Устройство для демодуляции двоичных сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее расщепитель сигналов на низкочастотные компоненты, выход которого подключен к первому входу вычитающего блока, выход которого соединен с соответствующим входом общего сумматора, и к входу блока оценки импульсной реакции , выходы которого подключены к первым входам перемножителей,вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходами блока формирования двоичных комбинаций и с входами сумматора, выход которого подключен ко второму входу вычитающего блока, отличающееся тем, что, с целью повьппения достоверности демодуляции в каналах с быстроменяющимися параметрами, введены инверторы, два блока ключей, блок сравнения, два блока детекторов , блок памяти и два параллельно-последовательнь1х накапливающих регистра, выходы которых подключены к входам блока сравнения, выход соединен, с входом блока памяти,при этом соответствующие выходы блока формирования двоичных комбинаций подключены к входам инверторов и к первым входам первого блока ключей вторые входы и выходы которого соеS динены соответственно с выходом общего сумматора и с входами первого блока детекторов, выходы которого подключены к входам первого параллельно-последовательного накапливающего регистра, а выходы инверторов подключены к первым входам второго блока ключей, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходом общего сумматора и с входами второго блока детекторов, выходы которого подключены к входам второго параплельно-последовательi oro накапливающего регистра.

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И} зсЬВ Н 04 1. 27/22

13. „,.;, И

ВКВ.1ИОХНА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытьй

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3534689/18-09 (22) 06.01.83 (46) 07.08.84. Бюл. М 29 (72) В.П. Зайкин и А.Л. Покрасс (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (53) 621. 394.62 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 341170, кл. Н 04 В 15/ОО, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

У 794767, кл. Н 04 L 27/22, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ

ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее расщепитель сигналов на низкочастотные компоненты, выход которого подключен к первому входу вычитающего блока, выход которого соединен с соответствующим входом общего сумматора, и к входу блока оценки импульсной реакции, выходы которого подключены к первым входам перемножителей,вторые входы и выходы которь|х соединены соответственно с выходами блока формирования двоичных комбинаций и с входами сумматора, выход которого подключен ко второму входу вычитающего блока, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности демодуляции в каналах с быстроменяющимися параметрами, введены инверторы, два блока ключей, блок сравнения, два блока детекторов, блок памяти и два параллельно-последовательных накапливающих регистра, выходы которых подключены к входам блока сравнения, выход соединен. с входом блока памяти,при этом соответствующие выходы блока формирования двоичных комбинаций подключены к входам инверторов и к первым входам первого блока ключей вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходом об- ф щего сумматора и с входами первого блока детекторов, выходы которого подключены к входам первого параллельно-последовательного накапливающего регистра, а выходы инверторов подключены к первым входам второго блока ключей, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходом общего сумматора и с входами второго блока детекторов, выходы которого подключены к входам второго параллельно-последовательМого накапливающего регистра.

1107326

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться в системах передачи дискретной информации по каналам связи с рассеянием энергии принимаемых сигна- 5 лов во времени и по частоте.

Известно устройство для демодуляции двоичных сигналов, содержащие перемножители, выходы которых соединены через сумматоры с входами вычитающих блоков, первый дополнительный сумматор, блок оценки импульсной реакции и линию задержки, вход которой соединен с выходом блока преобразования входного сигнала, второй дополнительный сумматор, выход которого соединен с входом дискриминатора уровня сигнала, регистра сдвига, выходы которого соединены с первыми входами перемножителей 513. 20

Однако устройство имеет низкую достоверность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для демодуляции двоичных сигнапов, содержащее расщепитель сигналов на низкочастотные

30 поненты, выход которого подключен к первому входу вычитающего блока, выход которого соединен с соответствующим входом общего сумматора, и к вхо. ду блока оценки импульсной реакции, 55 выходы которого подключены к первым входам перемножителей, вторые входы и выходы которого соепинены компоненты, выход которого подключен к первому входу вычитающего блока, выход которого соединен с соответствующим входом общего сумматора, и к входу блока оценки импульсной реакции, выходы которого подключены к первым входам перемножителей, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходами бло-3> ка формирования двоичных комбинаций и с входами сумматора, выход которого подключен к второму входу вычитающего блока E.2 .

Однако известное устройство имеет gp низкую достоверность демодуляции в каналах с быстроменяющимися параметрами.

Цель изобретения — повышение дос. товерности демодуляции в каналах с быстроменяющимися параметрами.

Для достижения поставленной цели в устройство для демодуляции двоичных сигналов, содержащее расщепитель сигналов на низкочастотные комсоответственно с выходами блока формирования двоичных комбинаций и с входами сумматора, выход которого подключен к второму входу вычитающего блока, введены инверторы, два блока ключей, блок сравнения, два блока детекторов, блок памяти и два параллельно-последовательных накапливающих регистра, выходы которых подключены к входам блока сравнения, выход которого соединен с входом блока памяти, при этом соответствующие выходы блока формирования двоичньтх комбинаций подключены к входам инверторов и к первым входам первого блока ключей, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходом общего сумматора и с входами первого блока детекторов, выходы которого подключены к входам первого параллельно-последовательного накапливающего регистра, а выходы инверторов подключены к первым входам второго блока ключей, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходом общего сумматора и с входами второго блока детекторов, выходы которого подключены к входам второго параллельно-последовательного накап- v ливающего регистра.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — реакций канала на символы, переданные в разные моменты времени.

Ус-.ройство для демодуляции двоичных сигналов содержит расщепитель сигналов на низкочастотные компоненты, блок 2 памяти, вычитающий блок 3, сумматор 4,перемножители

5, блок 6 оценки импульсной реакции, блок 7 формирования двоичных комбинаций, общий сумматор 8, инверторы 9, первый блок 10 ключей

10 -10, первый блок 11 детекторов

11 — 11,, второй блок 12 ключей

12„-12< второй блок 13 детекторов

13 †1, первый и второй параллельно-последовательные накапливающие регистры 14 и 15 соответственно, блок 16 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

С выхода расщепителя 1 сигнал по каждой компоненте в виде отсчетов длительностью Т поступает на вход вычитающего блока 3, где в каждый момент времени Т, имеется М отсче1107326 то!Греакции канала на элементарную посыпку, поступающих с блока 6 (здесь М память канала), М =—

Т . Т»- длительность реакции канала на элементарную посыпку) . С выходов блока формирования двоичных комбинаций 7 на другие входы перемножителей 5 в течение тактового интервала

Т поочередно поступают 2 различных двоичных комбинаций длины М, из которых на основе отсчетов реакции канала на элементарную посыпку формируются все возможные варианты ожидаемого входного сигнала длительностью Т на интервале T> .

Запишем выражение для любого отсчета ожидаемого сигнала длительностью Т. Для этого введем обозначения .

Пусть на интервале Т передан информационнь»й символ с!. =! s4

Тогда любой из остальных М-1 символов на интервале существования отклика канала длительностью Т, от ъ -ого символа обозначаем где Q » номер посылки на интервале

Тэ с (к= 0,1,...,М-1) . Например, К 0 соответствует элементу с1 при K- =1 получаем элемент С»-;,„ и

Т Д, Р

-ый отсчет реакции канала на элементарную посылку (l} = 0,1,...,М-1), ч. С вЂ” отсчет длительностью Т сформированного сигнала на 1,»1 -ом интервале анализа, 7 — интервал длительностью Т, М на котором сосредоточена вся реакция канала на 1,-ю посылку. (фиг.2). л(„1

Тогда отсчет )("1 - X а1,» с) с»с с-О

1 формируется перемножителями 5 и сумматором 4 » -ой компоненты.

Перебираем различные варианты комбинаций

1 1 1» 1, Iha f*11",» ОИ-I формируемые в блоке 7. Причем для каждой компоненты вычисляется раэЖ л». ность сх.»;а,(между Х»,. и отсчетом входного сигнала х,, для (<1 компоненты »» на интервале Т,«

Эту операцию выполняет вычитающий блок 3

У (М! 1 1 Л 1 »»»1» Ь» С»»»

О!4 ЯС (м) а1 (1

С выхода вычитающего блока 3 вычисленные разности с С, < поступают

ФИ на общий Сумматор S где вычисляется общая мера близости между отсчетом !

5 входного сигнала 2 + и сформированным сигналом %.с»,»

» л дат Ф сА»к г »»», ь»,г +»+i »,г

Величины с »,р записываются в детекторы 11» -1!м и 13 -!Зм обоих блоков 11 и !3 через первый 10 и второй 12 блоки ключей 10„-10л» и

12, -1 2».».

Выходы разрядов блока 7 управляют соответствующикя» ключами. При наличии (+1) в -ом разряде, сформированной в блоке 7 комбинации, открывается -ый ключ 10 первого блока

10 ключей, управляющий вход которого соединен с выходом -ro разряда.

Если в -ом разряде блока 7 (-1), то открывается одноименный ключ 12

35 второго блока 12 ключей, управляющий вход которого соединен через соответствующий инвертор 9 с выходом -ой ячейки, так как в этом случае (+1) будет на управляющем входе P-ro

40 ключа второго блока 12 ключей, Например, и -ая комбинация (Сц к. принимает вид =0; a„.e1, -1>a .,-+1g=e., а;,„,--1

45 . О . т.е. комбинация имеет вид 11-1-1.

При таких обозначениях от комби. нации 11-1-1 открываются ключи с

50 номерами g 0 и j =1 первого блока

1Ц ключей и осуществляется запись в соответствующие детекторы первого блока 11 детекторов с номерами g 0 и j 1, также от55 крываются соответствующие ключи второго блока 12 ключей с номерами 2 и 3 и осуществляется запись в соответствующий детектор

1107326, второго блока 13 детекторов с номерами 2 и 3.

При каждой конкретной двоичной комбинации (;«.,(» j открываются ровно М ключей 101-1Орди 12 -12

° Детекторы 11« -11м и 13 -13м определяют и запоминают наименьшее напряжение, поступающее на их.вход эа время такта обработки. Таким образом, каждый детектор, из всех поступающих íà его вход в течение такта обработки с (выбирает и запоминает наименьшее значение

min g которое в конце такта обработки переписывает в соответствующую ячейку параллельно-последовательно накапливающего регистра

14 с номером j Поскольку величины 8>+ г являются мерой близости отсчета 3 принимаемого

20 сигнала и отсчета сформированного сигнала Ь1,ц а следовательно, и мерой соответствий вектора переданных символов а j определяющего величину отсчета .+ и век25 тора (ь „ » у сформированного в блоке 7 формирования двоичных комбинаций и определяющего значение сигнала -, - „г следовательно, они (g..+,(t, 1 отражают условные ве- ЗО роятности того, чтобы был передан вектор двоичных символов (-,< при условии, что принят отсчет сигнала Ь. а именно P(jaz Jq/ -, Учитывая сказанное, можно утверждать,gg что в конце 6+v -ro такта обработки в j --ом детекторе 11 первого блока 11 хранится min с(-, „.(а;,„ (с-1 который соответствует максимальной вероятности того, что в переданном 40 векторе M двоичных символо:з (с11 „..}

$ -ый символ имеет значеиие д.+,(.> = 1 а в j -ом детекторе 11-1 второго блока 13 хранятся min с (1..(а1+ ф соответствующий максимальной вероят- 45 ности того, что в двоичном переданном векторе символов (Qi+ j -ый символ принял значение os+1 j«1

Реакция от каждого переданного символа сосредоточена на интервале длительностью МТ, поэтому относи-. тельно каждого символа можно вычислить М величин min d+ (..) характеризующих вероятность того, что переданный символ принял значение +1 и М величин min Д (1 Я характеризую-! щих вероятность того, что переданный символ принял значение

За М тактов обработки суммарная величина Д(+1 и с 1 накапливаются

Х Z в ячейках первого и второго параллельно-последовательных накапливающих регистрах 14 и 15, последовательно передвигаясь с каждым тактом от крайне левой ячейки с номером g =0 ( до крайней правой ячейки с номером

j =М-1. Таким образом, в. течение М тактов обработки в первом и втором параллельно-последовательных накапливающих регистрах 14 и 15 накапливается вся возможная информация о символе, который участвовал в процессе вычисления с и о 1 M раз.

С учетом введенных обозначений рассмотрим процесс принятия решения относительно символа Q («(й

Величина min wg > (a, i

Qi =1, а величина min d „> (с ;„, эквивалентна вероятности того, что

С1 = -, На первом такте обработки (первый такт для д. > =0 и С,, записывается из крайнего левого детектора 11 первого блока 11 в крайнюю левую ячейку первого параллельно-последовательного накапливающего регистра 14, а З д — во второй параллельно-последовательный накапливающий регистр 15. Далее рассматривается процесс вычисления только О" ) о гипотезе - = 1, аналогично происходит процесс вычисления с1

На следующем такте обработки 1 =1 и буд(ет вычислена величина

min g-,, О . которую надо сложить с величиной min 9 ", + вы. численную на предыдущем такте обработки. Эта операция происходит во второй (j =1) ячейке первого параллельно-последовательного накапливающего регистра 14, когда в конце предыдущего такта была переписана из ячейки (=О) величина min д-, „ .

° И+1

После сложения в ячейке j =1 находится величина сЕ =attn су;,, +в и d>,< (+1 (й

После сложения в конце =1 такта величина сФ() переписывается в сле7 дующую ячейку = 2, чтобы на следующем такте обработки сложится

« с величиной ш1п о „, и так далее. В конце М-ro такта обработки в крайней правой ячейке первого параллельно-последовательного накапливающего регистра 14 будет находится величина

С(61IA czliic + 1йи cj- „..t 1 О!И(31«„«м, 1107326

Так, если Hà

Q-. (a Д1 осуществляется в ячейке

СЯ первого параллельно-последовательного накапливающего регистра 14 с номером, то 4 ч Ик!,+ ),сЬ =2

35 (p ° ) относительно символ в

0;,„, <. вычисляются в предыдущих

l Фмп с к- p (у-1) и (/-2) и т.д. ячеиках первого параллельно-последовательного накап40 ливающего регистра.

Таким образом, одновременно в первом параллельно-последовательном накапливающем регистре находится которая эквивалентна вероятности того, что a- = 1. Причем, с 1 включает в себя всю информацию о реакции канала на символ а которая присутствовала в течение времени ИТ. Чем меньше Д0 тем, % значит, точнее М раэ соответствовал принятый сигнал,.- сформированному (в предположенйи, что

С ., =1), сигналу 7 tt Н+у . Поэтому решение о знаке С! выносится блоком 16 сравнения, который сравнивает соцержимое крайних правых

j=M-1 ячеек первого 14 и второго !5 параллельно-последовательных накапливающих регистров, и если d " Д то выносится решение о том, что если оф(d (то выносится решение, что с, +1

На выходе блока 16 сравнения будет высокий потенциал, если О < и низкий при а =-<, Это напряжение фиксируется в блоке 12 памяти, откуда считывается раэ за такт потребителем информации.

Аналогично накапливаются Д +! и о других элементах: е

О1,,< }+1><+gt" 4ъьм и т.д.

25 текущее с 1 об М элементах, участЕ л вующих в образовании сигнала

Последовательность выполнения ойе. раций по вынесению решения о знаках переданных символов задается сеткой управляющих импульсов.

Общий сумматор должен вычислять

2FT меру близости (.)- у 2

И=1 где ®„ величины, вычисленные по каждой компоненте.

Напряжения Ot могут быть как положительными, так и отрицательными величинами, поступающими на входы общего сумматора 8.

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства заключается в повышении достоверности демодуляции без увеличения времени задержки демодуляции. Повышение достоверности достигается благодаря использованию накапливания мер близости

min ф для проверки гипотез о переданных символах Oq t- или с + =-1. Это позволило отказаться от обратной связи по решению и тем самым избежать размножения ошибок, С другой стороны накопление величин с! ) эквивалентных вероятностям гипотез о = 1 позволило на каждом такте обработки анализировать отрезок входного сигнала только длительностью Т. в отличие от известного, в котором на каждом такте обрабатывается отрезок входного сигнала длительностью МТ. Это дает воэможность на каждом такте обработки при вьиислении ц(ата- t) q поль.— воватьск новыми отсчетами реакции канала С, что дает воэможность работать в каналах связи, где с) меняется быстро, т.е. в каналах с быстроменяющимися параметрами, например, в КВ каналах.! 107326

1107326

Составитель А. Москевич

Техред Т.Маточка КорректоР M. Шароши

Редактор Е. Лушникова

Тираш 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5778/44

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4