Устройство для приема узкополосных телеграфных сигналов Советский патент 1990 года по МПК H04B7/08 

вь

31587651

Изобретение относится к радиосвя- зи и может быть использовано в аппа- ратуре приема дискретных сигналов. Цель изобретения - повышение по- j мехоустоЙ4Ивости.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства , на фиг. 2 - структурная электрическая схема блока вычисления Q весовых коэффициентов , на фиг. 3 структурная электрическая схема блока формирования опорного сигнала.

Устройство для приема узкополосных телеграфных сигналов содержит is первый и второй блоки 1 и 2 задержки, Sgbix; блок 3 цикловой синхронизации, кодопреобразователь l, стробирующий де- где Sg,x: шифратор 5, регистр 6, регенератор 7 информационных сигналов, первый 20 сумматор 8, первый и второй разностные блоки 9 и 10, инвертор 11, первый |И второй блоки 12 и 13 формирования опорного сигнала, ограничитель I t, детектор 15, фильтр 1б нижних частот, 25 а в каждом канале - пространственно разнесенную антенну 17 радиоприем- . ный блок 18, первый фазовращатель 19, первый и второй умножители 20 и 21, первый и второй блоки 22 и 23 вычис- -jQ ления весовых коэффициентов. Каждый блок вычисления весовых коэффициентов содержит первый накопитель 2k, первый, второй и третий смесители 25 - 27, первый, второй и третий ин- теграторы 28 - 30, первый, второй и третий ключи 31- 33, первый, второй- и третий коммутаторы 3 - 36, первый, второй и третий узлы 37 39 памяти, многоканальный ключ tO, второй, сумма- Q

тор itl . .

Каждый блок формирования опорного сигнала содержит третий сумматор k2, генератор 3 опорного колебания, второй фазовращатель, четвертый и пятый смесители 5 и it6, четвертый и пятый интеграторы 47 и А8, четвертый и пятый ключи Э и 50, второй и третий нaкoпиteли 51 и 52 и шестой и седьмой смесители 53 и 5.

Устройство работает следующим образом.

Принимаемая смесь сигнала и помехи с выхода каждого радиоприемного блока 18 i-ro канала разнесения на промежуточной частоте поступает на два умножителя 20 и 21 и два блока 22 и 23 вычисления весовых коэффициентов, но на умножитель 20 и блок

22 вычисле непосредст и блок 23 циентов че и/2, что о сигнала на Сигнал на 21 - есть несения, у ную величи W(t).

Для умн разнесения

Для ум несения в

Sgyxl

где Sg,,,;

6ЫХ

W;

Сумма сигнала, второй ум ла разнес произведе канала ра совой коэ

50

ьых

г

w;(t)

-ne S

Sgbix; где Sg,x:

22 вычисления весовых коэффициентов непосредственно, а на умножитель 21 и блок 23 вычис/1ения весовых коэффициентов через фазовращатель .19 на и/2, что обеспечивает разложение сигнала на квадратурные составляющие. Сигнал на выходе умножителя 20 или 21 - есть выходной сигнал канала разнесения, умноженный на действительную величину весового коэффициента W(t).

Для умножителя 20 i-ro канала разнесения выходной сигнал имеет вид

Sgbix; де Sg,x:

(t) (t)

Seb,x; (t) W;(t),

выходной сигнал умножителя 20 i-гб канала разнесенияJ (t) - выходной сигнал

i-ro канала разнесения (выходной . сигнал i-ro радиоприемного блока

18);

W;(t) - первый весовой

коэффициент i-ro канала разнесения. Для умножителя 25 i-ro канала разесения выходной сигнал имеет вид

Sgbix; где Sg,x:

Sgyxl t)

где Sg,,,;(t)

5в.ых; {t)w;(t)

6ЫХ

выходной сигнал умножителя 21 1-го канал разнесения , (t) - выходной сигнал i-ro

канала разнесения; W; (t) - второй весовой коэффициент i-ro канала разнесения.

Сумма квадратурных составляющих сигнала, прошедших через первый и второй умножители 20 и 21 i-ro канала разнесения, представляют собой произведение выходного сигнала i-ro канала разнесения на комплексный весовой коэффициент W;(t)

ьых

г;

.(t) SB,,; (t) Wi(t)

w;(t) w;(t)

S (t)

суммарный выходной сигнал первого и второго умножителей 20 и 21 i-ro канала разнесения J

51587651.

комплексный весовой коэффициент i-ro канала разнесения;

модуль комплексного весового коэффициента 1-го канала разнесения;

аргумент комплексного весового коэффици ента i-TO канала раз несения.

5 ф

10 с

w,(t) 4wfa) + Wi(t);

V,U, .a.«s|f{tb.

Сигнал на выходе общего сумматора 8 представляет собой сумму взвешенных сигналов N каналов разнесени

N

Sg(t:) Z:Seb,x;(t)-W;(t), - .

где N - число каналов разнесения, i - индекс канала разнесения. - ebiVg t) - выходной сигнал общего

сумматора 8,

Выходной сигнал общего сумматора S BDix gXt) ограничивается по амплитуде, детектируется, фильтруется и поступает на вход регенератора 7 информационных символов.

На выходе регенератора 7 информационных символов имеется сигнал в виде оценки телеграфных посылок. Выходной сигнал регенератора 7 информационных символов записывается в регистр 6 последовательного сдвига, число разрядов которого равно числу символов в одном знаке передаваемой информации. Таким образом в определенный момент времени в регистр 6 будет полностью записан один знак, сформированный из оценок телеграфных посылок. Записанный в регистре 6 знак дешифрируется кодопреобразователем Ц и определяется его принадлежность к разрешенным либо запре-. щенным знакам. Однако сигналы oi (t) и ) с выходов первого и второго блоков 12 и 13 формирования опорного сигнала поступают на входы разностных блоков 9 и 10, на вычитаемые входы которых подан выходной сигнал общего сумматора 8.

На выходе разностного блока 9 формируется первый сигнал ошибки

8, (t) ci, (t) - S(t).

На выходе разностного блока 10 5 формируется второй сигнал ошибки

e(t) ) - Sg(t).

На выходе инвертора выходного 10 сигнала получаем сигнал отрицательной обратной связи б з(), равный

EjCtyx - Sg(t).

15 Первый сигнал ошибки,8, (t) поступает на вторые входы 2N смесителей 25 блоков 21 и 22 вычисления весового коэффициента.

Второй сигнал ошибки (.t) пос- 20 тупает на вторые входы 2N смесителей 26 блоков 21 и 22 вычисления весового коэффициента. . Сигнал отрицательной обратной

связи з поступает на вторые 25 входы 2N смесителей 27 блоков 21 и 22 вычисления весового коэффициента. Формирование весового коэффициента и вычисление поправки его текущего значения осуществляются следующим 30 образом.

Сигнал, поступаю1ций на первые входы первого, второго и третьего смесителей 25 - 27 блока 21(22) вычисления весового коэффициента, пе- 35 ремножается соответственно с сигналами g,(t), ), 6(t). Выходное напряжение смесителей 25 27 накапливается соответственно на первой, втором и третьем интеграторах 40 28 - 30. Результат накопления UW пропорционален текущему значению функции взаимной корреляции между выходным сигналом ветви разнесения и одним из сигналов ошибки 6, (t), 45 6i.(t) или сигналом отрицательной обратной связи j(t).

Интервал времени накопления равен длительности одной посылки.

На выходе первого интегратора 28 50 первого блока 21 вычисления весового коэффициента i-ro канала разнесения сигнал равен

AW,;(t) ,(t).SB,,,.(t)dt.

Q

На выходе второго интегратора 29 первого блока 22 вычисления весового коэффициента i-ro канала разнесения

I

) (t) . (t)dtl.знака. Для хранения велимин ди, , д 17

f JА Т Г«-.-,.. - ..(. 1..

u Wj В каждом блоке 22 или 23 вычис- ления весового коэффициента и.меются три узла 37 - 39 памяти, число элементов памяти в каждом из которых равно разрядности используемых знаков (числу символов в знаке) (К).

{ На выходе третьего интегратора 130 первого блока 22 вычисления ве- :сового коэффициента i-ro канала раз- I несения

{ UW,;(t) 6,(t)-Sg,;(t)dt.

оI Эти величины (t), UW2;(t;), (t) можно рассматривать как поправки текущего значения весового коэффициента, вычисленные на интервале одной посылки (для каждого символа ),

Первая поправка при условии передачи с частотой ,, вторая - сигнала с частотой fj,, а третья - при отсутствии полезного сигнала в эфире и присутствии только помехи.

Уже на данном этапе возможна корректировка текущего значения весово- I го коэффициента одной из вычисленных вели-чин Л W,; (t), UW,i;(t), (t)Ho таккак вероятность ошибки при детектировании символа велика, как следствие, высока вероятность корректировки текущего значения весового коэффициента ошибочно выбранной величиной,

Уменьлиить вероятность ошибки при вычислении поправки текущего значения весового коэффициента можно путе дополнительной знаковой фильтрации. Для этого необходимо вычислить поправку текущего значения весового коэффициента после декодирования те- Kyuiero значения весового коэффициента после детектирования принятого знака. Если знак классифицирован как разрешенный, поправку текущего значения весового коэфф 1циента в-ычисля- ют на основании величий W, вычисленных с использованием каждого из опорных сигналов и для каждого символа принятого знака.

Если знак классифицирован как запрещенный, можно считать, что помеха сильнее полезного сигнала. В этом случае текущее значение весового коэффициента корректируется поправкой, вычисленной с использованием сигнала .отрицательной обратной связи

Исходными данными для вычисления знаковой поправки текущего значения весового коэффициента являются при- ращения u,VJ,; , , AW,; , вычисленные для каждого символа принятого

знака. Для хранения велимин ди, , д 17

А Т Г«-.-,.. - ..(. 1..

0

0

0

5

0

u Wj В каждом блоке 22 или 23 вычис- ления весового коэффициента и.меются три узла 37 - 39 памяти, число элементов памяти в каждом из которых равно разрядности используемых знаков (числу символов в знаке) (К).

Процесс заполнения каждого узла 37 39 памяти следующий. Напряжение, полученное на выходе интеграторов 28-30 при кратковременном замыкании ключей 31 - 33, которое происходит по окончании посылки, по сигналу тактовой синхронизации поступает через коммутаторы З - 36 на вход одного из узлов 37 39 памяти,и запоминается. Этот же сигнал тактовой синхронизации, использованный для замыкания ключей .31 - 33 и задержанный на время Дс ( Д - время, необходимое для замыкания ключа), запоминания величины в элементе накопления и размыкания ключей 31 - 33 в первом узле 5 37 задержки, поступает на первый тактовый вход коммутатора З , который переключает свой сигнальный вход на следующий сигнальный выход, подключенный к следующему узлу 38 памяти.

Таким образом, по задержанному сигналу тактовой синхронизации сигнальный вход коммутатора 37 последовательно подключается к входам узла 37 памяти.

t

При этом в узле 37 памяти записываются значения, вычисленные для последовательно принятых символов знака.

При правильно установившейся синхронизации (тактовой и цикловой) в узлах 37 памяти должны быть записаны

величины AW,; , ДУ

2(

йV

31

вычисленные для первого символа принимаемого знака, во втором - для второго и т.д. Выходы всех узлов 37 - 39

5 памяти через многоканальный ключ tO подключены к сумматору +1 , число входов которого равно числу выходов многоканального ключа 40.

После приема и декодирования зна0 ка по сигналу кодопреобразователя 4 замыкаются определенные ключи.31 - 33, совокупность замкнутых ключей 31-33 определяется принятым знаком. Например, если принятый знак содер2 жит четыре разряда К 4 и в первую и третью посылки передавалась частота f, а во вторую и четвертую посылки перелавалась частота fg, на второй управляющий вход многоканально9

го клюма 40 поступает такой сигнал, который подключает к вхолам сумматора AI первый и третий элементы памяти первого узла 37 памяти и второй и четвертый элементы памяти второго узла 38 памяти.

После суммирования выбранных величин AW,;, &W22;, UW,,;, UW24; получаем величину поправки текущего значения весового коэффициента, которая суммируется с текущим значением весового коэффициента. Если после приема и декодирования принятый знак не опознан как разрешенный, то по сигналу кодопреобразователя замыкаются ключи, суммирующие величины Л W 5,; , U W , А W J3;, W ,4 ;, хра нящие ся в третьем узле ЗБ памяти и вычисленные с использованием сигнала отрицательной обратной связи.

Алгоритм вычисления поправки текущего значения весового коэффициен- .та можно описать следуюи1им выражением для i-ro канала равнесения: К

AW; (JT) ГЛУр .(JT), .

2.

гдейУр2;(Т) - поправка i-ro канала разнесения для 1-го демодулированно- го символа г-й декодирова нной кодовой комбинации. Весовые коэффициенты каждого канала разнесения вычисляют по следующей формуле:

w;((j + 1)т) w;(jT) +uW;(jT).

Точность вычисления поправки текущего значения весового коэффициента в предлагаемом устройстве значительно выше, чем у известного, так как при вычислении используется значение структуры сигнала, а следовательно, предлагаемое устройство обладает большей помехоустойчивостью приема сигналов частотной телеграфии.

Формула изобретения

Устройство для приема узкополосных телеграфных сигналов, содержащее первый блок задержки, первый разностный блок, последовательно соединенные первый сумматор, ограничитель, детектор,Фильтр нижних частот и регенератор информационных символов, а в каждом канале - антенну, подключенную к входу радиоприемного блока, и два умножителя, выходы которых подклйче587651

10

ны к входам первого сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости,

введены второй блок задержки, второй разностный блок, два блока формирования опорного сигнала, инвертор, стробируемый дешифратор, кодопреобразователь, блок цикловой синхронизации и регистр, первый вход которого

25

подключен к первому выходу регенератора информационных символов, к первому входу стробируемого дешифратора и первому входу блока цикловой 15 синхронизации, выход которого соединен -с входом второго блока задержки и первым входом кодопреобразователя; второй вход которого подключен к выходу регистра, второй вход которого 20 соединен с вторым входом блока цикловой синхронизации, вторым выходом регенератора информационных символов, вторым входом стробируемого дешифратора, и входом Первого блока задержки, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков формирования опорного сигнала, вторые входы которых соединены с выходом первого сумматора, входом инвертора 30 и первыми входами первого и второго разностных блоков, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго блоков формирования опорного сигнала, третьи вхо- 35 Ды которых соединены соответственно с первым и вторым выходами строби- рующего дешифратора, а в каждый канал, введены первый и второй блоки вычисления весовых коэффициентов и 40 первый фазовращатель, вход которого подключен к выходу радиоприемного блока, к первому входу первого умножителя и к первому входу первого блока вычисления весовых коэффициен- 5 тов, вь1ход которого подключен к второму входу первого умножителя, выход первого фазовращателя соединен с первым входом второго умножителя и с первым входом второго блока вычис- 0 ления весовых коэффициентов, выход которого подключен к второму входу второго умножителя, второй - восьмой входы первого и второго блоков вычисления весовых коэффициентов сое- 5 Динены соответственно с выходом первого разностного блока, с выходом второго разностного блока, с выходом инвертора, с вторым выходом регенератора информационных символов, с

10

15

111587651

выходом первого блока задержки, с выходом второго блока задержки и с ыходом кодопреобразователя, при этом (аждый блок вычисления весовых коэффициентов, содержит накопитель, второй сумматор, многоканальный ключ, {три узла памяти, три коммутатора, (три ключа, три интегратора и первый, рторой и третий смесители, выходы КОТОРЫХ подключены к первым входам соответствующих интеграторов, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих ключей, выходы ко- торых соединены с первыми входами Соответствующих коммутаторов, выходы |которых соединены с первыми входами соответствующих узлов памяти, вы- которых подключены к соответ- |ствуюи1им первым входам многоканаль- ного ключа, выходы которого прдклю- |чены через второй сумматор к входу накопителя,, выход которого является выходом блока вычисления весовых коэффициентов, первым входом которо- |го является объединенные первые входы первого, второго и третьего сме- сителей, вторые входы которых явля- 1ЮТСЯ соответственно вторым, третьим |И четвертым входами блока вычисле- ния весовых коэффи-циентов, пятым |Входом которого являются объединен- ные вторые входы первого, второго и |третьего интеграторов и первого, :второго и третьего коммутаторов, Iобъединенные вторые входы первого, второго и третьего ключей являются шестым входом блока вычисления весовых коэффициентов, седьмым и восьмым входами которого являются соответственно вторые объединенные входы

20

25

30

35

40

12

5

0

5

0

5

0

узлов памяти и второй вход многоканального ключа, а каждый, блок формирования опорного сигнала, содержащий генератор опорного колебания, третий сумматор, четыре смесителя, два накопителя, два ключа, второй фазовращатель и четвертый и пятый интеграторы, выходы которых соединены с первыми входами соответственно четвертого и пятого ключей, выходы которых соединены с входами соответственно четвертого и пятого накопителей, выходы которых соединены с первыми входами соответственно шестого и седьмого смесителей, выходы которых подключены к соответствующим входам третьего сумматора, выход генератора опорного колебания соединен с вторым входом шестого смесителя, вторым входом четвертого смесителя и входом второго фазовращателя, выход которого подключен к второму входу седьмого смесителя и второму входу пятого смесителя, выход которого соединен с первым входом пятого интегратора, второй вход которого подключен к второму входу четвертого интегратора, первый вход которого подключен к выходу четвертого смесителя, первый вход которого соединен с первым входом пятого смесителя и я.вляется вторым входом блока формирования опорного сигнала, первым и третьим входами которого являются соответственно второй вход четвертого интегратора и объединенные вторые входы четвертого и пятого ключей, выход третьего сумматора является выходом блока формирования опорного сигнала.

31

Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устройство содержит радиоприемный блок 18, фазовращатель 19, умножители 20 и 21, блоки 22 и 23 вычисления весовых коэффициентов. Принимаемая смесь сигнала и помехи с выхода каждого радиоприемного блока 18 I-го канала разнесения на промежуточной частоте поступает на умножители 20, 21 и блоки 22, 23 вычисления весовых коэффициентов, но на умножитель 20 и блок 22 непосредственно, а на умножитель 21 и блок 23 - через фазовращатель 19 на φ/2, что обеспечивает разложение сигнала на квадратурные составляющие. Сигнал на выходе умножителя есть выходной сигнал канала разнесения, умноженный на действительную величину весового коэффициента. 3 ил.