Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов Советский патент 1989 года по МПК H04L27/233 

1

(21)4346032/24-09

(22)06.10.87

(46) 15.10.89. Бюл. № 38 (72) В.Н. Богатьфев, Т.В, и Д.Д. Шинкаренко (53) 621.394.62(088.8)

Попова

(56) Авторское свидетельство СССР № 1113900, кп. Н 04 L 27/22, 1983.

(54) УСТРОЙСТВО ДЕМОДУЛЯЦИИ ФАЗОМАНИ- ПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ (5/) Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в линиях цифровой радиосвязи. Цель изобретеНИН - повьппение достоверности путем более полного использования энергии сигнала. В устр-во для достижения цели введены ключ 11, вычитатель 12, полосовые фильтры 13 и 16, квадратичные детекторы 14 и 17, интеграторы 15 и 18 и компаратор 19. В предложенном устр-ве во временных интервалах отсутствия сосредоточенных помех на входе происходит отключение выхода вьгчитателя 2 от второго входа вычита- теля 1 с помощью ключа 11. Указанное отключение обеспечивает повышение достоверности принимаемой цифровой информации. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в линиях цифровой радиосвязи. Цель изобретения - повышение достоверности путем более полного использования энергии сигнала. В устройство для достижения цели введены ключ 11, вычитатель 12, полосовые фильтры 13, 16, квадратичные детекторы 14, 17, интеграторы 15, 18 и компаратор 19. В предложенном устройстве во временных интервалах отсутствия сосредоточенных помех на входе происходит отключение выхода вычитателя 2 от второго входа вычитателя 1 с помощью ключа 11. Указанное отключение обеспечивает повышение достоверности принимаемой цифровой информации. 1 ил.

Bxoff

вмхо9

с S5

W

СП

ел

со 00

Изобретение относится к радиотех- ьсике и может быть использовано в линиях цифровой радиосвязи.

Цель изобретения - повышение достоверности путем более полного использования энергии сигнала.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство демодуля1у1и фазомани- пулированных сигналов содержит первый 1 и второй 2 вычитатели, первый перемножитель 3, первый интегратор 4, решающий блок 5, второй перемножитель 6, блок 7 формирования опорного напряжения, фазовращатель 8, нелинейный элемент 9, третий перемножитель 10, ключ 11,третий вычитатель 12, первый полосовой фильтр 13, первый квадратичный детектор 14, второй интегратор 15, второй полосовой фильтр 16, второй квадратичньй детектор 17, третий интегратор 18 и компаратор 19.

Устройство демодуляции фазоманипу- лированных сигналов работает следующим образом.

Пусть на входе устройства действует аддитивная смесь полезного сит на- ла Sj.(t) сосредоточенной по спектру помехи S|-,(t) и белого гауссова uiVMn (БГШ) n(t):

Y(t)Sc(t)+S(t)+n(t)AcCos Uet ,t + (-0 . -V

)+n(t), (1)

двоичный информационный параметр;

соответственно амплитуда, круг овая частота и начальная фаза сигнала;

соответственно амплитуда, круг-свая частота и фаза помехи, в общем случае случайные;

БГШ с известными характеристиками (t)J О,

(с).п (с )|(t-t);

NQ - спектральная плотность;

дельта-функция Дирака. гнал Y(t) поступает на ы первого, второго и треателей 1, 2 и 12. При на

личин мешающей помехи S(t) ключ 11 замкнут и на второй вход первог о вы- читателя 1 поступает сформированная оценка помехи S(t). В первом вычи- тателе 1 происходит компенсация помехи :

Y (t)Y(t)-S(t)S,(t)+So(t)+n(t)-S(t)S(t)+bS(t)+n(t),(2)

где &Sri(t)

S(t)-S(c) - остаток нескомпенсированной помехи, который обусловлен неидеальностью формирования оценки помехи S(t) вследствие наличия шумов помехово- го тракта.

В первом перемножителе 3 происходит вьиеление напряжения, пропор1що- нального фазе сигнала, несуш,ей информацию, путем перемножения входного сигнала Yp (с) с опорным колебанием

с-

е.,

Ft YB/ где So(t)

(3)

30

„ (t:)ch( dc) - опорное колебание, -1-1

полученное путем

снятия манипуляции с входного сигнала.

После интегрирования в первом интеграторе 4 аналоговое напряжение посту- пает на решающий блок 5, принимающий решение о передаваемом информационном

(4)

символе по правилу: т

г signCJF dt) , т.е.

.

Для обеспечения более глубокой ком- пенсагщи помехи в первом вычитателе 1

д5 на выходе третьего перемножителя 10 формируется оценка сигнала:

Т

S,(t)S,(t)th(J ), (5)

которая компенсирует сигнал во втором вычитателе 2:

YB (t)S(c)Y(t)-Sc(c)Sc(c) +

+ S(t)+n(c)-S,(t) S(t)-йЗс(с) + n(t).

(6)

1-деДЬ.(с) - остаток нескомпенсированного сигнала.

С вькоца второго вычитателя 2 сформированная оценка помехи поступает на ключ 11, управляем1)й сигналом выхода компаратора 19. Вновь вне денные элементы обеспечивают идентификацию наличия помехи S(t) на входе устройства и необходимое для ее подавления подключение помехового тракта к первому вычитателю 1 сиг- нального тракта. Идентификация наличия помехи производится последовательно включенными вторым полосовым фильтром 16, вторым квадратичным детектором 17, третьим интегратором 18 и компаратором 19, вырабатывающим сигнал управления ключом 11. Подключенный к выходу второго вычитателя 2 второй полосовой фильтр 16, а также второй квадратичный детектор 17 и

третий интегратор 18 реализуют оптимальный энергетический обнаружитель. При наличии во входной смеси Y(t) сосредоточенной помехи S,(t) на выходе второго вычитателя 2 формируется

Л

оценка ее S(t), которая обеспечивает на выходе третьего интегратора 18 (после соответствующей фильтрации во втором полосовом фильтре 16 и квадратичного амплитудного детектирова- НИН во втором квадратичном детекторе 17) напряжение превышающее пороговое напряжение компаратора 19:

UK

+ IUk I 0В, если : фЪ, если 6 Unop

г де

|U,(| - модуль выходного напряжения компаратора 19; напряжение на выходе третьего интегратора 18; UnoD пороговое напряжение, вырабатываемое схемой формирования порога.

Схема формирования порогового напряжения, состоящая из третьег о вычитателя 12, первог о полосового фильтра 13, первог о квадратичного детектора 14 и второго интегратора 15, обеспечивает формирование напряжения порога , подаваемого на второй вход компаратора 19. При этом при наличии во входной смеси сигнала и помехи на выходе третьего вычитателя 12 формируется оценка шума;

YB (c)Y(t)-Sc(t)-S(t)S,(t) -83

-t-S(c)4-n(t)-S(c)-Sjt)

bSp+uS - - n(t).

(В)

Первый полосовой фильтр 13, первый квадратичный детектор 14 и второй интегратор 15 реализуют энергетический обнаружитель, аналогичный первому. Таким образом, на выходе второго интегратора 15 формируется напряжение порога, обеспечивающее адаптивное подключение выхода тракта помехи к второму входу первого вычитателя 1 в зависимости от наличия или отсутствия помехи на входе устройства. Если на входе устройства отсутствует сосредоточенная помеха 5„(с), то на выходе второго вычитателя 2 будет только флюктуационный шум и остаток нескомпенсированного сигнала:

Y8(t)Y(c)-S,(t)S(t)+n(t)- -Sjt)USc(t)+n(t).

(9)

30

25

35

40

45

50

55

При достаточно большом отношении сигнал/шум (ЬЮ), что имеет место в реальных радиолиниях. Сформированная оценка сиг нала Sj (t) имеет мало отличий от самого сигнала Sj(t), тогда в этом случаеДЗс /J , з на выходе второго вычитателя 2 присутствует в основном БГШ:

Yg(t)Y(t)-Sc(t)Sc(t)+n(c)-S(c)n(c).(ТО)

В прототипе выход вычитателя 2 постоянно подключен к второму входу первого вычитателя 1. Исходя из свойств дельтакоррелированности БГШ на выходе первого вычитателя 1 в этом случае будет удвоенное значение мощности

Y (t)Y(t)-YB(t)Sp(t)-bn(c)-A(t) Sc+2(c), (11)

что приводит к снижению отношения сигнал/шум на входе первого перемножителя примерно на 3 дБ. Указанное снижение отношения сигнал/щум приводит к необходимости иметь соответствующий запас энергетики в линии для обеспечения заданного качества демодуляции сигнала. В предлагаемом устройстве

во временньсх интервалах отсутствия II

сосредоточенных помех на входе происходит отключение выхода второго вычитателя 2 от второго входа первого вычитателя 1 с помощью ключа 11. Указанное отключение обеспечивает повышение достоверности принимаемой цифровой информации.

формула изобретения

Устройство демодуляций фазоманипу- лированных сигналов, содержащее последовательно соединенные первый вы- читатель, первый вход которого подключен к первому входу второго вычи- тателя, первый перемножитель и первый интегратор, вькод которого подключен к входу решающего блока, выход которого является выходом устройства, и к входу нелинейного элемента, вы- ход которого соединен С вторым входом второго перемножителя, к первому входу которого подключен выход первого вычитателя, и с вторым входом третьего перемножителя, выход которого подключен к второму входу второго вычитателя, первый вход которого является входом устройства, блок формирования опорного напряжения и фазовращатель, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности путем более полного использования энергии сигнала, в него введены последовательно соединенные третий вычитатель, к первому входу которого подключен первый вход первого вычитателя, первый полосовой фильтр, первый квадратичный детектор, второй интегратор, компаратор и ключj сигнальный вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго вычитателя и с вторым входом первого вычитателя, и последовательно соединенные второй полосовой фильтр, к входу которого подключен выход второго вычитателя, второй квад ратичньш детектор и третий интегратор выход которого подклк1чен к опорному входу компаратора, при этом чыход второго перемножителя через блок формирования опорного напряжения соединен с входом фазовращателя и с первым входом третьего перемножителя, выход которого подключен к третьему входу третьего вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго вычитателя.