Автокорреляционный демодулятор сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка

 

Изобретение относится к радиосвязи . Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устр-гво содержит гетеродин 1, смеситель 2,.полосовой фильтр 3, блок задержки 4, перемножители 5, 10, 15, 17 и 21, интеграторы 6, 12 и 18э блоки вычисления (БВ) 7 и 23 знака, выпрямители 8 и 11, фазовращатель 9, БВ 13 косинуса, коммутаторы 14 и 20, сумматор 16, БВ 19 синуса и вычитатель 22. В устрве производятся точное измерение модулей синуса и косинуса разностей фаз между соседними посьижами, поворот фазы задержанного на длительность посылки сигнала и собственно автокорреляционный прием, т.е. вычисление знака косинуса разности фаз текущей посьшки и сигнала предьщущей посылки, повернутого по фазе на угол Ч. В случае компенсации фазового сдвига & сигналь: соседних посылок м.б. либо синфазными, либо противоположными в зависимости от передаваемого информационного символа. При этом реализуется максимально возможная при автокорреляционном приеме помехоустойчивость . 2 ил. (/

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (SD 4 Н 04 1 27 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4211498/24-09 (22) 17.03.87 (46) 23.09.88. Бюл. 0 35 (72), А.В.Тюкаев (53) 621.391.23(088.8) (56) Окунев Ю.Б. Теория фазоразностной модуляции. — М.: Связь, 1979, с.125, рис.4.3. (54) . АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР

СИГНАЛОВ С ФАЗОРАЗНОСТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

ПЕРВОГО ПОРЯДКА (57) Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости. Устр-во содержит гетеродин 1, смеситель 2, полосовой фильтр 3, блок задержки 4, перемно-. жители 5, 1О, 15, 17 и 21, интеграторы 6, 12 и 18, блоки вычисления (БВ) 7 и 23 знака, выпрямители 8 и. Я0» 1425869 А1

11, фазовращатель 9, БВ 13 косинуса, коммутаторы 14 и 20, сумматор 16, БВ 19 синус а и вычита тель 22. В устрве производятся точное измерение модулей синуса и косинуса разностей фаз между соседними посылками, поворот фазы задержанного на длительность посылки сигнала и собственно автокорреляционный прием, т.е. вычисление знака косинуса разности фаз текущей посылки и сигнала предыдущей посылки, повернутого по фазе на угол

В случае компенсации фазового сдвига 4Ч сигналы соседних посылок м.б. либо синфазными, либо противоположными в зависимости от передаваемоф го информационного символа. При этом реализуется максимально возможная при автокорреляционном приеме помехоус" тойчивость. 2 ил, 1425869

40 з (1) 2- Рт o= k 2ii F т где 1 — целое число; ь, — номинальная частота сигнала на выходе фильтра 3;

Рг — тактовая частота.

В этом случае при отсутствии манипуляции разность фаз двух соседних посылок составляет /4. Соответствующие сигнальные векторы изображены на фиг.2а, соответствующие сигналы на двух соседних посылках на фиг.26.

В случае, когда информационные параметры соседних посылок разные, один из векторов, например, х„ имеет противоположную фазу (фиг.2в). В результате нестабильности генераторов и гетеродинов, входящих в состав канала

Изобретение относится к технике радиосвязи и может найти применение . при построении радиорелейных систем передачи„ а также систем радиосвязи с подвижными объектами.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг.l изображена структурная электрическая схема автокорреляцион- 10 ного демодулятора сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка; на фиг.2 — векторные диаграммы сигналов.

Автокорреляционный демодулятор 15 сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка содержит гетеродин 1, смеситель 2, полосовой фильтр

3, блок 4 задержки, первый перемножитель 5, первый интегратор 6, пер- 20 алый блок 7 вычисления знака, первый выпрямитель 8, фазовращатель 9, второй перемножитель 10 второй выпрямитель ll, второй интегратор 12, блок

13 вычисления косинуса, первый комму- 2 татор 14, третий перемножитель 15, Сумматор 16, четвертый перемножитель

l7, третий интегратор l8, блок 19 вычисления синуса, второй коммутатор

20,пятый перемножитель 2 i,âû÷èòàòeëü 30

22 и второй блок 23 вычисления знака.

Ав токорреляционный демодулятор сигналов с фаэоразностной модуляцией первого порядка работает следующим образом. . 35

Номинальная частота гетеродина 1 выбирается таким образом, что номинальная частота несущего колебания на выходе фильтра 3 удовлетворяет соотношению связи„угол между векторами соседних посылок может отличаться от изображенного (фиг.2а и в). Однако, если нестабильности таковы, что разность фаз между векторами (фиг.2а) лежит в пре|целах Π— li/2, то косинус и синус угла Й Ч не меняют своего знака, Таким образом, если с достаточной точностью измерить синус и косинус угла Ф, то можно осуществить поворот фазы вектора х таким образом, что в случае фиг.2а он совпадал по фазе с вектором х,;, и ему противоположен в случае фиг.2в, В этом случае компенсируется фазовый сдвиг 4Т и сигналы соседних посылок могут быть либо синфазными, либо противоположными в зависимости от передаваемого информационного символа. При этом ре" ализуется максимально возможная при автокорреляционном гркеме помехоустойчивость.

Таким образом, в предлагаемом демодуляторе производится точное измерение модулей синуса и косинуса разностей фаз между соседними посылками, поворот фазы задержанного на длительность посылки сигнала и собственно автокорреляционный прием, т.е. вычисление знака косинуса разности фаэ текущей посылки и сигнала предыдущей посылки, повернутого пофазе на угол у, Измерение косинуса разности фаз соседних посылок осуществляется с помощью интегратора б, на вход которого поступает выпрямленный в выпрямителе 8 сигнал с выхода перемножителя 5. На выходе последнего формируется произведение сигналов на входе и выходе блока 4 задержки на один тактовый ичтервал. Указанная операция имеет следующий математический вид: где t — время интегрирования.

Поскольку соя 4 Р может иметь различный знак в зависимости от передаваемой информации, то измерить можно только его модуль, так как он неизменен во времени (фиг.2а,в), Увеличением времени интегрирования интегратора 6 можно сколь угодно повысить точность измерения угла 4 (фиг,.2а,в) и избавиться таким образом от влияния на его измерение адцитивных myмов, Синус угла а вычисляется в

3 14 258 блоке 19 по известной тригонаметрической формуле I sin х (= Ill-cos х.

При больших шумах и близости угла йЧ к значению а /2 точность измерения 5 косинуса падает, так как при этом увеличивается вероятность того, что он приобретет отрицательный знак (фиг.2а), а интегратор 6 вычисляет среднее значение косинуса. В этом слу10 чае основой для определения косинуса и синуса и 1 является измеритель синуса который построен аналогичным образом с помощью интегратора 12. Пас15 ледний вычисляет синус угла ЛЧблагадаря тому, чта введен фазовращатель

9 сигнала х, на угол а /2. Косинус угла г 9 вычисляется в блоке 13, аналогичном блоку 19. На входах коммута20 тора 14 имеются два значения косинуса угла Л Ч вЂ” непосредственно измеренный в интеграторе 6 и вычисленный в блоке 13 на основе измерения синуса интегратором 12. Аналогичные значения 2 синусов угла д P, полученные разньли путями, поступают на входы коммутатора 20. Оба коммутатора могут быть скаммутираваны таким образом, что на их выходах формируются соответственно значения косинуса и синуса, полученные от одного и того же интегратора (интегратора 6 или 12), Большую точность дает тот интегратор, на выходе которого это значение больше, так как при этом вероятность перехода соответствующей тригонометрической функции в область отрицательных значений меньше и является пренебрежимо малой в:большинстве практических

40 случаев (фиг. 2а, в) . Поэтому в вычитателе 22 и в блоке 23 вычисления знака определяется, какой из интеграторов 6 и 12 формирует больший уровень, а сигнал с выхода блока 23 управляет.коммутаторами 14 и 20 таким образам, чтобы на их выходах формировались значения косинуса и синуса, измеренные с помощью интегратора с большим уровнем, 69

Фазовый сдвиг "игнала на выходе блока 4 задержки осуществляется с помощью двух перемнажителей !5 и 21 и сумматора 16, Принцип осуществления фазового сдвига поясняется векторной диаграммой (фиг.2г). Вектор х„, соответствует сигналу на выходе блока

4 задержки, вектор х „, соответствует сигналу на выходе фазовращателя 9, а вектор х,., соответствует искомому вектору, представляющему собой вектор х„,, гаверпутый на угол 1,Как видна из диаграммы (фиг.2г), вектор х,,, равен векторной сумме векторов х„ и х„,, умноженных соответственно на синус и косинус угла А „

Таким образом, на выходе сумматора

16 всегда образуется сигнал, равный сигналу на выходе блока 4 задержки, но повернутый на угол ЙЧ

На входах перемножителя 17 образуются синфазные либо противоположные сигналы в зависимости от передаваемога символа (без учета аддитивных шумов). Последующее интегрирование за время одной посылки в интеграторе 18 и определение знака этого интеграла в блоке 7 обеспечивает максимально помехоустойчивый прием для автокорреляционных демодуляторов с однократной фазоразностной модуляцией первого порядка для любого 41 в пределах 0 — n /2.

Указанный допустимый диапазон значений 4 Ч определяет допустимую суммарную нестабильность генераторов относительна определенной номинальной частоты 1). Как следует иэ (1), а также из фиг,2, допустимые значения при которых не происходит ухудшения помехоустойчивости, удовлетворяют соотношению

2л F- 2 i! Fр - — т w (2)

T Я вЂ” Я

Как видно из (2), относительная допустимая нестабильность увеличивается с уменьшением 1с.

Формула изобретения

Таким образом, получены точные значения синуса и косинуса угла 6 У причем точность увеличивается с увеличением времени интегрирования в интеграторах 6 и 12. Имея эти значения, можно осуществить фазовый сдвиг сигнала с выхода блока 4 задержки на угол

AB тока рреляцианный демодулятор сигналов с фаэараэностнай модуляцией первого порядка, содержащий паследовательна соединенные гетерадин, смеситель, паласовой фильтр, блок задержки и первый перемножитель, а также первый интегратор и первый блок вычисления знака„ причем выход полоЮ "м

Составитель И.Котиков

Техред М. Ходанич Корректор В.Романенко

Редактор Н.Бобкова

Заказ 4785/57

Тираж 660

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

5 1425869 6 сового фильтра соединен с вторым вхо- динен с вторыми входами первого и: дом первого перемножителя, второй второго коммутаторов, выход полосовход смесителя является входом авто- вого фильтра подключен к вторым вхокорреляционного демодулятора, а вы- 5 дам второго и четвертого перемножиход первого блока вычисления знака телей, выход блока задержки соедиявляется выходом автокорреляционного нен с вторым входом третьего перемнодемодулятора, о т л и ч а ю щ и й— жителя и с входом фазовращателя, выс я тем, что, с целью повьппения по- ход которого подключен к второму вхомехоустойчивости, введены первый вы- 10 ду пятого перемножителя, выход перпрямитель, последовательно соединен- вого интегратора соединен с входом ные фазовращатель, второй перемножи- блока вычисления синуса, с третьим тель, второй выпрямитель, второй ин- входом первого коммутатора и с пертегратор, блок вычисления косинуса, вым входом вычитателя, выход второго первый коммутатор, третий перемножи- 15 интегратора подключен к третьему вхотель, сумматор, четвертый перемножи- ду второго коммутатора и к второму тель и третий интегратор, последова- входу вычитателя, выход первого пе- . тельно соединенные блок вычисления ремножителя соединен с входом первосинуса, второй коммутатор и пятый пе- ro выпрямителя, выход которого подремножитель, а также последовательно 20 ключен к входу первого интегратора, соединенные вычитатель и второй блок а выход пятого перемножителя соединен вычисления знака, выход которого сое- с вторым входом сумматора.