Устройство для передачи и приема дискретных сигналов с фазовой манипуляцией Советский патент 1983 года по МПК H04L27/18 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть ислользоваио для передачи и приема дискретных сигиалов с фазовой манипуляцией.

Известно устройство для передачи и приема сигналов с фазовой манипуляцией, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные преобразователь кода и фазовый манипулятор, к второму входу которого подключен вьвсод генератора опорного сигнала, а на приемной стороне - преобразователь кода, выход которого соединен с входом фазового детектора 1.

Недостаток зтого устройства состоит в низкой помехоустойчивости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является . устройство, содержащее на передающей стороне преобразователь кода, выход которого соединен с первым входом первого фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом первого генератора опорного сигнала, и передатчик, а на приемной стороне - приемник, выход которого соединен с входом блока синхронизации и с первыми входами первого и второго перемнржителей, выходы которых через последовательно соединенные соответственно

первый интегратор и третий перемножитель и второй интегратор и четвертый перемножитель соединены с входами сумматора, выход которого подключен к входу регенератора, причем второй вход первого перемножителя соединен с выходом опорного генератора и входом первого фазовращателя, выход которого подключен к второму входу второго

10 перемножителя, а выход блока синхронизации подключен к вторым входам первого и второго интеграторов |2,

Однако это устройство обладает-низкой помехоустойчивостью передачи ин5 формации при времяселективных замира-; ниях сигнала.

Цель изобретения - повьвиение помехоустойчивости.

Для достижения указанной

20 устройство для передачи и приема дискретных сигналов с фазовой манипуляцией, введены на передающей t:TOpOHe элемент задержки, второй фазовый манипулятор, сумматор и второйгенера25тор опорного сигнала, выход которого соединен с первым входом второго фазового манипулятора, второй вход ко торого соединен с выходом элемента задержки, а выход - с первьм входом

30 сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого фазового манипулятора, второй, вход которого сое динен с входом элемента задержки, при этом выход сумматора соединен г входом передатчика, а на приемной стороне введены пять дополнительных перемножителей, два дополнительных интегратора, вычитающий блок, второй фазовращатель, фильтр нижних частот и управляемый генератор, выход которого соединен с первым входом первог дополнительного перемножителя и второго фазовращателя, выход кЪторого соединен с первым входом второго дополнительного перемножителя, второй вход которого соединен с вторым входом первого дополнительного перемножителя и входом блока синхрон зации, выход которого соединен с пер выми входами первого и второго допол нительных интеграторов, выходы которых соединены с вторыми входами соот ветственно третьего и четвертого перемножителей и с первыми входами соответственно третьего и четвертого дополнительных перемножителей, выходы которых соединены с входами вычитающего блока, выход которого подклю чен к первому входу пятого дополнительного перемножителя, выход которо го соединен через фильтр нижних частот с входом управляемого генератора причем выходь первого и второго дополнительных перемйожителей соединены с вторыми входами соответственно первого и второго дополнительных интеграторов, вторые входы третьего и четвертого дополнительных перемножителей соединены с выходами соответственно второго и первого интеграторов , а выход регенератора подключен к второму входу пятого дополнительйо го перемножителя. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы предлагаемого устро ства. Устройство для передачи и приема дискретных сигналов с фазовой манипу ляцией содержит преобразователь 1 ко да, фазовые манипуляторы 2 и 3, елемент 4 задержки, сумматоры 5 и б, ге нераторы 7 и 8 опорного сигнала, передатчик 9, приемник 10, опорный генератор 11, управляемьгй генератор 12 блок 13 .синхронизации, регенератор 14, вычитакадий блок 15, перемножители 16 - 24, фазовращатели 25 и 26, интеграторы 27 - 30, фильтр 31 нижни частот. Устройство работает следующим образом. На вход устройства поступает посл довательность видеоимпульсов, подлеж щих передаче по линии связи (фиг, 2а На выходе преобразователя 1 кода формируется последовательность видеоимпульсов (фиг. 26), представляющая собой исходную информацию в относительном коде. На выходе элемента 4 задержки эта последовательность сдвигается на один такт (на длительность информационного сигнала Т). Генератор 7 опорного сигнала формирует гармонический сигнал с частотой fч и произвольной начальной фазой с 5o,(t)aocos{2ft{ t + ot,).. (О На выходе генератора 8 опорного сигнала формируется гармонический сигяал с частотой f и произвольной начальной фазой oCi 5o2{-t) aoC05(2 ijti-ci.2). W Разность частот между f/ и f выбирается из усповкя где Д - интервал (радиус) частотной корреляции канала с переменными параметрами; ДРр - полоса частот, занимаемая сигналом с манипуляцией. В фазовых манипуляторах 2 и 3 осуществляется манипуляция сигналов S(j(t) и So (t) соответственно последовательностям видеоимпульсов (фиг. 26) и фиг. 2в). Сигналы на выходах фазовых манипуляторов 2 и 3 соответственно могут записываться выражениями . s;(t).ao.;,li)cos(2lVf,t + oc,) {%) 5jW aoijli)cosi211-i2-b-K 2), () где i (t) - последовательность + 1, (фиг. 26); ±2(0 - последовательность + 1, (фиг. 2в). На фиг. 2г и фиг. 2д показаны временные диаграммы сигналов на выходах фазовых манипуляторов 2 и 3 ( со ответствует i (t) 1 или информацион ной фазе О, а соответствует i(t) -Т или информационной фазе / ) . Сумматор 5 осуществляет сложение фазоманипулированных сигналов разных частот,. .) 5.(1). (4) I Передатчик 9 ос1Ш1ествляет перенос сформированного сигнала S(t) в область рабочих частот и необходимое усиление . В процессе распространения по линии связи с времяселективными замираниями сигнал S(t) претерпевает искажения. Искаженный сигнал может представляться соотношением )-/U2tt)aosU), + (Uilt)ao4tt)cos 7ftfjt4y li)+x(t), (5) где |U, (t) , (H(t) - случайные коэффициенты передачи линии связи; y,(t),y,{t) - случайные фазы; x(t) - флуктуационный шум. На приемной стороне приемник 10 осуществляет предварительную обработку принимаемого сигнала, который затем поступает на включенные параллель HO входы перемножителей 16, 17, 18 и 19. -Опорный генератор 11 формирует опорное колебание с частотой f Son,lt)boC05in{,t+(,), (бТ где Ъд - амплитуда опорного колебания Р - произвольная фаза, Этот сигнал, пройдя фазовращатель 25 (обеспечивающий сдвиг по фазе на ), преобразуется к виду Son, 7 На выходе интеграторов 27 и 28 в моменты регистрации /кратные Т синх ронизация интеграторов ос5П)йествляетс синхросигналом, формируемым блоком 1 синхронизации/ .формируются отсчеты п нимаемого сигнала,передаваемого на частоте f/ YcH):fSj«li)5;(t)dt. H/2aoK,U)p.Wcos(y,-p,)4X; (в) на выходе интегратора 27, . TC . :YsH) )5,(t)dt : y-l/iaob i.ltlp.Wsinlj -p.Ky; , (9) « о на вых-оде интегратора 28 (xg - отсче шума). В соотношении (8) принято |u(t) с|Ц,и y(t) у , поскольку эти случай ные величины в течение длительности О - Tj. практически не изменяются во времени, если Т лсцорг xj. - отсчет шума на выходе интегратора 27. Управляемым генератором 12 формируется сигнал с частотой f S n HlboCosU fjt pi), а на выходе фазовращателя 26 (на 11/2 SonJW ъ sin(2i i2t+f)2) с помощью перемножителей 18 и 19 и,интеграторов 29 и 30 формируются отсчеты на выходах последнихs на выходе интегратора 29 15(,Ш5, .l/2aob iji)fU,cosijf,(,)yY;: (К) на выходе интегратора 30 -s j5pia) о Н/2аоЬ 4(1)(и,б Цу2-Р2) + 99 66 , В соотношениях (11) и (12-) х и. g отсчеты LjyMa. С помощью перемножителей 20 и 21 и сумматора 6 формируется отсчет, величина которого равна v v j.v v i. 2 „ n,- /n 2. - с+ вЧ-И/2аоЬо) fu,,(i)4,(t) tostjf.-fijcoslyj-fi l + s.nijf.-fi.ls.nlyjfjj x;..x;4i/2a,b,(u,(i),-y,)Ч.,ИЗ) где i (t) -1 (t)) у - шумовая компонента. Если фаза i управляемого генератора 12 будет такой, что (У;,- (р,- (ij) О т.е., если / - , Z ll/2aob/Ui)U,(U2.. (4 Т.е. на выходе суммат(эра 6 в моменты времени, кратные Т. , появляются отсчеты 1(1/2с1оЬо1 и)и,(и,4Х 11/2о,оЬ,р, полярность (знак) которых (с точностью до шума) соответствует передаваемой информации (фиг. 2е). Если предположить, .что фаза (5 St + ft то на выходе регенератора 14, рабо. тающего по алгоритму -(.если Z.o . ., . L-1,ecAnZ, 0. (16) формируется видеосигнал, представляющий собой принимаемую дискретную информацию (фиг. 2е). Выход регенератора 14 является выходом устройства. Каким образом осуществляется установление фазы сигнала управляемого ге.нератора 12, равной Уз У +Р Поскольку разнос между частотами f и f выбырается меньше интервала частотной корреляции канала с времяселективными замираниями ( /f - j jf : ) то в процессе изменения во времени, разность фазы принимаемых колебаний (с частотами f и yjt)-ygtt) 3 остается постоянной во времени (изменения фаз во времени (t) я у i сильно коррелированы, так как | -fj . С помощью перемножителёй 22 и 23 и вычитающего блока 15 формируртся отсчеты ,.X,Ys-XgY,-H/2a fUt)(U,(y,-y -(. :(П) Эти отсчеты 2, поступают на один из входов перемножителя 24, на второй вхС1Д которого поступает- сигнал (решающей обратной связи) с выхода регенератора 14, представляющий собой принимаемую информацию. При безошибочном приеме этот сигнал есть прследова.тель ность видеоимпульсов 1 (t)i (t) i(t)j t (фиг. 2e). Ha выходе перемножителя 24 формируется сигнал, величина которого равна и (1|г«,Ъо),(й,-у,)-((,)4Х. Фильтр 31 нижних частот осуществляет отфильтровку шумового компонента х , а также выделение из последо вательности отсчетов постоянной составлявощей, величина которой пропорциональна,(r.-b)-(, где Ao (-t/2aobo)(2. Это напряжение Аиспользуется в качестве управляющего напряжения управляемого генератора 12 и осуществляет регулировку его фазы, добиваясь А.. 0. При(2С,-У2) - ( t - 0 или при ( Уа У- управлякнцее на пряжение А оказьшается равным нулю, т.е. система входит в синхронизм. Пр этом устанавливается разность фаз опорного генератора 11 и управляемого rejiepaTOpa 12 такой, что обеспечи вается возможность реализации алгори ма сравнения фаз двух фазоманипулиро ванных сигналов, передаваемых на (па раллельных) разных частотах f и fg Таким образом, введением новых бл ков достигается- положительный эффект заключающийся в повышении помехоустойчивости приема в системах передачи дискретных-сообщений по каналам с времяселективными замираниями. Формула изобретения Устройство для передачи и приема дискретных сигналов с фазовой манипу ляцией, содержащее на передающей сто роне преобразователь кода, выход кот рого соединен с первьм входом первого фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом пер вого генератора опорного сигнала, и передат 1ик, а на приемной стороне - приемник, вьиод которого соединен с входом блока синхронизации и с первы ми входс1ми Первого и второго перемно жителей, аыходы которьк через последовательКо соединенные соответствен но первый интегратор и третий перемн житель и второй интегратор и четвертый перемножитель соединены с входа.ми сумматора, которого подключен к входу регенератора, причем вто рой вход первого перемножителя соеди нен с выходом опорного генератора и входом перв&го фазовращателя, выход которого подключен к второму входу второго перемножителя, а выход блока синхронизации подключен к вторым входам первого и второго интеграторов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передающей стороне введены элемент задержки, йторой фазовый манипулятор, сумматор и второй генератор опорного сигнала, выход которого соединен с первым входом второго фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого фазового манипулятора, второй вход которого соединен с входом элемента задержки, при этом выход сумматора соединен с входом передатчика, а на приемной стороне введены пять дополнительных перемножителей, два дополнительных интегратора, вычитаквдий блок, второй фазовращатель, фильтр нижних частот и управляемый генератор, выход которого соединен с первым входом первого дополнительного перемножителя и входом второго фазовращателя, выход которого соединен с первым входом второго дополнительного перемножителя, второй вход которого соединен с вторым входом первого дополнительного перемножителя и входом блока синхронизации, выход которого соединен с первыми входами первого и второго дополнительных интеграторов, выходы которых соединены с вторьичи входами соответственно третьего и четвертого перемножителей и с первыми входами со- ответственно третьего и четвертого дополнительных перемножителей, выходы которых соединены с входами вычитающего блока, выход которого подключен к первому входу пятого дополнительного перемножителя, выход которого соединен через фильтр нижних частот с входом управляемого генератора, причем выходы первого и второго дополнительных перемножителей соеди иены с вторьми входами соответственно первого и второго дополнительных интеграторов , вторые входы третьего и четвертого дополнительных перемножителей соединены с выходами соответственно второго и первого интеграторов, а выход регенератора подключен к второму входу пятого дополнительного перемножителя . Источники информации, принятые во внда1ание при экспертизе 1.Гуров В.С.и др. Передача дискретной информации и т.елеграфия. М. , Связь , 1969, с.307. 2.Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М., Связь, 1970, с. 300 (прототип).

X