Система связи с фазовой модуляцией

 

1. СИСТЕМА СВЯЗИ С ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащая на передающей стороне формирователь управляющего сигнала, первый выход которого подключен к управляющему входу объединителя цифровых каналов, выход которого соединен с первым входом фазового модулятора, и генератор несущей частоты, а на приемной стороне блок тактовой синхронизации, выход которого соединен с первым входом формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к первому входу распределителя, второй вход которого соединен с выходом демодулятора , вход которого подключен к входу умножителя частоты, и формирователь опорных сигналов, отличающаяся тем, что, с целью повьшения скорости передачи, на передающей стороне введены генератор двоичной псевдошумрвой последовательности, фазовращатель и переключатель, первый вход которого соединен с выходом фазовращателя, вход которого подключен к выходу генератора несущей частЬты и второму входу переключателя, третий вход которого соединен с выходом генератора двоичной псевдошумовой последовательности, первый вход которого соединен с вторым выходом формирователя управляющего сигнала, тактовый вход которого подключен к второму входу генератора двоичной псевдошумовой последовательности, При этом выход переключателя подключен к второму входу фазового модулятора , а на приемной стороне введены три переключателя, фазовращатель, фазовый детектор, согласованный фильтр-накопитель, фиксатор максимуI ма абсолютной величины, дополнительный формирователь опорных сигналов, (Л определитель знака, блок памяти, инвертор и генератор двоичной псевдоШ5 мовой последовательности, первый вход которого соединен с выходом блока тактовой синхронизации, вход которого Ьодключен к входу согласованного фильтра-накопителя и выходу фазового детектора, первый вход коСлд торого соединен с выходом дополнис тельного формирователя сигналов , вход -которого соединен с вто00 N9 рым входом фазового детектора, первым входом первого переключателя и входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом первого переключателя , выход которого подключен к входу формирователя опорных сигналов , выход которого подключен к первому входу второго переключателя и входу фазог ращателя, выход которого соединен с вторым входом второго переключателя, третий вход которого соединен с первым входом третьего переключателя и первым выходом гене

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (11) (д) Н 04 L 27/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГИЙ

1 м

)t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3545985/24-09 (22) .27.01.83 (46) 07.01.85. Бюл. К (72) В.В. Гинзбург и Г.Г.Мурджикнели (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.M.À.Бонч-Бруевича (53) 621.394.6(088.8). (56) 1. Спилкер Д. Цифровая спутниковая связь. М., "Связь", 1979, с. 258-271 .

2. Стиффлер Д. Теория синхронной связи. M., "Связь", 1979, с. 463-467 (прототип). (54)(57) 1. СИСТЕМА СВЯЗИ С ФАЗОВОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащая на передающей стороне формирователь управляющего сигнала, первый выход которого подключен к управляющему входу объеди нителя цифровых каналов, выход кото рого соединен с первым входом фазового модулятора, и генератор несущей частоты, а на приемной стороне— блок тактовой синхронизации, выход которого соединен с первым входом формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к первому входу распределителя, второй вход которого соединен с выходом демодулято ра, вход которого подключен к входу умножителя частоты, и формирователь опорных сигналов, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения скорости передачи, на передающей стороне введены генератор двоичной псевдошумовой последовательности, фазовращатель и переключатель, первый вход которого соединен с выходом фазовращателя, вход которого подключен к выходу генератора. несущей частоты и второму входу переключателя, третий вход которого соединен с выходом генератора двоичной псевдошумовой последовательности, первый вход которого соединен с вторым выходом формирователя управляющего сигнала, тактовый вход которого подключен к второму входу генератора двоичной псевдошумовой последовательности, при этом выход переключателя подключен к второму входу фазового модулятора, а на приемной стороне введены три переключателя, фазовращатель, фазовый детектор, согласованный фильтр-накопитель, фиксатор максимума абсолютной величины, дополнительный формирователь опорных сигналов, определитель знака, блок памяти, инвертор и генератор двоичной псевдошумовой последовательности, первый вход которого соединен с выходом блока тактовой синхронизации, вход которого йодключен к входу согласованного фильтра-накопителя и выходу фазового детектора, первый вход которого соединен с выходом дополнительного формирователя опорных сигналов, вход .которого соединен с вторым входом фазового детектора, первым входом первого переключателя и входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом первого переключателя, выход которого подключен к входу формирователя опорных сигналов, выход которого подключен к первому входу второго переключателя и входу фазонращателя, выход которого соединен с вторым входом второго переключателя, третий вход которого соединен с первым входом третьего переключатечя н первым выходом гене1133682 ратора двоичной псевдошумовой последовательности, второй выход которого подключен к второму входу третьего переключателя, третий вход которого подключен к выходу блока памяти, вход которого соединен с выходом определителя знака, первый вход которого соединен с вторым входом . генератора двоичной псевдошумовой последовательности, с вторым входом формирователя, управляющего сигнала и выходом фиксатора максимальной абсолютной величины, вход которого подключен к второму входу определите. ля знака и выходу согласованного фильтра-накопителя, при этом выход третьего переключателя соединен с третьим входом первого переключателя, а выход второго переключателя

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в многоканальных системах связи . с временным делением цифровых каналов при передаче сообщений в цифровой форме.

Известно устройство, содержащее на передающей стороне объединитель цифровых каналов, управляющий вход которого соединен с выходом блока 10 управления, выход объединителя цифро вых каналов соединен с входом фазового модулятора, другой вход которого подключен к выходу генератора несущей, а на приемной стороне — последовательно соединенные фазовый демодулятор и распределитель цифровых каналов, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом распределителя цифровых каналов, 2О тактовый синхронизатор и формирователь опорных колебаний, входы которых объединены и подключены к соответствующему входу фазового демодулятора, опорный и тактовый входы ко- 25 торого подключены к соответствующим выходам тактового синхронизатора и формирователя опорных колебаний )1j, Недостатком устройства является сложность конструкции. ЗО

Наиболее близким техническим решением к изобретению является система подключен к второму входу демодулятора.

2. Система по и. 1, отличающ а я с я тем, что согласованный фильтр-накопитель содержит два сумматора, элемент задержки и ослабитель сигнала, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора и входу элемента задержки, первые и второй выходы которого соединены с соответствующими вторыми и третьими входами второго сумматора, причем третий вход второго сумматора подключен к входу ослабителя сигнала, а второй вход первого сумматора является входом согласованного фильтра-накопителя, выходом которого го является выход второго сумматора. связи с фазовой модуляцией, содержа- щая на передающей стороне формирователь управляющего сигнала, первый выход которого подключен к управляющему входу объединителя цифровых каналов, выход которого соединен с первым входом Фазового модулятора, и генератор несущей частоты, а на приемной стороне — блок тактовой синхронизации, выход которого соединен с первым входом формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к первому входу распределителя, второй вход которого соединен с выходом демодулятора, вход которого подключен к входу умножителя частоты, выход которого соединен с входом формирователя опорных сигналов (1) .

Однако известная система обладает низкой скоростью передачи.

Цель изобретения — повышение скорости передачи.

Для достижения поставленной цели в систему связи с фазовой модуляцией, содержащую на передающей стороне формирователь управляющего сигнала, первый выход которого подключен к управляющему входу объединителя цифровых

<аналов, выход которого соединен первым входом фазового модулятора, 1133682 и генератор несущей частоты, а на приемной стороне — блок тактовой синхронизации, выход которого соединен с первым входом формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к первому входу распределителя, второй вход которого соединен с выходом демодулятора, вход которого подключен к входу умножителя частоты, и формирователь опорных 10 сигналов, на передающей стороне введены генератор двоичной псевдошумовой последовательности, фазовращатель и переключатель, первый вход которого соединен с выходом фазовращателя, вход которого подключен к выходу генератора несущей частоты и.второму входу переключателя, третий вход которого соединен с выходом генератора двоичной псевдошумовой последова- 20 тельности, первый вход которого соединен с вторым выходом формирователя управляющего сигнала, тактовый вход которого подключен к второму входу генератора двоичной псевдошумовой 25 последовательности, при этом выход переключателя подключен к второму входу фазового модулятора, а на приемной стороне введены три переключателя, фазовращатель, фазовый детектор, согласованный фильтр-накопитель, фиксатор максимума абсолютной величины, дополнительный формирователь опорных сигналов, определитель знака, блок памяти, инвертор и гене-

35 ратор двоичной псевдошумовой последовательности, первый вход которого соединен с выходом блока тактовой синхронизации, вход которого подключен к входу согласованного фильтра- 40 накопителя и выходу фазового детектора, первый вход которого соединен с выходом дополнительного формирователя опорных сигналов, вход которого, соединен с вторым входом фазового детектора, первым входом первого переключателя и входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом первого переключателя, выход которого подключен к входу формирователя опорных сигналов, выход которого подключен к первому входу второго переключателя и входу фазовращателя, выход которого соединен с вторым входом второго переключателя, тре- 55 тий вход которого соединен.с первым входом третьего переключателя и пер вым выходом генератора двоичной псевдошумовой последовательности, второй выход которого подключен к второму входу третьего переключателя, третий вход которого подключен к выходу блока памяти, вход которого соединен с выходом определителя знака, первый вход которого соединен с вторым входом генератора двоичной псевдошумовой последовательности, с вторым входом формирователя управляющего сигнала и выходом фиксатора максимальной абсолютной величины, вход которого подключен к второму входу определителя знака и выходу согласованного фильтра-накопителя, при этом выход третьего переключателя соединен с третьим входом первого переключателя, а выход второго переключателя подключен к второму входу демодулятора.

Кроме того, согласованный фильтрнакопитель содержит два сумматора, элемент задержки и ослабитель сигнала, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора и входу элемента задержки, первые и второй выходы которого соединены с соответствующими вторыми и третьими входами второго сумматора, причем третий вход второго сумматора подключен к входу ослабителя сигнала, а второй вход первого сумматора является входом согласованного фильтра-накопителя, выходом которого является выход второго сумматора.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенной системы связи с фазовой модуляцией; на фиг. 2- структурная электрическая схема согласованного фильтра-накопителя.

Система содержит на передающей стороне объединитель 1 цифровьм каналов, фазовый модулятор 2, формирователь 3 управляющего сигнала, генератор 4 двоичной псевдошумовой последовательности, переключатель 5, фазовращатель 6, генератор 7 несущей частоты, а на приемной стороне— демодулятор 8, распределитель 9, умножитель 10 частоты, инвертор 1 1, первый переключатель 12, формирователь 13 опорных сигналов, фазовращатель 14, второй переключатель 15, дополнительный формирователь 16 опорных сигналов, фазовый детектор 17, 1133682 сог,ласованный фильтр-накопитель 18, фиксатор 19 максимальной абсолютной величины, определитель 20 знака, блок 21 памяти, третий переключатель 22, блок 23 тактовой синхронизации, формирователь 24 управляющего сигнала и генератор 25 двоичной псевдошумовой последовательности.

Согласованный фильтр-накопитель содержит первый сумматор 26, элемент 27 задержки, второй сумматор 28 и ослабитель 29 сигнала.

Система работает следующим образом.

На вход системы поступают синхронно т-ные, например двоичные, сообщения от N каналов с длительностью элемента сигнала Т=NT, которые. объединителем 1 цифровых каналов преобразуются в единый цифровой поток с длительностью элемента сигнала Т . Символы этого потока модулируют в фазовом модуляторе 2 гармоничные колебания, поступающие через переключатель 5 от генератора 7 несущей частоты.

20

Последовательность подключения цифровых каналов задается формирователем 3 управляющего сигнала, котоЗС рый один раз за цикл из N -актов, например в момент подключения первого из N каналов, вырабатывает установочный импульс для генератора 4 двоичной псевдошумовой последовательности, период которого совпадает с циклом, т,е. тоже состоит из N тактов. В зависимости от состояния генератора 4 двоичной псевдошумовой последовательности на и-м такте пере ключатель 5 пропускает на опорный вход фазового модулятора 2 сигнал с выхода генератора 7 несущей частоты либо непосредственно, либо через фазовращатель 6 на » /m, благодаря чему фаза и-го элемента сигнала, по- >. ступающего на вход канала (выход фазового модулятора 2), -равна л Л г»»

"п (1) где и — цифровой символ и-го кана- . о

Yl ла (Осц с-1); р — символ на выходе генератора 4 двоичной псевдошумовой последовательности, равный 0 или 1 55

На приеме сигнал поступает на вход демодулятора 8, с выхода которого последовательность цифровых

m-ных символов подается на распреде литель 9. Управляющие сигналы на распределитель 9 поступают от формирователя 24 управляющего сигнала таким образом, что выход демодулятора 8 подключен к и-му из N выходов распределителя 9 во время демодуляции сигнала п-ro цифрового канала.

Рассмотрим, как обеспечивается, вопервых, необходимая для этого синхронизация формирователя 24 управляющего сигнала и, во-вторых, правильная демодуляция. В канале к фазе eL добавляется неопределенная фаза, которую можно представить в виде

q= 1+p+q

mO О

Фаза,,()Ц„ с /2m) компенсируется в формирователе 13 опорных сигналов, для дальнейшего она несущественна и может быть принята равной нулю.

Тогда фаза на выходе канала

0 =М + = -(q Oq )+ (p Op ), (2)

n II m n 0 m n 0 где q уо — сумма по модулю m; р„ р — сумма по модулю 2.

В умножителе 10 частота сигнала 4)> и его фаза 3„ умножаются на m так, что частота на выходе умножителя 10 равна m;,I, а фаза

rn »(рn8pG) (3) т.е. умножитель частоты снимает информационную модуляцию, но оставляет дополнительную модуляцию, определяемую генератором 4 двоичной псевдошумовой последовательности.

Полученный на выходе умножителя 10 частоты сигнал с частотой mQ и фазой д, принимающей значения 0 или », детектируется как обычный фазоманипулированный сигнал с помощью фазового детектора 17 и дополнительного формирователя 16 опорных сигналов.

Прямая (если р =О) или инвертированная (если р =1) псевдошумовая о последовательность поступает на согласованный фильтр-накопитель 18 (состоящий, например, из согласованного с двоичной псевдошумовой последовательностью фильтра и накопителя, ослабляющего действия помех). Фиксатор 19 максимальной абсолютной величины определяет момент времени, в который абсолютная величина сигнала на выходе согласованного фильтранакопителя 18 максимальна. Этот момент жестко связан с началом перио1133682 да псевдошумовой последовательности в принимаемом сигнале. Вырабатывае мый в этот момент импульс, во-первых, устанавливает в нужную фазу формирователь 24 управляющего сигнала распределителем 9, во-вторых, устанавливает фазу генератора 25 двоичной псевдошумовой последователь. ности, имеющегося на передаче. Этот импульс используется также в качестве стробирующего в определителе 20 знака выходного сигнала согласованного фильтра-накопителя 18 в момент, когда этот сигнал максимален.по абсолютной величине. Этот знак запоминается в блоке 21 памяти на период псевдошумовой последовательности ,и определяет состояние третьего переключателя 22. Если ро =0, то сигнал на выходе определителя 20 знака положителен и на выход третьего переключателя 22 проходит сигнал с выхода генератора 25 двоичной псевдошумовой -последовательности. Если р =1 о то сигнал на выходе определителя 20 знака отрицателен и на выход переключателя 22 проходит сигнал с выхода генератора 25 двоичной псевдошумовой последовательности. Таким образом, на третий вход переключате- ЗО ля 12 поступает сигнал, отображаемый суммой р 9р . При этом сигнал с выхода умножителя 10 частоты с фазой я проходит на выход переключателя 12 либо через инвертор 11, либо з5 минуя его, благодаря чему этот сигнал представляет собой неманипулированное колебание частоты mQ .

К фазе полученного на выходе форо мирователя 16 опорного сигнала час- 4о тоты Яр с помощью фазовращателя 14 л р на р /тп и второго переключателя 15, управляемого с прямого выхода генератора 25 двоичной псевдошумовой последовательности, добавляется или не добавляется фаза /m, т .е .опорное колебание на опорном входе демодулятора 8 имеет ту же дополнительную модуляцию, что и принимаемый сигнал, поэтому дополнительная модуляция не оказывает влияния на прием.

Неопределенность, связанная с фазой 2иqo/ò в формуле (2), устраняется любым из известных методов, например с помощью пилотного сигнала или переходом к фазоразностнои (относительной фазовой) модуляции.

Согласованный фильтр-накопитель 18 работает следующи образом.

Поступающий на его вход сигнал через сумматор 26 подается на элемент 27 задержки и посге задержки на время NTo=T и ослабления в ослабителе 29 сигнала, например, в (1-Е) раз, складывается в сумматоре 26 с таким же (если пренебречь помехами) сигналом следующего периода псев. дошумовой последовательности,.равного Т. Таким образом, в элементе 27 задержки s установившемся режиме цир. кулирует накопленная псевдошумовая последовательность с амплитудой в 1/Я раз большей, чем у входного сигнала. Сигналы c N отводов элемента 27 задержки поступают на прямые или инверсные входы (взвешивающего) сумматора 28, выходное напряжение которого максимально по абсолютной величине, когда на нулевом отводе (на входе) элемента 27 задержки присутствует последний элемент псевдошумовой последовательности, а на его последнем отводе — первый элемент последовательности.

Таким образом, изобретение позволяет повысить скорость передачи сигналов с фазовой модуляцией.

1133682

Фиг, 1 щццЯЗИ Заказ 9961/44 ТИРаа 658 Подписное фингал ШШ "Патвнт", г.Ужгород, уй.ПРоектная, 4