Приемник сигналов трехкратной фазовой манипуляции Советский патент 1989 года по МПК H04L27/22 

--f Шнф. выхоЗы

(П

Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - обеспечение приема сигналов четырехпозиционной манипуляции со сдвигом. Приемник содержит фазовые детекторы 1-6, логический блок 7, дешифратор 8, опорный г-р 9, фазовращатели 10, фильтр 11, сумматор 12, перемножители 13 и 14, ждущие мультивибраторы 15-22 и 28-30, инвертор 23, эл-ты И 24-27, обнаружитель 31 информационного сигнала и эл-т ИЛИ 32. Цель достигается за счет автоматического однозначного определения позиционности принимаемого фазоманипулированного сигнала. 1 ил., 3 табл.

4

СО со ел ю ьо

3149

Изобретение относится к технике электросвязи, может использоваться в системах радиосвязи, радиотелеметрии и передачи данных и являетс я усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1283995.

Цель изобретения - прием сигналов четырехпозиционной манипуляции со сдвигом.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного приемника.

Приемник содержит шесть фазовых детекторов 1-6, логический блок 7, дешифратор 8, опорный генератор 9, фазовращатели 10, фильтр 11, сумматор 12, перемножители 13 и 14, первый - восьмой ждущие мультивибраторы 15-22, инвертор 23, четвертьй 24, третий 23, первый 26 и второй 27 элементы И, девятый 28, десятый 29 и одиннадцатый 30 ждущие мультивибраторы, обнаружитель 31 информационного сигнала и элемент ИЛИ 32.

Приемник работает следующим образом.

На вход приемника поступает фазо- манипулИРованный (ФМн) сигнал вида

1

A,(t) (cOt+ -I IT +Cfc),

где АЛ, 0} - амплитуда и несущая частота сигнала; Ц)с - случайная начальная фаза

принимаемого сигнала; i - случайный информационный параметр сигнала, которы в зависимости от вида

сигнала может принимать приведенные в табл. 1. значения.

Первоначально рассмотрим работу устройства без учета особенности сиг- .налов 4-ФМн со сдвигом, которая зак- лючается в отсутствии скачков фазы на 180° .

На вторые входы фазовых детекторов 1-6 с выхода опорного генератора 9 поступают колебания через фазовращатель 10 вида

U,(,cos(wt + -|- +Cfr );

i(t)(iut + -g-li+Cfr); U,(t)(ut - -g-IT+tf); U4(t)A(,cos(txit - -|- +(f)- (1)

U(t)( wt - -|- );

U (t)(a)t ) ,

где tf - начальная фаза опорных колебаний. На выходах фазовьк детекторов 1-6

формируются напряжения

Aok /i-1 7 .... ч .

г, . . ,. АоК xl-I , ., ч

Zg -|- COS ( +АЧ ),

гдеь(4 с -tfrJ

k - коэффициент передачи фазового детектора.

На выходах фазовых детекторов 1-4.образуются восемь различных комбинаций сигналов в зависимости от того, какое значение имеет информационный параметр сигнала. Поступая на входы логического блока 7, данные комбинации преобразуются в сигнал на одном из его выходов, который является информационным.

С выхода логического блока 7 информационный сигнал поступает на дешифратор 8. Последний представляет собой цифроаналоговый преобразователь, которьш формирует на своих выходах сигналы вида

S, cos (-T- i ); 3,; sin (-r- ti) .

С выходов фазового детектора 5 и дешифратора 8 на входы перемножителя 13 поступают сигналы Zj и S. На выходе перемножителя 13 при этом формируется сигнал

U,j -|Ь cos(i +|-Hulf)cos(Tr) .

Аналогично на выходе перемножителя 14 формируется сигнал

К. /1 I . « / i I cos(- 7+u4 )sin(--- n ).

После суммирования сигналов Ujj и выходе сумматора 12 образуется сигнал

U,,, зхпйЦ).

(3)

Напряжение , поступая через фильтр 11 на опорный генератор 9, подстраивает фазу опорных колебаний на величину Ц) , обеспечивая когерентность колебаний опорного генератора 9.

Из выражения (3) видно, что уп- равляющее напряжение на вькоде сумматора 12 пропорционально фазовому сдвигу между частотами сигнала и генератора и не зависит от информационного параметра i. Поэтому цепочка формирования когерентного колебания оказывается инвариантной к позиционности ФМн сигналов. Кроме того, , структура дешифратора 8 также не зависит от параметра i, так как рас- считана на все возможные его комбинации.

Таким образом, предлагаемый приемник является инвариантным в отношении сигналов вида 2-, 4-, 8-ФМн.

Рассмотрим алгоритмы автоматического определения позиционности ФМн сигнала.

В режиме синхронизма &Lf О, поэтому, пользуясь выражением (2), с учетом логики работы блока 7 можно составить табл. 2.

Из сравнения данных табл. 1 и 2 видно, что при поступлении на вход приемника сигнала 8-ФМн появление 1 возможно на всех выходах блока 7, в случае сигнала 4-ФМн 1 образуются на соответствующих четырех выходах блока 7, при 2-ФМн сигнале 1 появляются на соответствующих двух выхо- дах блока 7.

Сигналы с выходов логического блока 7 через соответствующие ждущие мультивибраторы 15-22 поступают на входы обнаружителя 31. При поступ- ленки на вход соответствующего мультивибратора 1 5 1 напряжение на его выходе остается неизменным в течение .времени t (50...100)Т, где Т - длительность элементарной посылки сиг- нала. Это позволяет одновременно наблюдать на каких именно выходах логи- ческого блока 7 появлялись 1.

Алгоритм работы обнаружителя 31 представлен в табл. 3.

Такой алгоритм обнаружителя 31 позволяет однозначно определять позиционность принимаемого ФМн сигнала.

Рассмотрим особенности работы приемника, связанные с алгоритмом выявления признака сигнала 4-ФМн со сдвигом.

В случае приема сигналов 4-ФМн со сдвигом описанный порядок работы устройства остается неизменным, так как сигнал со сдвигом, как и простой 4-ФМн сигнал, имеет четыре фазовые позиции. Отличие состоит лишь в том, что в сигнале со сдвигом не может быть скачков фазы на 180, а в сигнале без сдвига они обязательно имеют место. Это означает, что на выходах логического блока 7 в первом случае переходы 1 с одного выхода на другой не могут происходить в порядке, которьй определяется выражением.

Г

1-1

при 4

при п 4,

где ,8 - номер выхода, на котором наблюдалась 1 в данный момент времени,

п ±4 - номер выхода, на котором наблюдается 1 в следующий за скачком фазы момент времени. Во втором случае такие переходы обязательно наблюдаются.

Допустим, что на вход приемника поступил сигнал 4-ФМн, а параметр i в данный момент имеет значение, соответствующее уровню логической 1 на первом выходе блока 7. Кроме того, на втором выходе обнаружителя 31 установилась 1, означающая, что принимаемый сигнал является четырех- позиционным. Уровень логической 1 с выхода блока 7 подается на вход ждущего мультивибратора 28, который запускается по заднему фронту вход

ного импульса. Так как 1 присутствует на первом выходе блока 7, то на пятом его выходе наблюдается О. Пусть произошел скачок фазы сигнала на 180°. При этом уровень логической 1 появляется на пятом выходе блока 7, а на первом его выходе устанавливается О. В момент скачка фазы осуществляется запуск ждущего мультивибратора 28, на выходе которого формируется импульс с уровнем логической 1 длительностью t (0,25...0,5)Т. Эта 1 поступает на первый вход элемента И 19, на второй вход которого подается 1 с пятого выхода блока 7. В результате

7 1

; на выходе элемента И.26 появляется , которая через элемент ИЛИ 32 запускает ждущий мультивибратор 30, на выходе которого формируется уровень логической 1, остающийся неизменным в течерие времени t (50... ЮО). Этот уровень поступает на первый вход элемента И 25 и через инвертор 23 на первый вход элемента И 24. На вторых входах элементов И 24 и 25 присутствуют 1, поступающие с второго выхода обнаружителя 31 При этом на выходе элемента И 25 наблюдается 1, а на выходе элемента И 24 . Это означает, что принимаемый 4-ФМн сигнал является сигналом без сдвига, так как он имеет скачки фазы на 180. Для рассматриваемого исходного состояния на входах ждущего мультивибратора 29 и элемента И 27 всегда наблюдаются О и эти элементы не участвуют в работе.

Если в момент скачка фазы сигна;- ла не наблюдается перехода 1 с первого на пятый выходы блока 7, то на втором входе элемента И 26 1 не появляются. Поэтому уровни напряжений на выходах элементов И 26 и ИЛИ 32 и ждущего мультивибратора 30 соответствуют логическому О. Тогда на второй вход элемента И 25 поступает О, а на второй вход элемента И 24 с выхода инвертора 23 - 1. При этом на выходе элемента И 24 устанавливается 1, а на выходе элемента И 25 - О. Это означает, ; что входной сигнал не имеет скачков

фазы на 180 .

Дня исходного состояния С 1 на втором выходе блока 7 алгоритм обнаружения скачков фазы на 180 аналогичен описанному, только в работе .участвуют идущий мультивибратор 29 и элемент И 27, а на входах ждущего мультивибратора 28 и элемента И 26 всегда наблюдаются О.

Следовательно, если 1 устанавливается на выходе элемента И 25, то принимается сигнал без сдвига, а если 1 устанавливается

8

на выходе элемента И 24, то принимаемый 4-ФМн сигнал является сигналом со сдвигом.

Формула изобретения

0

5

0

5

5

0

Приемник сигналов трехкратной фазовой манипуляции по авт.св. № 1283995, отличающийся тем, что, с целью приема сигналов че- тырехпозиционной манипуляции со сдвигом, введены девятый, десятый, одиннадцатый ждущие мультивибраторы, четыре элемента И, элемент ИЛИ и инвертор, причем первьй выход логического блока через девятый ждущий мультивибратор соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с пятым выходом логического блока, второй выход которого через десятый ждущий мультивибратор соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с шестым выходом логического блока, выходы первого и второго элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого через одиннадцатый ждущий мультивибратор соединен с входом инвертора и первым входом третьего элемента И, выход инвертора соединен с первым входом четвертого элемента И, .второй вход которого и второй вход третьего элемента И соединены с одним из вьтходов обнаружителя информационного сигнала, выходы третьего и четвертого элементов И являются соответствующи11И выходами приемника.

Таблица 1

Вид

сигнала 8-ФМн

4-ФМн

2-ФМн

Таблица 2