Устройство для передачи и приема фазоманипулированных сигналов Советский патент 1985 года по МПК H04L27/18 

Изобретение отнснтся к технике электросвязи и может быть использ вано в системах передачи информ.ации с фазовой модуляцией. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагае мого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу. Устройство для передачи и прие фазоманипулированных сигналов содержит передатчик 1 сигналов с от носительной фазовоймодуляцией, состоящий из сумматора 2 по модул два, манипулятора 3 фазы и блока задержки, вычитающий блок 5, первый усилитель 6, блок 7 автоматической регулировки усиления, первый детектор 8, сумматор 9 по модулю два, первый управляемый инвертор 10, блок 11 задержки, второй детектор 12, фильтр 13, второ усилитель 14, интегратор 15, фазо вращатель 16, второй управляемый инвертор 17, режекторный фильтр 1 удвоитель 19 частоты, узкополосный фильтр 20, делитель 21 частот компаратор 22. Устройство работает следующим образом. Передатчик 1 сигналов с помощь cyMi iaTOpa 2 по модулю два, манипулятора 3 фазы и блока 4 задержки формирует относительный фазоманипулированный сигнал в соответствии с выражением 5.Cil tJ,,(t-tO- c ® . , ( где символ + означает операцию сложения по модулю два; V,;- начальная фаза; п и w - амплитуда и частота сиго о нала; .- символы, поступающие на вход передатчика 1; а- e{o,i} - перекодированные символы по закону относительност В этом случае при любой статис тике передаваемого сообщения в спектре отсутствует дискретная ли ния на частоте и;. На фиг. 2 а по казан модулирующий сигнал передат чика 1 , на фиг.25- перекодирова ный по закону относительности сиг нап, а на фиг. 25 - соответствующий сигнал относительной фазовой модуляции Как видно из фиг. 2«26, фаза выходного сигнала передатчика 1 не меняется при поступлении на его вход логического нуля, а при поступлении на вход передатчика 1 логической единицы изменяется на 180°. Сигнал с выхода передатчика 1 поступает на передачу и одновременно для компенсации и нелинейной обработки. Задача нелинейной обра- ботки - скомпенсировать сигнал передатчика 1. Для этого берется сумма двух сигналов - передаваемого и принимаемого: . . M;(t) Si(t) + Li(t) (2) где S(t) - передаваемьш сигнал передатчика 1: L. (t) - принимаемый сигнал противоположной станции. Во втором управляемом инверторе 17 сумма двух сигналов подвергается преобразованиям - инвертированию при передаче передатчиком 1 логической единицы с выхода сумматора 2 по модулю два передатчика 1 и неинвертированию при передаче логического нуля, что эквивалентно умножению суммы двух сигналов на величину (-1) oi. Тогда на выходе второго управляемого инвертора 17 имеем: M(t)(Wj,t+4J + L,),(t-t.)44 (ti©b;.Jb4lji , Ul где b- - передаваемые символы противоположной стороны; Ь- - перекодированные по закону относительности передаваемые символы противоположной стороны;, а . - перекодированные по закону относительности передаваемые символы собственного передатчика 1. . Таким образом, из анализа выражения (3) следует, что в спектре сигна ла на выходе второго управляемого инвертора 17 появляется дискретная линия (первое слагаемое), а во втором слагаемом (при разложении его в спектр) дискретная линия по-прежнему отсутствует. Это можно объяснить следующим образом. Функция второго управляемого инвертора 17 равносильна скачкам фазы в канале связи, а они (как известно) не приводят к появлению дискретной линии на частоте манипуляции. Сигнал M(t) подают на режектор ный фильтр 18, который вырезает участок спектра , а сигнал на выходе режекторного фильтра 18 име ет вид: MЧt)ML,,(t-t.),.(b.Фb;..J.a; где Ми -f - соответственно коэффи циент передачи и фаза режекторного фильтра Сигнал с выхода режекторного фильтра 18 подают на удвоитель 19 частоты, на выходе которого будет результирующая величина, равная (1t)MLoCos 2u)Дt-ti). Далее сигнал с выхода удвоителя 19 частоты подают в узкополосный фильтр 20, настроенный на частоту 2 Юо t дш. . . Узкополосный фильтр 20 выделяет удвоенную частоту, величина которой равна: MLoC05 2cOo(t-t)./y, где - фазовый сдвиг, вносимый полосовым фильтром 20. На выходе делителя 21 частоты получаем величину K(t)ML,,;t4i)., где п. - неопределенность фазы, вносимая делителем 21 частоты. Фазовращатель 16 имеет коэффици ент передачи, равный N(t) где N 1; f - c - : Таким образом, фазовращатель 16 компенсирует фазовые сдвиги, вносимые режекторным фильтром 18 и узкополосным фильтром 20. Для устранения неопределенности фазы П|, сигнал с выхода фазовращателя 16 пропускают через второй детектор 12, характер изменения ко торого показан на фиг. 2м. Далее опорное колебание, выделе ное в результате нелинейной обработкн, через второйГусилитель 14 подают на один из входов комп раРассмотрим, каким образом производится обработка смеси двух .сигналов. Пусть в 1-й момент времени передатчик 1 формирует сигнал S , а с противоположной станции приходит сигнал L ,,. Сумма двух сигналов задерживается в блоке 11 задержки. В очередной (1+1)-й момент времени передатчик 1 формирует сигнал S.+1, а со стороны канала связи проходит сигнал L. Тогда на выходе вычитающего блока 5 будет величина D,lt) (5u,-L.,J-(. Первый управляющий инвертор 10 инвертирует входную информацию при поступлении на вход передатчика 1 логической единицы и не инвертирует, ее при поступлении на вход передатчика 1 логического нуля. Тогда, считая входные параметры канала связи по закону относительности постоянными, получаем, что на первом и втором входах вычитающего блока 5 S. S- , а выражение (7) принимает вид: D.(t) Ц.-Ъ;. (8) Таким образом, производится компенсация сигналов собственного передатчика 1. На фиг. 2г, 2и и 2jпоказан передараемый и принимаемый сигналы на выходе блока 11 задержки, а на фиг. 23 и 2к. показаны передаваемый и принимаемый сигналы на выходе первого управляемого инвертора 10. На фиг. 2А показан результирующий сигнал после компенсаций. . Следует заметить, что компенсация сигналов передатчика 1 (в отличии от получения опорного колебания) производится линейными средствами. Первый 6 и второй 14 усилители управляются сигналом с блока7. Сигнал с выхода вычитающего блока 5 фильтруют в фильтре 13, усиливают в первом усилителе 6 и детектируют в первом детекторе 8. Характер изменения принимаемого сигнала на выходе вычитающего блока 5 показан на фиг. 2л, а на выходе первого детектора 8 - на фиг. 2м. Результат сравнения в компараторе 22 двух сигналов - принимаемог о с выхода детектора 8 и опорного с выхода второго усилителя 14 показ на Тфиг. 2 о. Сигнал с выхода компаратора 22 (фиг. 2о) подают на вход интегратора 15, который устра няет дробления, возникающие на выходе компаратора 22. Сигнал с выхода интегратора 15, показанный на фиг. 2п, складывают по модулю два с модулирующим сигналом собственного передатчика 1 (фиг. 2а) в сумматоре 9 по модулю два. Результат этого сравнения показан на

1921616

фиг. 2р. Сравнивая модулирующий сигнал противоположной стороны (фиг. 2;к) и демодулированный сигнал на выходе сумматора 9 по модулю два (фиг. 2р) видно, что они идентичны. Таким образом, разделены два направления передачи при полностью совпадающих спектрах и демодулированы принимаемые символы 10 противоположной стороны. Кроме того, для повьшения помехоустойчивости выделяется опорное колебание.

а

ЧЛ.ЧД;А/ А/

vuvwxm

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее передатник сигналов с относительной фазовой модуляцией, первый выход которого подключен к первому входу первого управляемого инвертора, второй вход которого соединен с входом передатчика сигналов с :относительной фазовой модуляцией и с первым входом сумматора по модулю два, и к входу блока задержки, выход которого подключен к первому входу вычитающего блока, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого управляемого инвертора и с входом фильтра, выход которого через первый усилитель подключен к входам первого детектора и блока автвматической регулировки усиления, выход которого соединен с управляющим входом первого усилителя,- отличающееся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости, в .него введены последовательно соединенные второй управляемый инвертор, режекторный фильтр, удвоитель частоты, узкополосный фильтр, делитель частоты, .фазовращатель, второй детектор, i второй усилитель, компаратор и инО) тегратор, вькод которого подключен к второму входу сумматора по модулю два, при этом первый и второй выходы передатчика сигналов с относительной фазовой модуляцией соединены с входами второго управляемого инвертора, выход блока ав.томатической регулировки усиления QD ГО подключен тс управляющему входу второго усилителя, а выход первого детектора соединен с вторым вхоOi компаратора.

м

н о

Фи.1