Устройство для оптимального приема сигналов с угловой манипуляцией Советский патент 1989 года по МПК H04L27/14 H04L27/22 

сл ю сл

( СО О5

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиоприемных устройствах для приема сигналов с частотной и фазовой манипуляцией.

Цель изобретения - повышение вероятности приема.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного уст ройства; на фиг. 2 - схема опорного генератора.

Устройство содержит дифференциатор 1, опорный генератор 2, вычита- тель 3, второй перемножитель , первы перемножитель 5, первый интегратор 6, делитель 7, генератор 8 пилообразного напряжения, второй и третий интеграторы 9, 10, пороговый блок 11.

Опорный генератор 2 состоит из пер вого интегратора 12, инвертора 13, второго перемножителя И, делителя 15 второго интегратора 1б, сумматора 17, первого перемножителя 18 и квадратора 19.

Устройство работает следующим образом.

Модель принимаемого сигнала можно записать

y(t) (t)(t), (1) где - полная фаза колебания,

несущая информацию; n(t) - шум с нормальным распределением, нулевым средним и дисперсией (j .

После дифференциатора 1 принятый сигнал имеет вид

y(t) P(t)(t)+fi(t). (2)

Выражение (2) относительно It) есть линейное уравнение, для решения которого можно применить метод стохастической аппроксимации.

Для этого необходимо иметь копию принимаемого сигнала:

f(t)4(t)cos(t), (3) л л - -

гдeф(t) и РСе) - оценка производной полной фазы и оценка полной фазы соответственно.

Сигнал, соответствующий выражению (3), формируется опорным генератором и перемножителем . Согласно методу стохастической аппроксимации можно записать

$,„„.р,,з,.ш1. „,

где |J(t) - некоторая детерминированная функция, которая должна быть убывающей, обеспечивать несмещенность оценок, удовлетворять условию суммарного подавления помех и локальной устойчивости.

Такой функцией является

1

(5)

где , t - время анализа;

,9(t)J - функционал, выбранный

в качестве критерия минимума среднеквадратичной ошибки;

,P(t) (t)-f(t)1|29t. (6) Тогда, подставляя (6) и (Ь) в (5), получим

л

.

-2t;Mt)JTy)-() 3t,(7)

или

л

t«

(8)

Ф(ь)(с)- 9(t)cos(t(t)cos(p(t)3t.

Осуществляя интегрирование выражения (8), получим оценку полной фазы

л г М ,Г

(P(t) jdtj j y(t)- о о t) 0(t)(t) l, (t)cjt2. (9)

Опорный генератор построен так, что для его работы необходимы оценки второй и первой производных полной фазы. Модель опорного сигнала можно записать:

fo(t)cos(p(t) , (10) Тогда первая производная имеет вид:

fo, (t)-9(t)sin(p(t) , (11) вторая производная запишется for(t)(t)sin(p(t) )(t)

l{l} for(t)4(t)f,,(t),

u;(,2)

Из выражения (12) видно, что опорный генератор 2 формируется двумя интеграторами 12 и 16, двумя перемножителями I и 18, сумматором 17, инвертором 13, делителем 15 и квадратором 19.

Таким образом, вычитатель 3 формирует сигнал, соответствующий разности

y(t)-(t)(t) , (13)

Перемножитель 5 формирует произведение у(с)-Ф(с)со5(р(с)(1) . (14)

Интегратор 6, делитель 7 и генератор 8 пилообразного напряжения формируют сигнал оценки второй производной, то есть выражение (8). Интеграторы 9 и 10 , формируют непосредственно оценку полной фазы в соответствии с вь|ражением (9), при этом оценки P(t) H(t) подаются на делитель 15, где формируется

сигнал о

Ф(t)(t),

(15)

который перемножается перемножителем 14 с первой производной опорного сигнала

(t).

(16)

Кроме того, сигнал оценкиФ (t) поступает на квадратор 19 для формирования сигнала ф2(t), который перемножается с выходным сигналом опорного генератора .

Сумматор 17 суммирует сигналы (1б)

1, Устройство для оптимального приема сигналов с угловой манипуляцией, 20 содержащее дифференциатор, опорный генератор, делитель и последовательно соединенные первые перемножитель и интегратор, отличающееся тем, что, с целью повышения вероятноси (17), а на выходе инвертора 13 бу- ти приема, введены вычитатель, второй дет сформирован сигнал, соответствую- перемножитель, последовательно соеди- щий второй производной (12). Для обес- енные второй и третий интеграторы, печения начальных условий возникнове- пороговый блок и генератор пилообраз- ния колебаний (т.е. начальной фазы ° ° « пряжения, причем вход дифферен- колебаний) интегратор 12 имеет началь- ОР является входом устройства,

а выход через вычитатель соединен с первым входом первого перемножителя, второй вход которого и первый вход

второго перемножителя соединены с выные условия, равные нулю, а интегратор 1б - начальные условия, равные (17). Подстройка частоты опорного генератора 2 осуществляется как по текущему значению частоты (первая про-35 опорного генератора, первый изводная полной фазы равна частоте), вход которого и второй вход второго так и по производной текущего значения частоты (при этом будет учитываться текущая фаза принимаемого сигнала).

Таким образом, предлагаемый приемник может принимать как фазоманиперемножителя соединены с выходом второго интегратора, вход которого и второй вход опорного генератора соедине- Q ны с выходом делителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого интегратора и генератора пилообразного напряжения,

пулированные, так и частотно-манипули- рованные сигналы.

Устройство начинает работать с началом формирования пилообразного напряжения генератором 8. За время длительности пилообразного напряжения t полученная оценка стремится к значению полной фазы и с каждым новым циклом е„ будет иметь все меньшую и меньшую ошибку. После каждого цикла t интегратор 6 обнуляется.

Предлагаемое устройство не требует синхронизации с принимаемым сигналом.

перемножителя соединены с выходом второго интегратора, вход которого и второй вход опорного генератора соедине- Q ны с выходом делителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого интегратора и генератора пилообразного напряжения,

причем выход порогового блока явля45 ется выходом устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что опорный генератор состоит из последовательно соединенных первого и второго инте50 граторов, первого перемножителя, сумматора и инвертора, а также второго перемножителя, делителя и квадратора, причем выход первого интегратора соединен с первым входом второтак как фаза опорного колебания в те- 55 о перемножителя, выход и второй вход чение каждого цикла t будет подст-. раиваться под полученную оценку, при этом ошибка будет минимальной. При этом опорный генератор 2 и генератор 8

которого соответственно соединены с вторым входом сумматора, и выходом , делителя, первый вход которого соединен с входом квадратора и является

,

пилообразного напряжения могут быть синхронизированы.(это не представляет практической трудности) в зависимости от того, за какой интервал времени (период опорного колебания или несколько) необходимо получать оценку, при этом совсем не обязательно, чтобы начало информационного импульса и его

0 окончание совпадали с началом пилообразного напряжения.

Пороговый блок 11 осуществляет сравнение оценки полной фазы с пороговым значением.

5

Формула изобретения

1, Устройство для оптимального приема сигналов с угловой манипуляцией, 0 содержащее дифференциатор, опорный генератор, делитель и последовательно соединенные первые перемножитель и интегратор, отличающееся тем, что, с целью повышения вероятносвторого перемножителя соединены с вы ° ° опорного генератора, первый вход которого и второй вход второго

35 опорного генератора, первый вход которого и второй вход второго

перемножителя соединены с выходом второго интегратора, вход которого и второй вход опорного генератора соедине- Q ны с выходом делителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого интегратора и генератора пилообразного напряжения,

причем выход порогового блока явля45 ется выходом устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что опорный генератор состоит из последовательно соединенных первого и второго инте50 граторов, первого перемножителя, сумматора и инвертора, а также второго перемножителя, делителя и квадратора, причем выход первого интегратора соединен с первым входом второ о перемножителя, выход и второй вход

которого соответственно соединены с вторым входом сумматора, и выходом , делителя, первый вход которого соединен с входом квадратора и является

первым входом опорного генератора, вторым входом которого является второй вход делителя, выход инвертора соединен с входом первого интегратора, второй вход первого перемножителя - с выходом квадратора, а выход второго интегратора является выходом опорного генератора.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение вероятности приема. Устройство содержит дифференциатор 1, опорный г-р 2, вычитатель 3, перемножители 4 и 5, интеграторы 6, 9 и 10, делитель 7, г-р 8 пилообразного напряжения и пороговый блок 11. Принятый сигнал после преобразования в дифференциаторе 1 поступает на вычитатель 3. Здесь из него вычитается сигнал, сформированный с помощью г-ра 2 и перемножителя 4. Полученная разность поступает в перемножитель 5, где перемножается с сигналом г-ра 2. Далее из полученного сигнала с помощью интегратора 6, делителя 7 и г-ра 8 формируется сигнал оценки второй производной. Затем интеграторы 9 и 10 из него формируют непосредственно оценку полной фазы, которая сравнивается с пороговым значением в пороговом блоке 11. Устройство по п.2 ф-лы отличается выполнением г-ра 2, дана его схема. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.