Устройство для квазикогерентного приема сигналов с частотно-фазовой манипуляцией Советский патент 1992 года по МПК H04L27/32 

Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения - прием сигналов восьмипозиционной ЧФМ.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу.

Устройство содержит полосовые фильтры 1,2, первый, второй, третий, четвертый фазовые демодуляторы (ФД) 3-6, первый- четвертый сумматоры 7-10, пятый сумматор 11, первый, второй вычитатели 12, 13, пер- вый-четвертый блоки 14-17 вычисления модуля, первый-третий решающие блоки 18-20, первый, второй формирователи 21- 22 опорного колебания, первый, второй перемножители 23, 24, первый, второй, фазовращатепи 25, 26, двусторонний симметричный ограничитель 27. блок 28 опорного колебания.

Устройство работает следующим обра- с

зом,

Рассмотрим работу демодулятора на первом тактовом интервале. Согласно алгоритму формирования сигнала ЧФМ-8 (фиг,2) комбинации (п, Г2, гз) (0,0,1) на первом тактовом интервале соответствует излучение сигнала на частоте Si с начальной фазой V 0:

S(0,0,1,t) Cos («it- ;r/4)+Sin{u it-jr/4 V2SinftJi t (1)

Сигнал 1, попадая на вход демодулятора, через полосовой фильтр 1 поступает на информационные входы фазовых демодуляторов 3,5, на опорных входах которых присутствуют напряжения Cos( - я /4) и Sin (o it-jr/4) соответственно.

Так как на данном тактовом интервале начальные фазы каждой из квадратурных

XJ

со оо

CJ х|

составляющих принимаемого сигнала (1) и соответствующих опорных колебаний совпадают, то на выходах фазовых демодуляторов 3,5 напряжение к концу тактового интервала с вероятностью Р 1-F(lrr)

1

«

/S2(Oclt

«ч

ГД6 h2 No

2 - T-r-Jcos2 (ш t)dt

|NJ0

будет положительным.

Здесь No - односторонняя спектральная плотность мощности белого шума n(t), (tk-1 - tk)T - тактовый интервал.

Через полосовой фильтр 2 на фазовые демодуляторы 4,6 в течение рассматриваемого тактового интервала поступает только напряжение шумов n(t). Поэтому на их выходах напряжения к концу тактового интервала будут незначительными. Как результат, знаки напряжений на выходах сумматоров 7,8 к концу рассматриваемого первого тактового интервала будут определяться знаками напряжений на выходах фазовых демодуляторов 3,5 соответственно - оба будут положительными. В итоге в решающих блоках 18,20 функционирующих по правилу:

r, rect(x) Г-Г2Г (2) s- -L1.x 0 .

будут принять- решения: п О, Г2 О, совпадающие с переданными ДП (см. фиг.2).

На вход решающего блока 19 поступает р аз н ость суммы модулей напряжений на выходах всех фазовых демодуляторов.

Это напряжение на рассматриваемом тактовом интервале будет отрицательным, поэтому в соответствии с (2) во втором решающем блоке 19 будет принято решение:

г з 1.

Напряжение с выхода вычитающего блока 12 через Двусторонний симметричный ограничитель 27 поступает на вычитающий блок 13 и сумматор 11. Напряжения с их выхбдо в поступают на бходы перемножителей 23 и 24 соответственно. Перечисленная совокупность блоков используется для управления выходами первого и второго блоков формирования опорных колебаний 21, 22. На рассматриваемом первйм тактовом интервале процесс управления протекает следующим образом: отрицательное напряжение с выхода двустороннего симметричного ограничителя, инвертируясь на входе вычитающего блока 13, складывается с напряжением блока 28 и, воздействуя на перемножитель 23 открывает выход формирователя 21, тем самым включая в работу фазовые демодуляторы 3 и 5. Одновременно с этим то же напряжение с выхода двустороннего симметричного ограничителя 27 вычитаясь из напряжения блока 28 в сумматоре 11 и, воздействуя на перемножитель 24, запирает опорные входы демодуляторов

4 и 6.

Описанная процедура управления опорными входами фазовых демодуляторов, основанная на принятии мягкого решения по дискретному параметру частотного

0 подканала, позволяет плавно отключать от входа демодулятора ту пару фазовых демодуляторов (3, 5 либо 4 и 6), на частоте работы которых сигнал не наблюдается. Это в свою очередь асимптотически вдвое (при h - «

5 ) снижает накопление шумов на выходах сумматоров 7 и 8, Энергетический выигрыш в помехоустойчивости (без учета ошибок принятия решения по частотному субканалу) находится в пределах 3 дБш.

0С другой стороны, как и в демодуляторе

сигналов ЧФМ-4 ошибки г з 1-гз в принятии решений по частотному подканалу сигнала ЧФМ также будут оказывать влияние на вероятность ошибки в каждом из двух

5 фазовых подканалов. Действительно, если на текущем тактовом интервале гз 1-гз, то схемой управления выходами формирователей 21, 22 (содержащей перемножители 23, 24, блок 28, вычитающий блок 13. сумматор

0 11 двусторонний симметричный ограничитель 29) перекрываются опорные тракты тех демодуляторов, на входах которых сигнал есть.

В результате вероятности ошибок по

5 первому и второму фазовым подканалам будут близки к 0,5.

Формула изобретения Устройство для квазикогерентного приема сигналов с частотно-фазовой манипуля0 цией (ЧФМ), содержащее последовательно соединенные первый полосовой фильтр, первый фазовый демодулятор, первый сумматор и первый решающий блок, выход второго полосового фильтра соединен с

5 первым входом второго фазового демодулятора, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, входы первого и второго полосовых фильтров соединены и являются входом устройства, выход первого

0 фазового демодулятора соединен с входом первого блока вычисления модуля, выход второго фазового демодулятора соединен с входом второго блока вычисления модуля, а также первый, второй блоки формирования

5 опорных колебаний, первый вычитатель, выход которого соединен с входом второго решающего блока, отличающееся тем, что. с целью приема сигналов восьмипози- ционной ЧФМ, введены первый, второй перемножители, первый. второй

фазовращатели, третий и четвертый фазовые демодуляторы второй третий,четвертый и пятый сумматоры, третий и четвертый блоки вычисления модул я, второй вычита- тель, двусторонний симметричный ограничитель, третий решающий блок и блок опорного потенциала, причем выход первого фазового демодулятора соединен с первым входом первого формирователя опорных колебаний, выход которого соединен с первым входом первого перемножителя выход которого соединен с вторым входом первого фазового демодулятора и через первый фазовращатель - с первым входом третьего фазового демодулятора, второй вход которого соединен с выходом первого полосового фильтра, а выход - с вторым входом первого формирователя опорных колебаний, входом третьего блока вычисления модуля и первым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом третьего решающего блока, выходы первого и третьего блоков вычисления модуля соединены с входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым

входом первого вычитателя, выход второго фазового демодулятора соединен с первым входом второго формирователя опорных колебаний выход которого соединен с первым

входом второго перемножителя, выход которого соединен с вторым входом второго фазового демодулятора и через второй фазовращатель - с первым входом четвертого фазового демодулятора, второй вход которого соединен с выходом второго полосового фильтра, а выход - с вторым входом второго формирователя опорных колебаний, входом четвертого блока вычисления модуля и вторым входом второго сумматора,

выходы второго и четвертого блоков вычисления модуля соединены с входами четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого вычитателя, выход которого через двустронний симметричный

ограничитель соединен с первыми входами второго вычитателя и пятого сумматора,дато- рые входы которых соединены с выходом блока опорного потенциала, а выходы - соответственно с вторыми входами первого и

второго перемножителей

О 1 Q I О

,г3,и

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосвязи и в других областях, где применяется способ передачи сигналов с частотно-фазовой манипуляцией и необходима их квазикогерентная обработка на приеме. Цель изобретения состоит в приеме сигналов восьмипозиционной частотно-фазовой манипуляции. Поставленная цель достигается дополнительным введением в каждый из двух частотных подканалов квадратурных трактов, что позволяет увеличить позиционность фазовой манипуляции в сигнале ЧФМ с двух до четырех. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены два квадратурных фазовых демодулятора, два блока формирования опорных колебаний (схемы Костаса), четыре сумматора, два блока вычисления модуля (детекторы огибающей), два перемножителя, два фазовращателя, блок опорного потенциала, вычитающий блок, решающий блок, двусторонний симметричный ограничитель. 2 ил,

Фиг. 2