Устройство для передачи и приема сигналов квадратурной амплитудной модуляции Советский патент 1984 года по МПК H04L27/02 

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для передачи данных по стандартным каналам тональной частоты. Известен модем квадратурной ампли тудной модуляции, содержащий на пере дающий стороне последовательно соеди ненные блок дифференциального кодиро вания и модулятор, а на приемной сто .роне - последовательно соединенные де модуля тор, блок диффернциапьного декодирования и блок синхронизации lJ. Недостатком такого модема являетс малая эффективность использования з.а нимаемой для передачи сигналов полосы частот. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является устройст во для передачи и приема сигналов квадратурной амплитудной модуляции, содержащее на передающей стороне синфазный и квадратурный каналы, каж дый из которых содержит блок предварительного кодирования, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими вх-одами блока вычитания, входы синхронизации блоков предварительного кодирования синфазного и квадратурного каналов объединены, причем выход блока вычитания квадратурного канала подключен к пер вому входу модулятора, а на приемной стороне - синфазный и квадратурный каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные фазовый детектор, двухПолупериодный вьтрямитель и решающий блок, причем первый ВХОД фаз-ового детектора синфазного канала подключен к выходу фазовращателя, вход которого соедине:н с входо блока синхронизации и с первым входо фазового детектора квадратурного кан ла, второй вход которого соединен с вторым входом фазового детектора син фазного канала 2 . Однако известное устройство обеспечивает низкую достоверность переда чи информации. Цель изобретения - повьшение достоверности. Для достижения поставленной цели в устройство для передачи и приема сигналов квадратурнойР амплитудной модуляции, содержащее на передакнцей стороне синфазный и квадратурный каналы, каждь из которых содержит блок предварительного кодирования, первый и второй выходы которого соединены с соответствующиьш входами блока вычитания, вхрды синхронизации блоков предварительного крди рования синфазного и квадратурного каналов объединены, причем выход блока вычитания квадратурного к11нала подключен к первому входу моду- . лятора, а на приемной стороне - синфазный и квадратурный каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные фазовый детектор, двухполупериодный выпрямитель и решающий блок, причем первый вход фазового детектора синфазного канала подключен к выходу фазовращателя, вход которого соединен с входом блока, синхронизации и с первым входом фазового детектора квадратурного канала, второй вход которого соединен с вторым входом фазового детектора синфазного канала, введены на передающей стороне в синфазный канал сумматор и блок формирования напряжения смещения, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, причем выход сумматора подключен к второму входу модулятора, а на приемной стороне введен узкополосньй фильтр, выход которого соединен с входом блока синхронизации, при этом вторые входы фазовых детекторов синфазного и квадратурного каналов подключены к входу узкополосйого фильтра. При этом блок предварительного кодирования содержит два D -триггера и сумматор по модулю два, выход которого соединен с D - входом первого D -триггера, выход которого соединен с D -входом второго D -триггера, синхронизирующий вход которого подключен к синхронизирунзщему входу первого D -триггера, причем вьпсод второго Э -триггера соединен с первым входом сумматора по модулю два и является вторым в лходом блока предварительного кодирования, первым входом которого является выход сумматора по модулю два, второй вход которого является информационным входом блока предварительного кодирования, входом синхронизации которого является синхронизирующий вход первого D -триггера. На фиг. 1 изображена структзфная электрическая схема предлагаемого устройстваJ на фиг. 2 - структурная электрическая схема блока предварительного кодирования. Устройство для передачи и приема сигналов квадратурной амплитудной модуляции содержит на передающей стороне синфазный канал 1, квадратур ный канал 2, блоки 3 предварительного кодирования, блоки 4 вычитания, блок 5 формирования напряжения смещения, сумматор 6, модулятор 7 и на приемной стороне - фазовращатель 8, блок 9 синхронизации, синфазный канал 10, квадратурный канал 11, фазовые детекторы 12, двухполупериоДные вьшря мители 13, решающие блоки 14, узкополосный фильтр 15. Блок предваритель ного кодирования содержит сумматор 16 по модулю два, первый 17 и второй 18 D -триггеры. Устройство работает следующим образом. Пусть требуетси передать цифровую информацию по каналу связи со скоростью R бит/с. Тогда на входы синфазного канала 1 и квадратурного канала 2 подаются два независимых потока информации со скоростями R/2 бис/с, а на синхронизирующий вход устройства подается тактовая частота Гц. Для предотвращения размножения ощибок вследствие корреляции модулирующих сигналов в обоих накалах при помощи блоков 3 предварительного кодирования производится преобразование вход ной информации ип по закону Wn ,-2, где n информация на выходе блока 3 предварительного кодирования | © - I операция суммирования по модулю два. Затем в блоке 4 вьгаитания произво дитея вычитание напряжений, соответствующих WK и Wn-2 Это эквивалентно прохождению сигнала VVn через Линейную систему с амплитудно-частотной характеристикой nl W H(uV 2 kin-nВ синфазном канале 1 сигнал с выхода блока 4 вычитания суммируется в сумматоре б с постоянньм натфяжением, вырабатьгааемым блоком 5 формирования напряжения смещения. 1 51 Выходной сигнал q(t) синфазного ка нала 1 и выходной сигнал Ь (t) квадратурного канала 2 подаются соответственно на входы модулятора 7, в кото ром они умножаются надва несущих колебания частоты t , сдвинутых по фазе друг относительно друга на 1Г/2, и затем суммируются. Сигнал 5(t) на выходе модулятора 7 имеет вид 5(t)a(t)co o2;if i + Ut)5 n2ffinl. . Поскольку в спектре сигнала 5 (i) присутствуют немодулированная составляющая с частотой i , то ее можно использовать для демодуляции. С , этой целью сигнал с выхода модулятора 7 через канал связи подается на вход узкополосного фильтра 15, при помощи которого вьщеляется несущее колебание, поступающее затем на блок 9 синхронизации. Сигнал, соответствующий синхронизированному несущему колебанию, поступает на пер.вый вход фазового детектора 12 квадратурного канала 11 и через фазовращатель 8, в котором производится сдвиг фазы на ii/2, - на первый вход фазового детектора 12 синфазного канала 10. Вторые входы фазовых детекторов 12 соединены с входом узкополосного Фильтра 15. После демодуляции производится двухполупериодное выпрямление сигнала в двухполупериодных вьтрямителях 13 и принятие 1зешения в решающих блоках 14, на выходах которых вырабатьшается восстановленная информация . Поскольку в предлагаемом устройстве спектр сигнала,-передаваемого по каналу связи, сформировантаким образом, что «а приемной стороне возможно вьщеление спектральной компоненты, соответствукнцей несущей, то ввиду отсутствия при таком метр-. де восстановления несущей неопределенности фазы отпадает необходимость в устройствах дифференциального кодарования-дёкодировання и, следовательно, вероятность ошибки уменьшается вдвое.

Фиг.1

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ КВАДРАТУРНОЙ АШЛИХУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ, содержащее на пере:дающей стороне синфазный и квадратурный каналы, каждый из которых содержит блок предварительного кодирования, первый, и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока, вычитания, входы синхронизации блоков предварительного кодирования синфазного и квадратурного каналов объединены, причем выход блока вычитания квадратурного канала подключен к первому входу модулятора, а на приемной стороне - синфазный и квадратурный каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные фазовый детектор, двухполупериодный вьшрямитель и р ешающий блок, причем первый вход фазового детектора синфазного канала подключен к вьНходу фазовращателя, вход которого ;соединен с входом блока синхрониза1рш и с первым входьм фазового детектора квадратзфного канала, второй вход которого соединен с вторым входом фазового детектора синфазного канала, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности, в него введены на передающей стороне в синфазный канал сумматор и блок формирования напряжения смещения, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, причем выход сумматора подключен к второму входу модулятора, а на приемной стороне введен узкополосный фильтр, выход которого соединен с входом блока синхронизации, при этом вторые входы фазовых детекторов синфазного и квадратзфного каналов подS ключены к входу узкополосного фильтра. О) 2. Устройство по п. 1,отлич а ю щ е е с я тем, что блок предварительного кодирования содержит два О -триггера и сумматор по модуа лю два, выход.которого соединен с 35 входом первого D -триггера, выход которого соединен с D -входом второго D -триггера, синхронизирзпющий вход которого подключен к синхронизирзоощему входу первого D -триггера, причем 00 О вьрсод второго-D -триггера соединен с первым входом сумматора по модулю два и является вторым выходом блока предварительного кодирования, первьм входом которого является выход сумматора по модулю два, второй вход которого является информационным входом блока предварительного кодирования, входом синхронизации которого является синхронизирующий вход первого D-трнггера.