Автокорреляционное устройство для приема сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка Советский патент 1986 года по МПК H04L27/227 

«1

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано Б системах передачи дискретной информации

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при номинальном значении частоты сигнала и при изменениях частоты сигнала.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Автокорреляционное устройство для приема сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка (ФРМ-1) содержит управляемый фазовращатель 1, Первую линию 2 задержки, первый и второй перемножители 3 и 4, первый и второй интеграторы 5 и 6, фазовращатель 7 на 1Г/2, пороговый блок 8 вторую линию 9 задержки, инвертор 10 электронный ключ 11, блок 12 формиро вания сигналов управления и блок 13 синхронизации,

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства в раз личных режимах.

1. Пусть частота и длительность задержки линии 2 постоянны и соответ ствун)т своим номинальным значениям - f Q и од . В этом случае на выходе интегратора 5 первой ветви обработки имеем:

тт

I. 1 ., (t)

,

S, пи

(w,t+() (t+ep) + cf, dt

- -СОЗД„ 1

qi,

я2 Т 1

-2-i- u q. 1Г

где а - амплитуда;

fn фаза принимаемого сигнала

x(t);

йпЧ информационная разность фаз, , В пороговом блоке 8 принимается решение о виде переданного символа по знаку 15. На выходе интегратора 6 второй ветви обработки имеет в середине и в конце п-го тактового интер- Bajia;

-г/7т/2

.,п- 1 ., (t)

sj.n

(«ot-«-%)(t + €)4-4,,dt

n

4

-т- i nCf 0;/

Ч.., j (t)dt.,, /2

. , .-„ ., -81Пй Ч 0;&„Ц)0;|| ,

где черта над x(t) означает преобразование Гильберта,

Таким образом, в рассмотренном режиме сигнал управления управляемым фазовращателем 1 отсутствует, 2, Режим изменения частоты сигнала. Пусть в конце К-й посылки сигнала (для определенности) несущая частота начала расти по некоторому за- , кону, а в конце (К+1)-й посылки устанавливается режим линейного роста частоты, В этом случае на выходе интегратора 5 в момент времени (K-fl) Т имеем:

5,Kfi

1 x(t)x,,

o2T (t)

-

25

30

(S,,2)cos(9,,,+,,if)

где 9

kn

- паразитная разность фаз вызванная изменением частоты сигнала;

(®kt )I 1 коэффициент, зависящий от 9 ,

Очевидно, что скорость изменения частоты не должна превьщ1ать некоторого значения, при котором 1 еще превышает уровень шума на входе порогового блока 8 и тем самым не долж

на приводить к изменению знака 1, TciK как это приводит к явлению обратной работы. Таким образом, должно выполняться неравенство

osyce,,, )б 1.

Однако это условие накладывает определенные ограничения на скорость изменения несущей частоты (при за- данньгх значениях номинальной частоты и скорости передачи) в реальных каналах связи, где находит применение ФРМ-1 (ФРМ-2 условие

kti

1Г/2 практически всегда выполняется),

Во второй ветви обработки на выходе интегратора 6 имеем при этом

Т/2

Ч К

К41

(t)5Jt)dt--

(« ,н)з1п(е +л ,,, if),

1,

в момент времени t(K-i-)T „Г

fЯ Т

6,к.. 1 , (t)x,(t)

1;г

(e U,)sin(e ;,, +AU If )

в момент времени t(K+1)T.

После прохождения этими сигналами линии 9 задержки на время Т/2 и электронного ключа 11 (непосредствен- но и через инвертор 10) на выходе электронного ключа 11 имеем

Чки signI -J(9 M, )

31п(в ц, ) .

в момент времени t(K+1)T

1 sin(9.

аМ,

Ie,k., -signlr- - e;,,

ч, k + 1

«н /3ч

в момент времени t (K+:5

Таким образом, мы получили значения управляющих напряжений, не зависящих от информационной разности фаз,20 которые подаются на вход блока 12 формирования сигналов управления, где преобразуются из аналоговой в цифровую форму для управления работой управляемого фазовращателя 1. 25 С помощью управляемого фазовращателя 1 дважды за время действия (К+2)-й посылки осуществляется подстройка фазовых соотношений для сигналов, перемножаемых в перемножителях 3 и 4,зо что обеспечивает увеличение значения

TJ2

V -Г .,:.. ).., )

4-г

(t/e:

ki I

)х,,, (t)dt.

но не обеспечивает его максимизацию, так как для подстройки фазы на (К+2)- такте используется управляющий сигнал, пропорциональный паразитному набегу разности фаз, измеренному на предыдущем (К+1)-м тактовом интервале, а в режиме нелинейного изменения частоты 9 ц, 5 0||, ...

40

45

Заметим, что здесьб д Т /8, /п sinir/8

JCSk+Ei-i 78- максимальное зн чение Ic.(ig.| достигается при внесе нии дополнительной фазовой задержки с помощью управляемого фазовращателя 1, равнойЦ(, . -б, При этом

/I

k ttn

5,ш-е ti макс

/.

31п1Г/ 8 „л,, п , ,2

Частичная компенсация паразитной разности фаз характерна лишь для переходного нелинейного режима, а в линейном режиме изменения частоты паразитный набег разности фаз для 0 двух любых соседних посылок становится одинаковым, Tie.Q ;4 + i При этом подстройка фаз перемножаемых сигналов с помощью управляемого фазофращателя 1 приводит к максимиза-дд ции 1, т.е. обеспечивает помехоустойчивость, близкую к помехоустой- что является оптимальным значением чивости устройства, работающего в ре- для данного приема сигналов.

а в режиме стабильной и номинальной частоты сигнала

T(2

з. rSnr

О

i2

бл.еибпг М 3in(4t+cfK.e.,)

(t+T)+ dt -j-cosi ,.e ,q

жиме стабильной номинальной частоты сигнала

Использование режима измерения б дважды за тактовый интервал позволяет вдвое снизить требования по ограничению скорости изменения несущей частоты сигнала в линейном режиме. В этих условиях, как.показано ниже, величина 1. становится весьма близкой к своему оптимальному значению.

Действительно, в линейном режиме изменения частоты, когда

О (t)w(),

где |i - скорость изменения для выполнения условия ортогональности перемножаемых сигналов в перемножителе 3, необходи,мо выполнение равенств

т

JQ (1+pt)tdt 2K n-; 6

2Т

jw()tdt (2K+1))i ; ,2,3,...

откуда следует: р 2 ТТаким образом, при интегрировани перемножаемых сигналов в интеграторе 5 за время О - Т/2 имеем I

гп

5, X + Efi

- 1

sinCu t+IJ +q-,

41

,/t + t)(t+1)2 +

Ч к.е.

dt

sinT/8 ч Т ir/Scos(g+u,,g,,4).

Заметим, что здесьб д Т /8, /п sinir/8

JCSk+Ei-i 78- максимальное значение Ic.(ig.| достигается при внесении дополнительной фазовой задержки с помощью управляемого фазовращателя 1, равнойЦ(, . -б, При этом

/I

k ttn

5,ш-е ti макс

/.

31п1Г/ 8 „л,, п ,. ,24,

что является оптимальным значением для данного приема сигналов.

что является оптимальным значением для данного приема сигналов.

а в режиме стабильной и номинальной частоты сигнала

T(2

з. rSnr

О

i2

бл.еибпг М 3in(4t+cfK.e.,)

(t+T)+ dt -j-cosi ,.e ,q ,

Следовательно, устройство обеспечивает при оговоренных выше условиях на скорость изменения частоты сигнала в линейном режиме соотношение

Jl.Jl. 96 .Hfevi onr

а в случае, если ,, , Хд.к + еи

становится равным нулю и вероятность ошибки скачком изменяется, становясь равной 0,5.

го подключен к первому входу порогового блока и к первому выходу блока синхронизации, второй выход которого соединен с первым входом второго ин- 5 тегратора, второй вход которого подключен к выходу второго перемножителя, отличающее ся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при номинальном значении час- 10 тоты сигнала и при изменениях частоты сигнала, в него введены управляемь:й фазовращатель, блок формирования сигналов управления, электронный ключ, инвертор и вторая линия задержки.

Таким образом, подстройка фазы с помощью управляемого фазовращателя 1 приводит к максимизации напряже-55выход которой соединен с первым вхо- ния на входе порогового блока 8дом электронного ключа и с входом (в режиме линейного роста частотыинвертора, выход которого соединен сигнала), которое оказывается равнымс вторым входом электронного ключа, 0,96 своего оптимального значения ивыход которого соединен с первым вхо- не зависит от скорости изменения час- 20дом блока формирования сигналов тоты в указанных пределах, т.е. пока правления, второй вход которого под25

.

Формула изобретения

Автокорреляционное устройство для приема сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка, содержащее первзто линию задержки, выход которой соединен с первым входом первого пе- .р.емножителя и с входом фазовращателя на н /2, выход которого соединен с первым входом второго перемножителя, второй вход которого подключен к второг му входу первого перемножителя, выход35 которого соединен с первым входом вого интегратора, второй вход которо30

Редактор А.Ворович Заказ 4838/59

Составитель, О.Геллер

Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Тираж 624 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета. СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

го подключен к первому входу порогового блока и к первому выходу блока синхронизации, второй выход которого соединен с первым входом второго ин- 5 тегратора, второй вход которого подключен к выходу второго перемножителя, отличающее ся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при номинальном значении час- 10 тоты сигнала и при изменениях частоты сигнала, в него введены управляемь:й фазовращатель, блок формирования сигналов управления, электронный ключ, инвертор и вторая линия задержки.

55выход которой соединен с первым вхо- дом электронного ключа и с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом электронного ключа, выход которого соединен с первым вхо- 20дом блока формирования сигналов правления, второй вход которого под

ключен к первому входу второго интегратора, выход которого подключен к первому входу второго интегратОр|1, выход которого соединен с входом второй линии задержки, при этом выход первого интегратора соединен с вторым входом порогового блока, выход которого соединен с третьим входом электронного ключа, выход блока формирования сигналов управления подключен к первому входу управляемого фазовращателя, второй вход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, а выход управляемого фазовращателя соединен с входом первой линии задержки.

Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устр-ва. Устр-во содержит управляемый .фазовращатель (УФ) 1, две линии задержки (Л3)2 и 9, два перемножителя 3 и 4, два интегратора 5 и 6, фазовращатель 7 на IT/2, пороговый блок 8, инвертор 10, электронный ключ 11, блок 12 формирования сигналов управления (БФСУ) и блок 13 синхронизации. Устр-во, имеющее две ветви обработки, работает в двух режимах. В 1-м режиме, когда частота f и длительность t задержки ЛЗ 2 постоянны и соответствуют своим номинальным значениям, сигнал управления УФ 1 отсутствует. Во 2-м режиме (режиме изменения частоты сигнала) осуществляется подстройка фазы с помощью УФ 1. Это приводит к максимизации напряжения на входе порогового блока 8 (в режиме линейного роста частоты сигнала), которое оказывается равным 0,96 своего оптимального значения и не зависит от скорости изменения частоты в указанных пределах паразитного набега разности фаз, т.е. пока « /2. Цель достигается введением УФ 1, ЛЗ 9, инвертора 10, ключа 11 и БФСУ 12. 1 ил. Q S (Л