Демодулятор трехпозиционных фазоманипулированных сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в annapiaType систем связи с фазовой манипуляцией. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Демодулятор содержит решающий блок, входы которого соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами декодера, первый выход которого является выходом демодулятора, а его второй выход соединен с входом регистратора ошибок, выход схемы восстановления посылок соединен с тактовыми входами решающего блока, обнаружителя сигнала и декодера, два перемножителя, фазовращатель на 90"^,- 2два фильтра нижних частот (ФНЧ), генератор, управляемый напряжением (ГУН), фильтр петли ФАПЧ. утроитель фазы, два аттенюатора, два инвертора фазы и два сумматора, причем выходы первого и второго сумматоров и второго ФНЧ соединены с соответствующими входами решающего блока, первый входы первого и второго перемножителей объединены и являются входом демодулятора, а их выход-ы через соответственно первый и второй ФНЧ соединены с входами первого и второго аттенк}аторов, а также с первым и вторым входами утроителя фазы, выход которого чет рез фильтр петли ФАПЧ соединен с управляющим входом ГУН, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя непосредственно и через фазовращатель на 90° с вторым входом второго перемножителя, выход первого аттенюатора соединен с первым входом второго сумматора непосредственно и через первый инвертор фазы с первым входом первого сумматора, выхрд второго аттенюатора через второй инвертор' фазы соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров, iz з.п. ф-лы, 4 ил.VJ—^ Сл)Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре систем связи с фазовой манипуляцией(ФМ).В настоящее время наиболее широкое применение нашли сигналы с числом позиций М = 2", что позволяет упростить алгоритм обработки сигнала в системах передачи двоичной информации. Однаконаилучшей в смысле затрат на единицу передаваемой информации является трехпозиционная ФМ. Кроме того, трехпозиционная ФМ обладает такими дополнител1/ными преимуществами, как возможность передачи информации сиг^ налом абсолютной ФМ с последующим опознаванием запрещенной кодовой ком-ся >&

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 04 L 27/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769295/09 (22) 13;12.89 (46) 15;02.92. Бюл. N. 6 (71) Ростовский научно-исследовательский институт радиосвязи (72) Б.М. Боташев и H.Ã..Ïàðõîìåíêî (53) 621.394.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N882019,,кл. Н 04 L 27/22, 1979. (54) ДЕМОДУЛЯТОР ТРЕХПОЗИЦИОННЫХ

ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЪ|Х СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре систем связи с фазовой манипуляцией, Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Демодулятор содержит решающий блок, входы которого соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами декодера, первый выход которого является выходом демодулятора, а его второй выход соединен с входом регистратора ошибок, выход схемы восстановления посылок соединен с тактовыми входами решающего блока, обнаружителя сигнала и декодера, два перемножителя, фаэовращатель на 90", Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре систем связи с фаэовой мани пуля цией (Ф M);

В настоящее время наиболее широкое применение нашли сигналы с числом пози ций М = 2" ° что позволяет упростить алгоритм обработки сигнала в системах передачи двоичной информации. Однако и Ы 1713115 А1 два фильтра нижних частот (ФНЧ), генератор, управляемый напряжением (ГУН), фильтр петли ФАПЧ, утроитель фазы, два аттенюатора, два инвертора фазы и два сумматора, причем выходы первого и второго сумматоров и второго ФНЧ соединены с соответствующими входами решающего блока, первый, входы первого и второго перемножителей объединены и являются входом демодулятора, а их выходы через соответственно первый и второй ФНЧ соединены с входами первого и второго аттенюаторов, а также с первым и вторым входами утроителя фазы, выход которого че-, рез фильтр петли ФАПЧ соединен с управляющим входом ГУН, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя непосредственно и через фазовращатель на 90 с вторым входом второго перемножителя, выход первого аттенюатора соединен с первым входом второго сумматора непосредственно и через первый инвертор фазы с первым входом первого сумматора, выход второго аттенюатора через второй инвертор фазы соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. наилучшей в смысле затрат на единицу передаваемой информации является трехпозиционная ФМ. Кроме того, трехпоэиционная ФМ обладает такими дополнител /ными преимуществами, как возможность передачи информации сигналом абсолютной ФМ с последующим опознаванием запрещенной кодовой ком1713115 где р- фазовое рассогласование между сигналом и опорным колебанием.

После подавления побочных спектральных составляющих на выходах фильтров 10

5 и 11 нижних частот имеем соответственно

10 . So sin(+1р).

Сигналы Si u So поступают на соответствующие входы утроителя 14 фазы

15 (фиг.2), В соответствии с алгоритмом работы утроителя 14 фазы на выходе перемножителя

25 имеем сигнал вида

20 $г =(Si + So)(Si — So)- (соз (+rp) +

2лК

3 хcos(3 +Ю)—

2тК

4_#_К

=сов (3 +2/) После усиления в два раза в усилителе

26 полученный сигнал перемножителя с сиг.налом So.

$Ьх Sin (1+

45 х 11п (— + rp j.

4лК

$улр SP — 2$2 So = sin (+P)—

4лК

$оп1 = 2 sin (й)о t — 10).

55 а в перемножителе 8 — на квадратурное опорное колебание вида

Son2 * 2 соЗ (йЪ t — p), бинации и отсутствие необходимости скрепблирования цифрового потока, что по зволяет избежать размножения ошибок в дифференциальном декодере и дескремблере.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости демодулятора трехпозиционных фазоманипулированных сигналов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого демодулятора; на фиг.

2 — функциональная схема утроителя фазы; на фиг. 3 — функциональная схема решающего блока; на фиг. 4- векторная диаграмма, поясняющая принцип работы решающего блока.

Демодулятор трехпозиционных фазоманипулированных сигналов содержит решающий блок 1, блок 2 восстановления посылок, коммутатор 3, обнаружитель 4 сигнала, декодер 5, регистратор 6 ошибок. перемножителя 7 и 8, фазовращатель 9, фильтры нижних частот 10 и 11, управляемый генератор 12, фильтр 13 петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) утроитель

14 фазы, аттенюаторы 15 и 16, инверторы 17 и 18, сумматоры 19 и 20. Утроитель фазы содержит сумматор 21, вычитатели 22 и 23, перемножители 24 и 25 и усилитель 26, Решающий блок содержит компараторы 2729, элементы И 30-32, 0-триггеры 33-35.

Усилитель 26, входящий в утроитель фазы (фиг. 2), имеет коэффициент усиления по напряжению, равный двум. Аттенюатор

15 имеет коэффициент передачи, равный

V3 1

2 ,а аттенюатор 16 — — .

Демодулятор работает следующим образом.

Входной трехпозиционный ФМ-сигнал с единичной амплитудой можно предста/ вить в виде: где

К вЂ” целое число, выбираемое из множества {1, 2, 3} в соответствии с передаваемыми информационными символами.

В перемножителе 7 производится умножение входного сигнала на синфазное опорное колебание вида

$з 2$г.$О=2соз(+2 р)х

4лК

Далее, на выходе вычитателя 23 получаем;

-2соз(3- +2 р) sin(— +p).

4лК 4л К

После выполнения простых тригонометрических преобразований получим:

Зубр sin Зфх

Таким образом. сигнал на выходе утроителя 14 фазы не имеет составляющей, свя1713115

Si- cos

2лК

2жК

$5= $! $О= 3 1

2 2

$ sin(3 +120 ). занной с манипуляцией фазы. Сигнал $упр через фильтр петли ФАПЧ 13 поступает на вход управляемого генератора 12, где компенсирует фазовое рассогласование между сигналом и опорным колебанием, т.е. обеспечивает р 0.

Сигналы на выходах аттенюаторов 15 и

16, с учетом rp- О, имеют вид

После прохождения сигнала Si через аттенюатор 15,. с коэффициентом передачи /3, сигнала Sa через аттенюатор 16, с коэффициентом передачи —, и соответст

1 вующих преобразований сигналов в weepторах 17- и 18 фазы и сумматорах 19 и 20, получим на выходах сумматоров 19 и 20, соответственно:

$4 — Ь вЂ” $0 W3, 1

2 2

V3 2хК 1 2хК вЂ” С0$

2 3 2 3 — — з!и т 3 2ЛК 1 2л К

2 3 2 3

Воспользовавшись тригонометрическими формулами приведения, получаем:

Сигналы $4, $5, SQ. поступающие на входы решающего блока 1 и схемы 2 восстановления посылок, имеют фазовые сдвиги соответственно 2400, 120 и 0 .

Работу решающего блока 1 рассмотрим по векторной диаграмме (фиг. 4), Сплошными линиями показаны зоны оптимального принятия решения о передаваемом троичном символе. Сигнал Sg поступает на вход компаратора с нулевым порогом 29, на прямом выходе которого формируется логическая единица, при з!п 3 > 0 эта зона

2_#_К выделена на фиг, 4 вертикальной штриховкой. Сигнал $4 поступает на вход компаратора 27 с нулевым порогом, на инверсном выходе которого формируется логическая единица, при sin (3 + 240 )< 0 эта зона

2кК выделена на фиг. 4 горизонтальной штриховкой. Элемент И 32 формирует на своем выходе сигнал логической единицы при наличии на его входах сигналов логической

10 единицы с прямого выхода компаратора 29 и инверсного выхода компаратора 27.

Это соответствует зоне на фиг. 4, в пределах которой пересекаются горизонталь15 ная и вертикальная штриховки.. Из диаграммы (фиг. 4) видно, что появление сигнала логической единицы на выходе элемента И 32 возможно только в случае, если сигнал расположен в зоне оптимального

20 принятия решения о передаче символа с фазой 1200. Аналогичным образом на выходах элементов И 30 и 31 формируется сигнал логической единицы в случае, если принятый сигнал расположен в зоне оптимально25 го принятия решения о передаче символов с фазами 0 и 240 соответственно. Сигналы с выходов элементов И 30, 31 и 32 поступают на входы D-триггеров 33, 34 и 35 соответственно, где в отсчетные моменты времени, 30 определяемые сигналом на тактовых входах

0-триггеров 33, 34 и 35 происходит принятие решения о передаваемом троич нам символе. Сигнал тактовой частоты формируется схемой восстановления посылок и затем ис35 пользуется для синхронизации обнаружителя 4 сигналов и детектора 5.

Устранение фазовой неоднозначности производится в обнаружителе 4 сигнала и коммутаторе 3. Обнаружитель 4 сигнала

40 распознает запрещенную кодовую комбинацию, которая возникает вследствие избыточности преобразования сигнала на передающем конце из двоичного формата в троичный. После обнаружения запрещен45 ной комбинации обнаружитель 4 сигнала формирует на управляющих входах коммутатора 3 сигнал, обеспечивающий появле- . ние на соответствующих выходах коммутатора 3 информации об истинном

50 значении фазы сигнала. Декодер 5 обеспечивает преобразование троичного формата сигнала в двоичный и выдачу информационной последовательности на свой первый выход, Запрещенная комбинация символов, 55 .возникающая вследствие искажения сигнала аддитивным и мультипликативным шумом, также обнаруживается в декодере 5 и поступает в регистратор 6 ошибок для оперативной оценки достоверности принимае.мой информации.

Предлагаемый демодулятор обеспечивает повышение помехоустойчивости приема трехпозиционных сигналов по сравнению с известным на 0,2-0,5 дБ.

Формула .изобретения

1. Демодулятор трехпозиционных фазоманипулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные первый перемножитель и первый фильтр нижних частот, последовательно соединенные второй перемножитель и второй фильтр нижних частот, первые входы перемножителей соеди-нены и являются входом демодулятора, фазовращатель, выход которого соединен с вторым входом второго перемножителя, решающий блок, первый, второй и третий входы которого соединены с соответствующими входами блока восстановления посылок., выходы решающего блока через коммутатор соединены с входами декодера, а через обнаружитель сигнала — с управпяющими входами коммутатора, выход блока восстановления посылок соединен с тактовыми входами решающего блока, обнаружителя сигналов и декодера, первый выход которого является выходом демодулятора, а второй выход соединен с входом регистратораошибок,отличающийся тем,что, с целью повышения помехоустойчивости, введены последовательно соединенные первые аттенюатор, инвертор и сумматор. последовательно соединенные вторые аттенюатор, инвертор и сумматор, последовательно соединенные утроитель фазы, фильтр и управляемый генератор, причем выход первого фильтра нижних частот соединен с входом первого аттенюатора и первым входом утроителя фазы, выход второго фильтра нижних частот соединен с входом второго аттенюатора и вторым входом утроителя. фазы, выход управляемого генератора соединен с входом фазовращателя и вторым входом первого перемножителя, выход первого аттенюатора соединен с вторым входом второго сумматора, выход второго инвертора соединен с вторым вхо5 дом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом решающего блока, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго сумматора и второго фильтра нижних частот.

10 2, Демодулятор по и. 1. о т л и ч а юшийся тем, что утроитель фазы состоит из сумматора, двух вычитателей, двух перемножителей, усилителя, причем первые входы сумматора и первого вычитателя

15 являются первым входом утроителя фазы, вторые входы сумматора и первого вычитателя, а также первый вход первого перемножителя и первый вход второго вычитателя являются вторым входом утроителя фазы, 20 выходы сумматора и первого вычитателя соединены с входами второго перемножителя, выход которого через усилитель соединен с вторым входом первого перемножителя, выход которого соединен с вторым входом вто25 рого вычитателя, выход которого является выходом утроителя фазы.

3. Демодулятор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что решающий блок состоит иэ трех компараторов, трех элементов И и

30 трех О-триггеров, выходы которых являются выходами решающего блока, а. тактовые входы являются его тактовым входом, причем входы первого, второго, третьего компараторов являются соответствующими входами решающего блока, прямые выходы компараторов соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И. вторые входы которых соединены с инверсными выходами соот40 ветственно второго, третьего и первого компараторов, выходы элементов И соединены с информационными входами, соответственно, первого, второго и третьего 0-триггеров.

1713115

Фиг. 2

1713115

S<>o

Фига

Составитель Б.Боташев .

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор 3.Слиган

Производственно-издательский комбинат "Патент", г . Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 545 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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