Демодулятор дискретных сигналов Советский патент 1992 года по МПК H04L27/06 H04L27/22 

Ц

г

1В

ВыхоЗ h

ч|

Јь

N3 00 СП

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для приема ограниченных по полосе дискретных ампли- тудно-манипулироеанных сигналов с плавным изменением огибающей.

Наиболее близким к предлагаемому является демодулятор дискретных сигналов, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр, вход которого является входом демодулятора, согласованный фильтр, инвертор, четыре сумматора, делитель напряжения, два блока выбора максимального напряжения, две линии задержки, два компаратора и решающий блок, причем выход согласованного фильтра соединен с первыми входами первого и второго сумматоров и через инвентор с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, первый выход делителя напряжения соединен с вторыми входами первого и третьего сумматоров , второй выход делителя напряжения соединен с вторыми входами второго и четвертого сумматоров, выходы первого и второго сумматоров соединены с входами первого блока выбора максимального напряжения и первого компаратора, выход которого соединен с первым входом решающего блока, выхода третьего и четвертого сумма- торов соединены с входами второго блока выбора максимального напряжения и входами второго компаратора, выход которого соединен с вторым входом решающего блока, выход первого блока выбора максимального напряжения через первый блок линии задержки соединен с третьими входами первого и четвертого сумматоров, выход второго блока выбора максимального напряжения через второй блок задержки соединен с третьими входами второго и третьего сумматоров.

Этот демодулятор предназначен для приема в целом последовательности сигналов в условиях межсимвольной интерференции. При наличии межсимвольной интерференции указанный демодулятор позволяет реализовать близкую к потенциальной достоверность приема сообщений, Однако при приеме последовательности сигналов, форма которой определяется не наличием межсимвольной интерференции, а иными условиями формирования, достоверность приема сообщений будет снижаться. К таким условиям относятся, например, формирование последовательности сигналов в случае, когда ее форма на каждом К-м интервале передачи определяется видом комбинации данного К-го и ряда(К-1-го. К-2- го,...) предшествующих символов.

При использовании в качестве устройства обработки демодулятора дискретных

сигналов энергетический проигрыш при приеме в целом этих сигналов с плавным изменением амплитуды оказывается достаточно большим и составляет 4-5 дБ. Повысить достоверность приема можно, используя заложенные в указанном демодуляторе принципы приема в целом, и дополняя их с учетом наличия зависимости формы принимаемого сигнала от значения

0 предыдущего переданного информационного символа, которая имеется в зависимых сигналах с плавным изменением огибающей.

Цель изобретения - повышение помехо5 устойчивости приема ограниченных по полосе амплитудно-манипулированных сигналов с плавным изменением огибающей.

Поставленная цель достигается за счет

0 приема в целом случайной последовательности таких сигналов и учета наличия зависимости формы принимаемого сигнала от значения предыдущего информационного символа. При этом повышение помехоусой5 чивости связано с использованием информации о зависимости формы колебания от ранее переданных информационных символов. Для этого в демодулятор дискретных сигналов, содержащий полосовой фильтр,

0 вход которого является входом демодулятора, согласованный фильтр, три сумматора, делитель напряжения, два блока выбора максимального напряжения, две линии задержки, два компаратора и решающий блок,

5 причем выход согласованного фильтра соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, первый выход делителя напряжения соединен с вторым входом первого сумматора, второй выход делителя напря0 жения соединен с вторым входом второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены с входами первого блока выбора максимального напряжения и первого компаратора, выход которого сое5 динен с первым входом решающего блока, выход третьего сумматора соединен с входами второго блока выбора максимального напряжения и входами второго компаратора, выход которого соединен с вторым вхо0 дом решающего блока, выход первого блока выбора максимального напряжения через первый блок линии задержки соединен с третьими входами первого и третьего сумматоров, выходы второго блока выбора мак5 симального напряжения через второй блок линии задержки соединен с третьим входом второго сумматора, согласно изобретению введены второй и третий согласованные фильтры, входы которых вместе с входом первого согласованного фильтра соединены с выходом полосового фильтра, выход второго согласованного фильтра соединен с первым входом второго сумматора, выход третьего согласованного фильтра соединен с первым входом третьего сумматора, при этом выход первого согласованного фильтра соединен только с первым входом первого думматора, выход второй линии задержки непосредственно соединен с третьим входом второго сумматора и с пер- выми входами второго блока выбора макси- мального напряжения и второго компаратора, а первый, второй и третий выходы делителя напряжения соединены соответственно с вторыми входами первого, второго и третьего сумматоров

Таким образом, поставленная цель достигается введением в устройство второго и третьего согласованных фильтров и делителя напряжения с тремя, выходами. Второй фильтр согласован с формой сигнала, соответствующего передаваемому двоичному информационному символу 1 в предположении, что предыдущий сигнал соответствовал символу О, третий фильтр согласован с формой передаваемого сигнала, соответствующего двоичному символу О в предположении, что предыдущий сигнал соответствовал символу 1. При этом первый фильтр согласован с формой сигнала, в случае, когда данный и предыдущий сигналы соответствуют информационным символам П. Делитель напряжения выполняет ту же роль, что и делитель напряжения в прототипе, и отличается лишь количеством выходов и величинами напряжений, формируемых на его выходах Таким образом обеспечивается прием в целом последовательности сигналов, форма которых зависит как от данного информационного символа, так и от предшествующего.

На чертеже приведена структурная схема демодулятора дискретных сигналов.

На схеме обозначены. 1 - полосовой фильтр; 2 - первый согласованный фильтр, 3-второй согласованный фильтр 4 -третий согласованный фильтр. 5 делитель напряжения; 6 - первый сумматор: 7 - второй сумматор; 8 -- третий сумматор. 9 - первый блок выбора максимального напряжения: 10 - второй блок выбора максимального напряжения; 11 - первая линия задержки: 12 - вторая линия задержки: 13 - первый компаратор; 14 - второй компаратор; 15 - решающий блок.

Демодулятор работает следующим образом,

Непрерывный амплитудно-манипули- рованный сигнал с плавным изменением огибающей поступает через полосовой

фильтр 1 на первый 2, второй 3 и третий 4 согласованные фильтры, Импульсный отклик первого согласованного фильтра 2 соответствует форме сигнала в случае совпадения соседних информационных символов, равных 1. Форма импульсного отклика фильтра 2 может быть, например, прямоугольной. Импульсный отклик второго согласованного фильтра 3 соответствует форме сигнала при комбинации соседних передаваемых информационных символов 01. Импульсный отклик третьего согласованного фильтра А соответствует форме сиг- нала при комбинации соседних передаваемых символов 10. Длительность импульсного отклика согласованных фильтров 2-4 равна длительности Т информационного символа. На выходе согласованных фильтров 2-4 формируются последовательности с амплитудами, пропорциональными значениям свертки входного сигнала и импульсного отклика каждого из фильтров.

Для реализации метода приема в целом последовательностей сигналов, форма которых определяется как данным информационным символом, так и предыдущим, необходимо произвести обработку выборочных значений сверток в моменты времени qT (q 1,2,...) по алгоритму максимизирующему величину:

Wi(q)max {Wi()+(2 xi(q) - -Bi)di(q)di(q-1)+(2x2(q)- -B2)(d,{q) - di(q)di (2 x3(q) - )};

i, 1 1,2;

где di - значение информационного символа на интервале времени (р-1)Т; дТ, равное нулю при и равное единице при

x/q (,3) - значение свертки в момент времени qT на выходе j-ro согласованного фильтра;

BL 62, Вз постоянные коэффициенты.

Для реализации этого правила к выходу согласованных фильтров подключены три сумматора: первый, второй и третий. В момент времени qT на первые входы первого 6, второго 7 сумматоров поступают значения свертки х г4 и соответственно. В тот же момент времени на первый вход третьего сумматора 8 поступает значение свертки хз . Делитель 5 напряжения, выполненный, например, в виде цепочки последовательно включенных резисторов с отводами, предназначен для формирования на трех своих выходах трех величин постоянного напряжения, пропорциональных значениям -Bi, -62, -Взсоответственно. На второй вход первого сумматора 6 с первого выхода делителя 5 напряжения поступает напряжение, пропорциональное величине-Bi. на вторые входы второго 7 и третьего 8 сумматоров с второго и третьего выходов делителя 5 напряжения поступают напряжения, пропорциональные величинам -В2 и -Вз соответственно.

Формирование значений при происходит с помощью третьего сумматора 8, второго блока 10 выбора максимального напряжения второй линии 12 задержки. Значение Л/2 при формируется в тот же момент времени qT с помощью блоков 6,7.9,11. В формировании значений Wrq и W2 участвуют величины Wrq и Wa . полученные в предыдущий момент времени на выходах первого блока 9 выбора максимального напряжения (Л/2 q )v второго блока 10 выбора максимального напряжения (Wrq J.

Рассмотрим формирование значения Wr4 . С выхода второй линии 12 задержки на первый вход второго блока 10 выбора максимального напряжения в момент времени qT поступает значение Wrq , на третий вход третьего сумматора 8 с выхода первой линии 11 задержки в этот же момент времени поступает значение Л/2 . Таким образом, в момент времени qT на первом входе первого блока 10 выбора максимального напряжения формируется напряжение, пропорциональное величине Wv4 -W/q 1l а на втором входе блока 10 формируется напряжение, пропорциональное величине Wi(q) - 2x3(q) - Вз + W2(). Эти значения напряжения поступают как на входы второго блока 10 выбора максимального напряжения, который выбирает максимальное значение из двух поступивших на вход, так и на выходы второго компаратора 14. Задержанное на время Т напряжение с выхода второй линии 12 задержки поступает на третий вход второго сумматора 7 и на первый вход блока 10 выбора максимального напряжения. На выходе второго компаратора 14 формируется напряжение, соответствую- щее либо логическому нулю, либо логической единице. Причем логический нуль соответствует ситуации, когда значение напряжения на первом входе второго блока 10 выбора максимального напряжения больше значения напряжения на втором его входе.

Аналогично осуществляется формирование значения Л/2 q . На второй вход второго сумматора 7 с выхода делителя 5 напряжения поступает напряжение, пропорциональное величине -В2. а на второй вход первого сумматора 6 - напряжение,

пропорциональное величине -Bi. Таким образом, на выходе второго сумматора 7 в момент времени qT формируется напряжение, пропорциональное величине W2(q)

2x2 - 82 + а на выходе первого сумматора 6 в этот же момент времени - напряжение, пропорциональное величине W2(q) 2xi(q) - Bi + W2(. С выходов пары сумматоров 6 и 7 на входы первого блока 9

0 выбора максимального напряжения поступают напряжения, пропорциональные значениям W2 . Максимальное из двух поступивших на вход блока 9 значений напряжения через первую линию 11 задержки

5 поступает на третьи входы первого 6 и третьего 9 сумматоров. Значения напряжений с выходов сумматоров 6 и 7 поступают также на входы первого компаратора 13, на выходе которого формируется напряжение,

0 соответствующее либо логическому нулю, либо логической единице, причем логический нуль соответствует ситуации, когда значение напряжения на выходе второго сумматора 7 больше значения напряжения

5 на выходе первого сумматора 6. Логические напряжения с выходов первого 13 и второго 14 компараторов поступают соответственно на первый и второй входы решающего блока 15.

0 Две последовательности импульсов длительностью Т, которые получаются на выходе компараторов 13 и 14, определяют возможные сочетания переданных информационных символов. Так, логический нуль

5 на выходе первого компаратора 13 на интервале времени (q-1)T; qT соответствует паре информационных символов di (0:1), а логическая единица на выходе 13 - паре di q (1:1). В свою очередь, логи0 ческий нуль на выходе второго компаратора 14 на том же интервале времени соответствует паре информационных символов drq d2 (0;0), а логическая единица на выходе 14 - паре d2 cte 4 (1 ;0), Решающий

5 блок 15 производит последовательный анализ этих пар информационных символов и определяет наиболее достоверную последовательность переданных символов в соответствии с алгоритмом приема в целом.

0 Формула изобретения

Демодулятор дискретных сигналов, содержащий полосовой фильтр, вход которого является входом демодулятора, а выход через первый согласованный фильтр соеди5 нен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с

первыми и вторыми входами первого блока выбора максимального напряжения и первого компаратора, выход которого соединен с первым входом решающего блока, выход первого блока выбора максимального напряжения через первый блок задержки соединен с третьим входом первого сумматора и первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом второго блока выбора максимального напряжения, выход которого через второй блок задержки соединен с вторым входом второго сумматора, выход третьего сумматора со- единен с первым входом второго компаратора, выход которого соединен с вторым входом решающего блока, выход которого является выходом демодулятора, о т- личающийся тем, что, с целью повыше0

ния помехоустойчивости приема ограниченных дискретных амплитудно-манипулиро- ванных сигналов с плавным изменением огибающей, введены второй и третий согласованные фильтры, причем выход полосового фильтра соединен с входами второго и третьего согласованных фильтров, выход второго согласованного фильтра соединен с третьим входом второго сумматора, выход третьего согласованного фильтра соединен с вторым входом третьего сумматора, третий вход которого соединен с третьим выходом делителя напряжения, выход второго блока задержки соединен с вторым входом второго блока выбора максимального напряжения и вторым входом второго компаратора.

Сущность изобретения: демодулятор содержит 1 полосовой фильтр (1), 3 согласованных фильтра (2,3,4), 1 делитель напряжения (5), 3 сумматора (6,7,8), 2 блока выбора максимального напряжения (9,10), 2 блока задержки (11,12), 2 компаратора