Устройство для демодуляции двоичных сигналов Советский патент 1984 года по МПК H04L27/22 

1 Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться в системах передачи дискретной информации по каналам связи с рассеянием энергии принимаемых сигнаJJOB во времени и по частоте. Известно устройство для демодуля ции двоичных сигналов, содерждщие перемножители, выходы которых соеди нены через сумматоры с входами вычи тающих блоков, первый дополнительны сумматор, блок оценки импульсной ре акции и линию задержки, вход которо соединен с выходом блока преобразования входного сигнала, второй дополнительный сумматор, выход которо соединен с входом дискриминатора уровня сигнала, регистра сдвига, вы ходы которого соединены с первыми входами перемножителей L13. Однако устройство имеет низкую достоверность. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для демодуляции двоичных сигналов, содержащее расще питель сигналов на низкочастотные компоненты, выход которого подключе к первому входу вычитающего блока, выход которого соединен с соответствующим входом общего сумматора, и к входу блока оценки импульсной реакции, выходы которого подключены к первым входам перемножителей, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходами бл ка формирования двоичных комбинаций и с входами сумматора, выход которого подключен к второму входу вычитающего блока 12, Однако известное устройство имеет низкую достоверность демодуляции в каналах с быстроменяющимися параметрами. . I Цель изобретения - повышение достоверности демодуляции в каналах с быстроменяющимися параметрами. Для достижения поставленной цели в устройство для демодуляции двоичных сигналов, содержащее расщепитель сигналов на низкочастотные компоненты, выход которого подключен к первому входу вычитающего блока, выход которого соединен с соответствую щим входом общего сумматора, и к вхо ду блока оценки импульсной реакции, выходы которого подключены к первьт входам перемножителей, вторые входы и выходы которого соединены 26 соответственно с выходами блока формирования двоичных комбинаций и с входами сумматора, выход которого подключен к второму входу вычитающего блока, введены инверторы, два блока ключей, блок сравнения, два блока детекторов, блок памяти и два параллельно-последовательных накапливаюпщх регистра, выходы которых подключены к входам блока сравнения, выход которого соединен с входом блока памяти, при этом соответствующие выходы блока формирования двоичных комбинаций подключены к входам инверторов и к первым входам первого блока ключей, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходом общего сумматора и с входами первого блока детекторов, выходы которого подключены к входам первого параллельно-последовательного накапливающего регистра, а выходы инверторов подключены к первым входам второго блока ключей, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходом общего сумматора и с входами второго блока детекторов, выходы которого подключены к входам второго параллельно-последовательного накап- ливающего регистра. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - реакций канала на символы, переданные в разные моменты времени. Устройство для демодуляции двоичных сигналов содержит расщепитель 1 сигналов на низкочастотные компоненты, блок 2 памяти, вычитающий блок 3, сумматор 4,перемножители 5, блок 6 оценки импульсной реакции, блок 7 формирования двоичных комбинаций, общий сумматор 8, инв.ерторы 9, первый блЪк 10 ключей 10i-10|4, первый блок 11 детекторов . второй блок 12 ключей 12д-12ц, второй блок 13 детекторов , первый и второй параллельно-последовательные накапливающие регистры 14 и 15 соответственно, блок 16 сравнения. Устройство работает следующим образом. С выхода расщепителя 1 сигнал по каждой компоненте в виде отсчетов длительностью Т постуттает на вход вычитающего блока 3, где в каждый момент времени имеется М отсчеТОЙ реакции канала на элементарную посьшку, поступающих с блока 6 .Т (здесь М память канала), М , Tj- длительность реакции канала на элементарную псм;ыпку) . С выходов блока формирования двоичных комбинаций 7 на другие входы перемножит лей 5 в течение тактового интервал поочередно поступают 2 различных двоичных комбинаций длины М, и которых на основе отсчетов реакции канала на элементарную посылку фор мируются все возможные варианты ож даемого входного сигнала длительностью Т на интервале Т- . Запишем выражение для любого от счета ожидаемого сигнала длительностью Т. Для этого введем обозначения . Пусть на интервале T передан информационньв символ q -{±/|| Тогда любой из остальных M-t символов на интервале существования отклика канала длительностью Т. от 1/ -ого символа обозначаем где а-1.2 ном ер посылки на интервале Т,г( - 0,1,.. .,М-1). Например, К О соответствует элементу Qпри К. 1 получаем элемент O(i и т.д. -ьй отсчет реакции канал на элементарную посылку ( С 0,1М-1), 1н: отсчет длительностью Т сформированного сигнала на ivK -ом интервале анал за, - интервал длительностью Tj на котором сосредоточена вся реакция канала на г -ю посылку, (фиг.2). Тогда отсчет . „- 1«--« 9е формируется перемножителями 5 и сумматором 4 л -ей компоненты. Перебираем различные варианты комбинаций , где rxliZ.-OiM-l формируемые в блоке 7. Причем для каждой компоненты вычисляется раз ность a-wVL между %it и от счетом входного сигнала х дл 264 компоненты п на интервале Т.ц Эту операцию выполняет вычитающий блок 3 М -,«1 w K«- ltK хИ . Jf С выхода вычитающего блока 3 вычисленные разности c/tCiLif поступают на общий сумматор 8, где вычисляется общая мера близости между отсчетом входного сигнала сформированным сигналом Vt-v ofuK.r- frivK,tKK,r) . ,Величины записываются в детекторы 11,-11„и обоих блоков 1 и 13 через первый 10 и второй 12 блоки ключей и 12,-12„. Выходы разрядов блока 7 управляют соответствующими ключами. При наличии (+1) в -ом разряде, сформированной в блоке 7 комбинации, открывается -ый ключ 10 первого блока 10 ключей, управляющий вход которого соединен с выходом 4 -го разряда. Если в j -ом разряде блока 7 (-1), то открывается одноименный ключ 12 второго блока 12 ключей, управляющий вход которого соединен через соответствуюпр€й инвертор 9 с выходом -ой ячейки, так как в этом случае () будет на управляющем входе/-го ключа второго блока 12 ключей. Например, f -ая комбинация lOi-xrVL-i}t принимает вид ..Ф1-, ., С 1«-а--1 т.е. комбинация имеет вид 11-1-1. При таких обозначениях от комбинации 11-1-1 открываются ключи с номерами g 0 и 1 первого блока 10 ключей и осуществляется запись в соответствующие детекторы первого блока 11 детекторов с номерами ° и 1, также открываются соответствующие ключи второго блока 12 ключей с номерами 2 и -j «3 и осуществляется запись в соответствующий детектор

. второго блока 13 детекторов с номерами и .

При каждой конкретной двоичной комбинации открьтаются ровио М ключей 10-(-10( 12/1-12м Детекторы 114-1Ц и определяют и запоминают наименьшее напряжение, поступающее на их,вход за время такта обработки. Таким образом, каждый детектор, из всех поступающих на его вход в течение такта обработки .vc,1 выбирает и запоминает наименьшее i значение rain кЪторое в конце такта обработки переписывает в соответствующую ячейку параллельно-последовательно накапливающего регистра 14 с номером А Поскольку величины . г являются мерой близости отсчета принимаемого сигнала и отсчета сформированного сигнала а следовательно, и мерой соответствий вектора переданных символов {oi-j(i определяющего величину отсчета . вектора (&-{,.т1ц сформированного в блоке 7 формирования двоичньгх комбинаций и определяющего значение сигнала f.., . следовательно, они (cjf-i -vi t отражают условные вероятности того, чтобы был передан вектор двоичных символов 5 при условии, что принят отсчет сигнла а именно p(( . Учитывая сказанное, можно утверждат что в конце (ivt -го такта обработки в -j -ом детекторе 11 первого блока 11 хранится min n CQi«-vL-j1 который соответствует максимальной вероятности того, что в переданном векторе М двоичных символо:з .Л -ый символ имеет значение a-i+f-j а в -ом детекторе 11 - второго блока 13 хранятся min ) соответствующий максимальной вероятности того, что в двоичном переданном векторе символов i ьй символ принял значение ati-i-j 1

Реакция от каждого переданного символа сосредоточена на интервале длительностью МТ, поэтому относительно каждого символа можно вычислить М величин min d. С) характеризующих вероятность того, что переданньй символ принял значение -1 и М величин min cJ- СХ характеризующих вероятность того, что переданньй символ принял значение

За М тактов обработки суммарная величина of и cf| накапливаютс в ячейках первого и второго параллельно-последовательных накапливающих регистрах 14 и 15, последователно передвигаясь с каждым тактом от крайне левой ячейки с номером л 0 до крайней правой ячейки с номером . Таким образом, в течение М тактов обработки в первом и втором параллельно-последовательных накапливающих регистрах 14 и 15 накапливается вся возможная информация о символе, которьвЧ участвовал в процессе вычисления и oifj М раз

С учетом введенных обозначений рассмотрим процесс принятия решения относительно символа Qx-t-t

Величина min 1 эквивалентна вероятности того, что .1, а величина min cf{;; сх-;,.) эквивалентна вероятности того, что , -, На первом такте обработки (первый такт для q, -g 0 и СХ,о записывается из крайнего левого детектора 1 1 /1 первого блока 11 в крайнюю левую ячейку первого параллельно-последовательного накапливающего регистра 14, а - во второй параллельно-последовательный накапливакиций регистр 15. Далее рассматривается процесс вычисления только О о гипотезе г-t-vi 1 аналогично происходит процесс вычисления с На следующем такте обработки j -1 и Ъудет вычислена величина min liXxO которую надо сложить с величиной min .о численную на предьщущем такте обработки. Эта операция происходит во второй () ячейке первого параллельно-последовательного накапливающего регистра 14, когда в конце предьщущего такта была переписана из ячейки (0) величина minc l veПосле сложения в ячейке j 1 находится величина После сложения в конце- 1 такта величина cfi переписьтается в следующую ячейку , чтобы на следующем такте обработки сложится с величиной rain cfijJVt - и так далее. В конце М-го такта обработки в крайней правой ячейке первого параллельно-последовательного накапливающего регистра 14 будет находится величина сГ -min , .. dS.M-, которая эквивалентна вероятности того, что а 1. Причем, d включает в себя всю информацию о реакции канала на символ схкоторая присутствовала в течение времени МТ. Чем меньше cf тем, значит, точнее М раз соответствовал принятый сигнал .t.- сформированному (в предположении, что ), сигналу if Lf .. Поэтому решение о знаке С( вьшосится блоком 16 сравнения, который сравнивает содержимое крайних правых ячеек первого 14 и второго 15 параллельно-последовательных накапливающих регистров, и если то вьшосится решение о том, что , если то выноситс5 решение, что С1. На выходе блока 16 сравнения будет высокий потенциал, если и низкий при . г Это напряже ние фиксируется в блоке 12 памяти, откуда считывается раз за такт потребителем информации. Аналогично накапливаются и о дрУгих элементах: Olv i4n uwv2f-Pi - и г-ДТак, если на .-v -ом тактово интервале обработки вычисление . ) осуществляется в ячейке первого параллельно-последовательно го накапливающего регистра 14 с номером -4 , то cfji-jH Cci(tvl+-i), cfe,-2 ( относительно символов IvXvi;... относительно символов 0-i.K. вычисляются в предыдуш 1Х (i-1) и (/-2) и т.д. ячейках первого параллельно-последовательного накапливакнцего регистра. Таким образом, одновременно в первом параллельно-последовательном накапливающем регистре находится 1107 3268 текущее dtJ об М элементах, участ-л. ; вующих в образовании сигнала -2.-} v Последовательность вьтолнения раций по вынесению решения о знаках переданных символов задается сеткой управляющих импульсов. Общий сумматор должен вычислять меру близости df(,,i,.r),r Г -«-( где Ои величины, вычисленные по каждой компоненте. Напряжения df могут быть как положительными, так и отрицательными величинами, поступающими на входы общего сумматора 8. Таким образом, преимущество предлагаемого устройства заключается в повьш1ении достоверности демодуляции без увеличения времени задержки демодуляции, Повьш1ение достоверности достигается благодаря использованию накапливания мер близости , min ct для проверки гипотез о переданных символах a. или Это позволило отказаться от обратной связи по решению и тем самым избежать размножения ошибок. С другой стороны накопление величин d эквивалентных вероятностям гипотез O(.-j,,jt, i1 позволило на каждом такте обработки анализировать отрезок входного сигнала только длительностью Т. в отличие от известного, в котором на каждом такте обрабатывается отрезок входного сигнала длительностью МТ. Это дает возможность на каждом такте обработки при вычислении ( 6)Qe. поль,зоваться новыми тсчетами реакции канала СЗ , что дает возможность работать в каналах связи, где сз меняется быстро, т.е. в каналах с быстроменяющимися параметрами, например, в KB каналах.

«шГТ| о

«щвт

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее расщепитель сигналов на низкочастотные компоненты, выход которого подключен к первому входу вычитающего блока, выход которого соединен с соответствующим входом общего сумматора, и к входу блока оценки импульсной реакции, выходы которого подключены к первым входам перемножителей,вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходами блока формирования двоичных комбинаций и с входами сумматора, выход которого подключен ко второму входу вычитающего блока, отличающееся тем, что, с целью повьппения достоверности демодуляции в каналах с быстроменяющимися параметрами, введены инверторы, два блока ключей, блок сравнения, два блока детекторов, блок памяти и два параллельно-последовательнь1х накапливающих регистра, выходы которых подключены к входам блока сравнения, выход соединен, с входом блока памяти,при этом соответствующие выходы блока формирования двоичных комбинаций подключены к входам инверторов и к первым входам первого блока ключей вторые входы и выходы которого соеS динены соответственно с выходом общего сумматора и с входами первого блока детекторов, выходы которого подключены к входам первого параллельно-последовательного накапливающего регистра, а выходы инверторов подключены к первым входам второго блока ключей, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходом общего сумматора и с входами второго блока детекторов, выходы которого подключены к входам второго параплельно-последовательi oro накапливающего регистра.