соединен с входом второго элемента задержки, с выходом второго преобразователя частоты и с вторыми входами сумматора и вычитающего блока, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго согласованных фильтров, при этом выход первого управляемого генератора соединен с вторым входом первого преобразов теля частоты. На чертеже представлена структурная элeктpи ecкaя схема предлагаемого устройства. Устройство для приема сигналов с двукратной фазовой манипуляцией содержит первый преобразователь 1 частоты первый управляемый генератор 2, первый перемножитель 3, первый элемент задержки 4, первый фильтр нижних частот 5, второй преобразователь 6 частоты, второй управляемый генератор 7, второй перемножитель 8, второй элемент задержки 9, второй фильтр нижних частот 1О, сумматор 11, вычитающий блок 12, первый и второй согласованные фильтры 13 и 14 соответственно. Устройство работает следующим образом. Вхощюй фазоманнпуляторный сигнал yTAiWC05{2TC t-hV|)4 V A,(t) 91Й (212: {ц t ) с входа устройства поступает на соответствующие входы первого и второго преобразователей частоты 1 и 6, на другие входы которых поступают соответственно сигналы: („-о,). (f,.0,5) выходов первого и второго упуйвляемых генераторов 2 и 7. Несущая частота азоманипулированного сигнала на выходе ервого и второго преобразователей 1 и 6 принимается равной половине тактовой частоты манипуляционных послеповательостей. Таким оР пазом, сигнал на выходе пе вого преоГфазоватоля 1 определяется вы ражением . A WcosCrrf i V onOM AiWsih ( 4oni)l, a на выходе второго преобразоваееля 6 . )co5(l:fтt- fи M ona)- )sin(.1uf t-V4oniJ . где f 1 Ч ц - соответственно несущая частота и начальная фаза входного фазо- манипулированного сигнала: %п, . соответственно начальные фазы опорных сигналов, формируемых на выходе перво го и второго управляемых генераторов 2 и 7; A-iCt ), Aa(-t) - манипулирующие информационные последовательности с временным сдвигом друг относительно друга на полтакта; т Т t - соответственно тактовая частота, начальная фаза сигнала тактовой частоты длина такта или длительность посылки манипулирующих последовательностей. Сигнал с выхода первого преобразова теля 1 поступает на второй вход первог перемножителя 3 и через первый эле ,мент задержки 4 на первый вход первог перемножителя 3. Задержка сигнала в первом элементе задержки 4 равна половине длительност манипулирующей посылки. Следователь но сигнал на выходе первого перемножи теля 3 определяется выражением . |А,ЮС05(. f ) C05&:(,t-i)4-CfH- on, A Wsitt (TtfTjb H- onOAia-l)5iv,irf a-jxv on. A.WcosCTtf-rtt H- fonOAiU-I)5i«Lxf Ct-l)f,.:l 4 Ai(-t)si« (-JTSTt+t H- onOAiU-|)(t-) Cl) Поскольку сигнал с выхода первого перемножителя 3 поступает на вход первого фильтра нижних частот 5, то ср нее значение третьего и четвертого сла гаемых, соответствующих произведению взаимноортогональных функций, равно нулю. Поэтому полезными являются толь ко первые два слагаемых суммы (1). Следовательно, с учетом указанного, после преобразований сумма 1) приводится к виду |A,(t))si« tairf t 2%-2 on,)-iAi()Aa(t-l)siH ( K-i-tonO. С другой стороны, в спектре произведения задержанных относительно друга на половину такта копий информационной последовательности имеется составляющая на тактовой частоте (2Tf,-t + ) с амплитудой А « Ч2/7Г А , причем сдвиг информационной последовательности на полтакта соответствует изменению фазы тактовой частоты на 180. Тогда, учитьгоая в (2), что последовательность Д (-fc ) сдвинута по отношению к последовательности А (t ) на полтакта, полезную составляющую сигнала определяют, как и для системы с однократной фазовой манипуля-цней, в соответствии с выражением А т-COS (.етг f-ft -Чт ) 51и ( + Mv,),(Возникающие биения между несущим колебанием фазоманипулированного сиг-; нала на тактовой частоте и гармоникой спектра произведения двух копий инфо{ маиионной последовательности, сдвинутых друг относительно друга на полтакта также на тактовой частоте формируют дискриминационную характеристику на выходе первого фильтра нижних частот 5 в соответствии с выражением 51и(„-а%п,). Сигнал на выходе первого фильтра частот 5 используется для подстройки частоты первого управляемого гeнepaтo ра 2 с целью устранения сдвига фаз между несущей и тактовой частотами входного фазоманипулированного сигнала. В режиме синхронизма SIM . ( 2 , Следовательно, фаза опорного колебания на выходе первого управляемого генератора 2 равна 4o,,-(). с о Соответственно в режиме синхронизма устанавливается когерентность между несущей частотой входного фазоманипу -. лированного сигнала и тактовой частотой информационных последовательностей. Часть схемы, включающая второй преобразователь 6 частоты, второй переJ10множитель 8, второй элемент задержки 6 н второй фильтр низйних частот 1О преобр зует входной сигнал, поступающий на вход сигнала поступакмций на вход второго преобразователя частоты а шлогично описанному вьпие. Отличие сьстоит в том, что поскольку значение частоты сигнала второго управляемого генератора 7 больше значения несущей частоты входног фазоманипулированногр сигнала на половину тактовой частоть, то в релшме синхронизма начальная фаза Фопх сигнала на | ыходе второго управляемого генератора 7 равна %пг-(П). f6) Соответственно в режиме синхронизма сигнал на выходе первого преобразователя 1 определяется выражением iAl(-t)COs() + Ai(t)sin СК fт14 /2X () а на выходе второго преобразователя , 6 Али)со5()-4 i 5 1f«T-t T/2)-t« Таким образом, на выходе сумматора 11 будет сформирована информационная последовательность косинусоидальных импульсов AvH)cos(Tc{T.-t+-4T/l) «а 17. на выходе вычитающего блока 12-информационная последовательность косинус оидаль-х ных им пульсов (i)siM( ii которые далее поступают соответственно на входы первого и второго согласованных фильтров 13 и 14. Причем демодули рованная таким образом кодовая nocnenoBa-f тельность будет сопряжена, с манипулирующей, соответственно .А(-Ь) или Aa.(относительно опорной прямоугольной пери одической последовательности скважности для той же тактовой частоты с алгоритмом сопряжения - суммирование по модулю два. 63 Таким образом, повьшение помехоустойчивости, достигаемое в предлагаемом устройстве относительно схемы прототипа, определяется следукишми факторами. За счет более эффективного восстановления опорного колебания, соответствующего помехоустойчивости фор 5ирования опорного колебания на тактовой частоте по методу перемножения двух копий информаииошюй последовательности, сдви-, нутых друт относительно друга на половину длительности информационной посьиьки, и за счет уменьшения, влияния межсимвольной интерференции. Действительно, отношение сигнал/ шум по мощности фц(,1Х вьисоде устройства, реализованной по методу перемножения Информационных последователь- ногтей, сдвинутых друг относительно друга на полтакта, при большом отношении сигнал/шум на входе 1, (Cl. . . 1Ач Я 6Х ьТ потери /V 7 дБ), а при .1. Д%,„-;(|, fi .«« - полос Ьигнала на входе; & р - оса пропусзкания согласованного фильтра,; осуществляющего селекцию j компоненты тактовой частоты. Соответственно при V&X отношение сигнал /шум на выходе перемножи« « в -ff дают 6 дБ), а при п А Р 1, 0 , .i«l Д{-г ет Поркот ку в схеме прототипа используется последовательрое включение двух квадратов, то при 1, ЧтвЫтС ПриОгач/« It ьа 0,4 Ai Т -М Следовв.тельно, выигрьш в отношении сетнал /mjT в предлагаемом устройстве 6 Сравнении со схемой прототипа не менее 5 при бюльшом отношении сигнал/шум на. выходе, при («i достигаeMbtft выигрыш зависит от величины значения отношения сигнал / шум на входе устройства.

djfoff

8

-

n

rj

Г4

f2

ro