Устройство для передачи и приема дискретных сигналов с фазовой манипуляцией Советский патент 1988 года по МПК H04L27/18 

00

;о

1C

со

1

I -ii |ip It ll UP f) ruocj I l; И к fi.i. Ufi I пике и i.i-iiii. M. uiH/n i,r и дня длчи и п1-)ием, 1 диск pe i iiMX сличг.члпи с фл )ni MnnniiyjiHuneii.

Иемь 11чоГ;р(теи11и - |и-1вь м;еи1П помс- х устоГ;чиппсти ;i г.чеч уст р.шеиия обр.ч тноГ; рп Г)пты ,

Пл фиг . 1 ияобрнА-еил сч руктуриля электр1Г1ег.кая схема предл/и аеMDIO устрокс;тпл; Ил ф)11-.2 - врем( диаграммы, И(1Яс.няю1И11е работу устройства.

Устрс Г:стяо содержит и.ч передающей стороне npeoiipa-юв лтель I кода, второй фтоцр1Й манипулятор 2, блок j задержки, первый iJjasonMt: манипулятор А, сумматор 5, 11е1)едлтчик 6, Г ене ра- тор 7 опорных сигналов, первый выделитель 8 первой т .чрмоникп, делитель 9 частоты и вт(1рой выделитель 10 первой гармоники, ил приемной cTopoFie - приемник 11, синхронитятор 12, первый перемножитель 13, первый интегратор 14, второй 15 и четвертый 16 перемножители, сумматор 17, регенератор 18, 11ервь Й 19 и второй 20 фа К5вра1цатели, генератор 21 опорных сигналов, второй выделитель 22 первой гармоники, делитель 23 частоты, nepBhrfi выделитель 2Д первой гармоники, третий перемножи тель 25, второй интегратор 26, пятый перемноАитель 27, третий интегратор 2В, шестой перемножитель 29 и четвертый интегратор 30.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступает по следовательность видеоимпульсов, под лежащих передаче по линии связи (фиг.2а). На выходе преобразователя I кода формируется последовательность видеоимпульсов (фиг.26), представляющая собой исходящую информацию в относительмом коде. На выходе блока 3 чадержжи эта последовательность сдвигается ка один такт (ня длительность информационного сигнала Tj-) . Генератор 7 формирует период1гческ т) импульс ную гтослед|Увательность типа меандр с частотой следования импульсов f (фиг.2ж). Выделитель 8 первой гармо- НИКИ из поступающей на него последовательности импул1 сов типа 1еандр выделяет первую г.- рг-1онику и на его выходе имеет место гармонический сигнал с частотой f, и начальной фа- ЗОЙ, равной 1 улк: (;Ьиг.2ч), который г-южет быт записан в ииде

So,(О

,t

232

, Ь чич с.чь Ч чч(Ч 1)ты oi: утчест вляет лс и ипр частгпч, ), следовнния периоди Mt CKni i последовательности импульсов тигьч меандр, поступающе ; нл него С ген( ратг)ра 7. На выходе делителя 9 4r)cT( имеет место пе1)иодическяя последг1вател1)Ность импульсов типа меандр (фиг.2и) с частото1г следования f f,/n, Г ДР- п - коэффициент деления. Выделител 10 первой гармо-- НИКИ также осуществляет вьи1еление первой гармоники из поступающей на него последовательности импульсов типа

меандр с частотой f

2

Ha его выходе имеет место гармонический сигнал с частотой fj и начальной фазой, равной нулк (фиг.2к), кoтop.;й может быть записан в виде

S

07

(t) Яр COS 2 |

f,t.

(2)

Разность частот между f выбирается из условия

jFe

fi-f 7 I и F,

(3)

2 и Кор где - интервал (радиус) частотной корреляции Канада с перемен ньми параметрами; 4F - нолоса частот, нанимаемая

сигналом с манипуляцией. Нри использовании описанного метода формирования гармонических сигна лов (которые полу 1аются на осНове использования одной исходной последовательности импульсов типа андр) их начальные фазы оказываются одинаковыми и равными нудю.

В фазовых манипуляторах 2 и А осуществляется манипуляция фазы сигналов SQ(t) и So(t) соответственно последоватедьностями видеоимпульсов (фиг.2б), Сигналы на выходах фазовых манипуляторов 2 и 4 соответственно могут записываться выражениями

(4)

S, (t) aoi, (t)co,s , t; S,(t) aj,i(t)cos ,

где i j(t) - последовательность -«-1

(фиг.26); i-(t:) - последовательность +1

(фиг.2в).

На фиг. 2 г,д показаны временные диаграммы сигналов на выходах фазовых манипуляторов 2 и 4 ( Ч соответствует i(t) 1 или информационной фазе О, - соответствует i(t) -1 или информационной фазе /). Сумматор 5 осуществляет сложение фазоманипули- рованных сигналов разных частот

S(t) S,(t) + S(t). (5)

Передатчик 6 осуществляет перенос сформированного сигнала в область рабочих частот к необходимое усиление.

В процессе распространения по ли НИИ связи с времяселективными замираниями сигнал S(t) претерпевает искажения. Искаженный сигнал может представляться соотношением

S (t) |u,(t)(t),tfj., (t)j +

15

20

В соотношениях (9) и (10) принято ,(t) ,(, и , (t) , поскольку эти случайные величины в течение дли тельности 0-Tj. практически не изменяются во времени, если Т, Т д ; х, х 5 - отсчеты шума на выходе интеграторов первой (синфазной) и второй (квадратурной) ветвей.

Формирование опорного гармонического сигнала на частоте fj осуществляется при помощи делителя 23 частоты и выделителя 24 первой гармоники аналогично тому, как это делается на передающей стороне. При этом на выходе выделителя 24 первой гармоники

f

-bf/j(t)api(t)( |i/t) -t-x(t)/6)

где f/i,(t),

jU«(t) - случайные коэффициенты

передачи линии связи; (t) i(t)- случайные фазы;

x(t) - флуктуационный шум. На приемной стороне приемник 11 осуществляет предварительную обработку принимаемого сигнала, который поступает на объединенные входы пере- , множителей 13,25,27 и 29. Генератор 25 выходе фазовращателя 20 (на /2) 21 формирует периодическую последовательность видеоимпульсов типа ме- с частотой следования f,, котоформируется сигнал на частоте f,ji и с начальной фазой, равной нулю,

Ь(, cos 2u f J t.

Son, (t)

(11)

on,(t)

bjSin 21T fjt.

(J2)

андр

На выходах ь-нтеграторов 28 и 30 формируются отсчеты принимаемого

рая поступает на вход выделителя 22

На выходах ь-нтеграторов 28 и 30 формируются отсчеты принимаемого

первой гармоники. На выходе вьщелите -JQ сигнала, передаваемого на частоте f j

ля 22 первой гармоники формируется

опорное гармоническое колебание с

частотой f и начальной фазой, равной

нулю,

(7)

на выходе интегратора 28

с 5 S(t) S,,(t)dt ia,boi(t).

.pi

cos

Гг

с I

Son,(t) b.cos ,(7) 35

где bg - амплитуда опорного колебания. Этот сигнал, пройдя фазовращатель

19 (обеспечивающий сдвиг по фазе /2), 40 преобразуется к виду

на выходе интегратора 30 т

S(t)

On-j

(t)dt

,Sln

+ X

(13)

2aobj,i(t) X (1А)

В соотношениях (13) и (14) х и XJ - отсчеты шума. С помощью переSon, (t)

bflSin 2iTf,t(8)

Ha выходах интеграторов 14 и 26 в моменты регистрации (кратные Т., синхронизация интеграторов ocyuiecTB- ляётся синхросигналом, формируемым синхронизатором 12) формируются отсчеты принимаемого сигнала, передаваемо- го на частоте f,; на выходе интегратора 14 первой ветви

YC ,1 S(t) S,,(t)dt -a,boi,(t) о

«H,(t)cos + Yl

на выходе интегратора 26 второй ветви

YS i S(t) S,(t:)dt 2«,i,(t)0

,|U(t:)sin j., + Xg,(10)

В соотношениях (9) и (10) принято ,(t) ,(, и , (t) , поскольку эти случайные величины в течение дли тельности 0-Tj. практически не изменяются во времени, если Т, Т д ; х, х 5 - отсчеты шума на выходе интеграторов первой (синфазной) и второй (квадратурной) ветвей.

Формирование опорного гармонического сигнала на частоте fj осуществляется при помощи делителя 23 частоты и выделителя 24 первой гармоники аналогично тому, как это делается на передающей стороне. При этом на выходе выделителя 24 первой гармоники

выходе фазовращателя 20 (на /2)

формируется сигнал на частоте f,ji и с начальной фазой, равной нулю,

Ь(, cos 2u f J t.

Son, (t)

(11)

выходе фазовращателя 20 (на /2)

on,(t)

bjSin 21T fjt.

(J2)

На выходах ь-нтеграторов 28 и 30 формируются отсчеты принимаемого

сигнала, передаваемого на частоте f

на выходе интегратора 28

с 5 S(t) S,,(t)dt ia,boi(t).

.pi

cos

Гг

с I

а выходе интегратора 30 т

S(t)

On-j

(t)dt

,Sln

+ X

(13)

2aobj,i(t) X (1А)

В соотношениях (13) и (14) х и XJ - отсчеты шума. С помощью перемножителей 15 и 16 и сумматора 17 формируется отсчет, величина которого

равна

Z YeXc-t-Y.x

1

50

S 5

(obo)fx,,(t)x

ij(t) cos |,. cos y + sin -sin ji + + (1/2 ,)p |u. i(t)cos( y,- |P + x ,(15)

где i(t) i i(t)- i2(t),

Поскольку разнос между частотами 5 f и f В1,1бирается меньшим интервала частотной корреляции канала с время- селективными замираниями (|f .-fj| (выражение (3)), то передаваемые сигналы на разл1гчных частотах

f, и L в процессе распространения

, получают одно и то же приращение фазы,

т.е. /1 3 f и изменения по времени (t) практически нет, так как длительность сигнала меньше интервала времен ной корреляции канала (Тс кор т.е. на выходе сумматора 17 в моменты

времени счеты

кратные Т, появляются от- ю

HI

(1/2а, (16)

Z (l/P.aflbo) i(t) |t ,Uj+ X

bjV..

полярность (знак) которых (с точностью до шума) соответствует передаваемой информации. Регенератор 18 при этом работает по алгоритму

1, если Z 0;

(17)

-I, если Z ; О,

и формирует видеосигнал, представляющий собой принимаемую дискретную ий- 25 формацию (фиг.2е). Выход регенератора 18 является выходом устройствач

Ф

ормула изобретения

Устройство для передачи и приема дискретных сигналов с фазовой манипуляцией, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные преобразователь кода, блок задержки.

тор и четвертый перемножитель, вых которог о соеди11ен с вторым входом сумматора, пятый перемножитель, вы которого через третий интегратор с единен с вторым входом четвертого перемножителя, щестой перемиожител выход которого через четвертый ин гратор соединен с вторым входом вт го перемножителя, генератор опорны сигналов, первые входы первого, тр его, пятого и щестого перемножител и вход синхронизатора соединены с выходом приемника, выход первого фазовращателя соединен с вторым вх дом третьего перемножителя, выход второго фазовращателя соединен с вторым входом пятого перемножителя выход синхронизатора соединен с вт рыми входами первого, второго, тре его и четвертого интеграторов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивос за счет устранения обратной работы введены на передающей стороне два выделителя первой гармоники и дели частоты, причем выход генератора опорных сигналов через первый выде литель первой гармоники соединен с вторым входом первого фазового ман лятора, а через последовательно со единенные делитель частоты и второ выделитель первой гармоники соедии с вторым входом второго фазового м

30

первый фазовый манипулятор, сумматор -jg У Лятора, на приемной стороне и передатчик, выход преобразователя кода через второй фазовый манипулятор соединен с вторым входом сумматора, а также генератор опорного сигнала, на приемной стороне - приемник, последовательно соединенные первый перемножитель, первый интегратор, второй перемножитель, сумматор и регенератор, последовательно соединенные третий перемножитель, второй иитеградва вьщелителя первой гармоники и литель частоты, причем выход генер тора опорных сигналов через делите частоты и первый выделитель первой др гармоники соедииен с входом второг фазовращателя и вторым входом шестого перемножителя, а через вто рой выделитель первой гармоники с входом первого фазовращателя и вто входом первого перемножителя.

ю

15

25

189236

тор и четвертый перемножитель, выход которог о соеди11ен с вторым входом сумматора, пятый перемножитель, выход которого через третий интегратор соединен с вторым входом четвертого перемножителя, щестой перемиожитель, выход которого через четвертый интегратор соединен с вторым входом второго перемножителя, генератор опорных сигналов, первые входы первого, третьего, пятого и щестого перемножителей и вход синхронизатора соединены с выходом приемника, выход первого фазовращателя соединен с вторым входом третьего перемножителя, выход второго фазовращателя соединен с вторым входом пятого перемножителя, выход синхронизатора соединен с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого интеграторов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости за счет устранения обратной работы, введены на передающей стороне два выделителя первой гармоники и делитель частоты, причем выход генератора опорных сигналов через первый выделитель первой гармоники соединен с вторым входом первого фазового манипулятора, а через последовательно соединенные делитель частоты и второй выделитель первой гармоники соедииен с вторым входом второго фазового ма-

20

30

У Лятора, на приемной стороне два вьщелителя первой гармоники и делитель частоты, причем выход генератора опорных сигналов через делитель частоты и первый выделитель первой гармоники соедииен с входом второго фазовращателя и вторым входом шестого перемножителя, а через второй выделитель первой гармоники с входом первого фазовращателя и вторым входом первого перемножителя.

Wj Н

Изобретение относится к радиотех нике. Цель изобретения повышение помехоустойчивости зя счет устранения обратной работы. Устр-во содерлит на передающей стороне преобразователь 1 кода, фазовые манипуляторы 4 и 2, блок 3 задержки, сумматор 5, передатчик 6, г-р 7 опорных сигналов, на приемной стороне - приемник 11, синхронизатор 12, перемножители 13, 15,25,16,27 и 29,.интеграторы 14, 26,28 и 30, сумматор 17, регенератор 18, фазовращатели 19 и 20, 21 опорных сигналов. Для достижения цели в устройство на передающей стороне введены два вьще;тителя первой 8 и 10 гармоники и делитель 9 частоты и на приемной стороне - два выделителя 24 и 22 первой гармоники и делитель 23 частоты. Формирование колебаний на двух различных частотах позволяет обеспечить равенство их начальных фаз нулю и исключить самопроизвольное изменение фазы одног О колебания отнот- сительно другого. 2 ил. сл

-f

4- ur ocs

M

«