Устройство синхронизации несущей Советский патент 1991 года по МПК H04L27/233 

1

(21)4619101/09

(22)13.12.88

(46)30.1091.Бюл.№40

(71)Одесский электротехнический институт связи им.А.С.Попова

(72)A.M.Мельник. В.В.Шишкин и П.В.Ива- щенко

(53)621.396.662(088.8)

(56)Патент США № 4546322. кл. 329/50, 8.10.85.

(54) УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ НЕСУЩЕЙ

(57)Устройство относится к связи и может использоваться в демодуляторах систем данных сигналами фазовой и амплитудно- фазовой модуляции при произвольной степени кратности модуляции. Цель

изобретения - повышение точности синхронизации при неизменном обьеме памяти постоянного запоминающего блока. Устройство синхронизации несущей содержит первый 1 и второй 4 перемножители, первый 2 и второй 5 фильтры нижних частот, первый 3 и второй 6 аналого-цифровые преобразователи, постоянный запоминающий блок 11, цифро-аналоговый преобразователь 10, петлевой фильтр 9, управляемый генератор 8 и фазовращатель 7 на 90°. Введение первого 12 и второго 14 умножителей на знак, которые сворачивают сигнальное пространство к одному квадранту, позволяет при заданном обьеме памяти постоянного запоминающего блока 11 достичь большей точности синхронизации. 3 ил.

(Л

о

00 00

Устройство относится к снччи и может испотьчопаться ц демодулятора/ систем не редачи данных сиг налами фазовой и амплитудно-Фазовоймодуляцииприпроизвольной степени крлгности модуля- ции

Цель изобретения повышение точности синхронизации при неизменном объеме памяти постоянного запоминающего блока (ПЗБ).

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства синхронизации несущей; на фш 2 ансамбль сигналов с сеткой квантования, на примере которого поясняется работа устройства; на фш.З метод свертки сигнала, позволяющий достичь цели изобретения.

Устройство синхронизации несущей содержит мерный перемножитель 1, первый фильтр 2 нижних частот, первый аналоге- цифровой преобразователь 3, второй перемножитель /1, второй фильтр 5 нижних частот, второй аналоге цифровой преобразователь 6, фазовращатель 7 на 90°, умрав ляемыи генератор 8, петлевой фильтр 9, цифро аналоговый преобразователь 10, ПЗЬ 11, первый умножитель 12 на знак, блок

13тактопои синхронизации и второй умно житель 1 4 на знак

Устройство работает следующим обра- зом

Входной сигнал (фазовой или квадратурной амплитудной модуляции с произвольным числом позиций М) поступает одновременно на входы первого 1 и второго 4 перемножителей, на вторые входы которых со сдвигом фазы на 90°, обеспечиваемым фазовращателем 7. подается опорное колебание с подстраиваемого генератора 8. Продегектированные сигналы выделяются первым 2 и вторым 5 фильтрами, в которых подавляются высокочастотные продукты перемножения и квантуются в первом 3 и втором 6 аналоги цифровых преобразователях, например на 64 уровня. Из шестираз- рядного двоичного числа на выходах аналого-цифровых преобразователей 3 и б самый старший разряд поступает соответственно на один первого 12 и второго

14умножителей на знак соответственно, ос- тавшиеся пять разрядов на другой их вход Умножение на знак производится следующим образом если старший бит 0, оставшиеся пять бит инвертируются; если старший бит 1 то оставшиеся пять бит передаются без изменения. Поступающие с выходов умножителей 12 и 14 на знак ПЗБ

11 два двоичных пя тиразрядных числа являются адресами ячеек ПЗБ 11 в которых за писаны в двоичной форме соответствующие

этим числам значения фазовой ошибки. Далее двоичное число с выхода ПЗ Б 11 поступает на вход цифро-аналогового преобразователя 10. где формируется аналоговый сигнал фазовой ошибки, который после фильтрации петлевым фильтром 9 управляет частотой и фазой подстраиваемого генератора 8. Блок 13 тактовой синхронизации формирует сигналы, управляющей работой первого 3 и второго 6 аналого-цифровых преобразователей, также цифроаналогового преобразователя 10. Формирование сигнала фазовой ошибки производится следующим образом. Проекции сигнала на две ортогональные оси X и Y, вычисляемые в синфазном и квадратурном подканалах аналого-цифровом преобразователями3 и 6, кван- туется на 64 уровня. Таким образом сигнальное пространство разбивается по осям X и Y, как показано на фиг.2, на 64 зоны с номерами от О (000000) до 63 (111111), образуя на плоскости 64x64 4096 ячеек. Принимаемый сигнал попадает в одну из этих ячеек. Для заданного ансамбля сигналов известно расположение сигнальных точек в сигнальном пространстве. Например, в ансамбле ФМ-8 восемь сигналов равномерно размещены на окружности радиусом, равным средней энергии сигнала (сигналы So-S на фиг.2). Пусть S4 (фиг.2) одна из сигнальных точек ансамбля. Если в сигнальном пространстве в отсутствии помех принимаемый сигнал Z не совпадает ни с одной сигнальной точкой ансамбля, то это означает, что между несущей сигнала и опорным колебанием, генерируемым подстраиваемым генератором 8. существует рассогласование по фазе, Например, если принятый сигнал Z . принадлежит сигнальной области , то фазовое рассогласование (фазовая ошибка) равно р (фиг.2,3) и его можно вычислить через координаты сигнала, как

YS4Y2

arctg хЦ arctg хТ

где Yz. Xz - координаты принятого сигнала;

YS-I. Xs4 - для заданного ансамбля сигналов априорно известные координаты сигналов ансамбля.

При известном виде сигнала для ансамбля из 4096 ячеек сигнального пространства, используя алгоритм (1), можно вычислить в пределах каждой сигнальной области значение р и записать его в ПЗБ 11 под адресом, задаваемым номером ячейки. Затем по координатам принятого сигнала. представляемым в двоичной форме на выходах аналого-цифровых преобразователей 3 и 6 из ПЗБ 11, считывается значение фазовой ошибки р , которое используется в дальнейшем для подстройки частоты и фазы

опорного колебания ДОЙСТПИР IIIVMOP n си стеме, вызывающее флуктуации значения узоколо его среднего значения, усредняется петлевым фильтром 9. Для ансамблей сигналов, проекции которых в квадрантах . II. Ill, IV отличаются только знаком, к которым относятся ансамбли сигналов с фазовой и квадратурной амплитудной модуляцией, для вычисления фазовой ошибки достаточно использовать информацию только об аб- солютном значении проекции принимаемого сигнала, т.е. необходим ПЗБ только для одного квадранта сигнального пространства. Путем умножения на старший разряд двоичного числа на выходе аналого-цифровых преобразователей 3 и 6 в умножителях 12 и 14 на знак сигнальное пространство, приведенное на фиг.2, сворачивается к сигнальному пространству, показанному на фиг.З. При этом, например, для ансамбля сигналов ФМ-8, приведенного на фиг.2, в результате свертки, с сигналом So будут совпадать сигналы 5з, Si и S, а с сигналом Si -- S.Sri.S6. В результате такого построения системы достигается, во-пер вых, в режиме вхождения в синхронизм соответствие знака расстройки частоты изменению величины фазовой ошибки, записанной в ПЗБ 11, во-вторых, уменьшение в 4 раза обьема памяти ПЗБ 11. Если же зафиксировать обьем памяти ПЗБ 11, то результатом свертки сигнала является повышение точности синхронизации.

Формула изобретения Устройство синхронизации несущей, содержащее соединенные последователь-

но постоянный запоминающий блок петле вой фильтр, управляемый генератор, фазовращатель на 90°, первый перемножитель, первый фильтр нижних частот и первый ана- 5 лого-цифровой преобразователь, соединенные последовательно второй перемножитель, второй фильтр нижних частот и второй аналого-цифровой преобразователь, а также блок тактовой синхронизации, причем первый 10 вход второго перемножителя соединен с выходом управляемого генератора, вторые входы первого и второго перемножителей являются входом устройства, первый и второй входы блока тактовой синхронизации со15 единены соответственно с выходами первого и второго фильтров нижних частот, а его выход присоединен к входам запуска первого и второго аналого-цифровых преобразователей, отличающееся тем. что,

20 с целью повышения точности синхронизации при неизменном обьеме памяти постоянного запоминающего блока, в него введены первый и второй умножители на знак, выходы которых соединены с адресны- 25 ми входами постоянного запоминающего блока, первые входы первого и второго умножителей на знак соединены соответственно с выходами старшего разряда первого и второго аналого-цифровых преобразователей, а

30 вторые их входы - с выходами остальных разрядов соответствующих аналого-цифровых преобразователей, а также цифро-аналоговый преобразователь, при этом постоянный запоминающий блок подключен к петлевому

35 фильтру через цифро-аналоговый преобразователь, вход запуска которого соединен с выходом блока тактовой синхронизации.

/

Хг Рс/.3