Демодулятор фазоманипулированных сигналов Советский патент 1993 года по МПК H04L27/22 

w

W

е

Демодулятор содержит два разовых детектора 1,2. два фильтра 3,4 нижних частот, три решающих блока 5, 6, 11, фазовращатель 8, блок 7 восстановления колебания несущей частоты, сумматор 9, аттенюатор 10, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ .счетчик 13. 1-3-5-12-13, 1-9-11-12, 7-8-2-4-, 4-9. 1 ил.

00

ю

ON

СА Ю

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аппаратуре систем связи с фазовой манипуляцией (ФМ)

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения оценки количества ошибок в принимаемой информации.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого демодулятора.

Демодулятор содержит первый 1 и второй 2 фазоэые детекторы, первый 3 и второй 4 фильтры нижних частот, первый 5 и второй б решающие блоки, блок 7 восстановления колебания несущей частоты, фазовращатель 8, сумматор 9, аттенюатор 10, третий решающий блок 11, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, счетчик 13.

Демодулятор работает следующим образом.

На вход демодулятора поступает аддитивная смесь ФМ-сигнала с белым Гауссовым шумом, которая имеет вид

Sex (o Ot

Н

2л:к М

-i-N(t)Cos( 0(t)),(1)

где А - среднеквадратическое значение сигнала;

о о несущая частота сигнала;

М - число позиций фазовой манипуляции;

к- целое число из множества {1,2...М}, выбираемое в соответствии с передаваемым символом сообщения;

N(t)Cos{ + 0(t)) niCos a) Ot +

+ ri2Sin o 0t-raycoB

случайный процесс с односторонней спектральной плотностью мощности No.

Блок 7 восстановления колебания несущей частоты формирует на своем выходе сигнал, когерентный входному ФМ сигналу. Фазовращатель 8 сдвигает на 90° опорного сигнала и на вторых входах фазовых детекторов 1 и 2 присутствуют ортогональные сигналы, имеющие вид

Scni 2Cos a Ot;

S0n2 2Sin да Ot(2)

После умножения входного сигнала (1) на опорные колебания (2) в соответствующих фазовых детекторах 1 и 2, а также после фильтрации полученных сигналов в фильтрах 3 и 4, имеющих полосу пропускания W получаем следующие сигналы:

Si- V5 ACos L±r.k. М

ш

SQ ----- fn2

(3)

Сигналы Si, SQ поступают в решающие блоки 5 и 6, где принимается решение о переданном символе сообщения.

С выходов решающих блоков 5 и 6 демо- дулированные сигналы поступают на выход устройства для дальнейшей обработки. Вероятность ошибки Ре в символах на выходах решающих блоков 5 и 6 определяется в соответствии со следующим выражением

15

Ре b-erf( VRSin-g,),

Tvl

(4)

-г

где erf(x) -у- /о е г dt;

R

- отношение сигнал/шум.

N0W

Аттенюатор 10 имеет коэффициент передачи К, который может быть выбран в интервале от нуля до единицы. Следовательно, сигнал на выходе сумматора 9 может быть представлен в виде

S, Si + KSa

OS

M

-VsTKASin

+ ni + Kn2 (5)

M

Выполняя несложные тригонометрические четкие преобразования, получим следующее выражение

S, - V2(1+k)2 ACos( - + arctg К) + щ + Kn2

(6)

Сигнал S. поступает на вход решающего блока 11.

. Поскольку функция решающего блока 11 состоит в определении знака сигнала на его входе в отсчетные (тактовые) моменты времени, то дополнительный амплитудный множитель V 1 + V2 не оказывает влияния

нэ его работу.

Вместе с тем, полезный сигнал в выражении (6) приобрел фазовый сдвиг arctg К, приводящий к ухудшению вероятности ошибки в символе на выходе решающего

блока 11. При этом следует подчеркнуть, что это ухудшение зависит только от К.

Исходя из вышеизложенного, можно записать выражение для вероятности ошибки в символе на выходе решающего блока 11 в

следующем виде:

РеЦ {1-erf VR ( jj| -/arctg К/)}

Ф

Величину К необходимо выбрать такой,

чтобы при фиксированном отношении сигнал/шум R значение вероятности ошибки Р е на выходе решающего блока 11 на 2-3 порядка больше, чем на выходе решающего блока 5.

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 производит сравнение импульсных сигналов с выходов решающих блоков 5 и 11, при этом в случае совпадения этих сигналов формируется сигнал низкого логического уровня, а в случае несовпадения - высокого.

Поскольку вероятность ошибки на выходе решающего блока 11 на несколько порядков превышает вероятность ошибки на выходе решающего блока 5, то на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 можно пренебречь импульсами ошибок, возникающих в решающем блоке 5. Следовательно, сигнал с выхода решающего блока 5 в дан- ном случае можно считать идеальным, т.е. не содержащим ошибки. В данном предположении импульсная последовательность на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 представляет собой последовательность ошибок с выхода решающего блока 11.

Сигнал ошибок с выхода блока 12 поступает на вход счетчика импульсов 13, в котором осуществляется подсчет количества ошибочно принятых символов в решающем блоке 11.

Формула изобретения Демодулятор фазоманипулированных сигналов, содержащий первый и второй фазовые детекторы, первые входы которых соединены и являются входом демодулятора, а их выходы соответственно через первый и второй фильтры нижних частот соединены с входами первого и второго решающих блоков, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами демодулятора, блок восстановления колебания нэсущей частоты, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора и через фазовращатель с вторым входом второго фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения оценки количества ошибок в принимаемой информации, введены сумматор, аттенюатор, третий решающих блок, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и счетчик, причем выход первого фильтра нижних частот соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом аттенюатора, вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, выход сумматора через третий решающий блок соеди- нен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого решающего блока, а его выход соединен с входом счетчика.