Приемник сигналов квадратурной амплитудной манипуляции

 

Использование: в радиотехнике. Сущность изобретения: приемник содержит три демодулятора, генератор свип - сигнала, два фильтра нижних частот, два пороговых блока, элемент ИЛИ, два блока кодового различения, блок восстановления несущей, два фазовращателя. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при приеме сигналов квадратурной амплитудной манипуляции (КАМ).

Известен приемник сигналов КАМ, содержащий первый блок кодового различения, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с входом первого порогового блока, генератор свип-сигнала, выход которого соединен с первым входом блока восстановления несущей, выход которого подключен к опорному входу первого демодулятора, сигнальный вход которого подключен к второму входу блока восстановления несущей и является входом приемника, выходами которого являются выходы первого демодулятора.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность приема, обусловленная низкой надежностью определения ложных захватов по фазе при приеме сигналов КАМ.

Целью изобретения является повышение достоверности приема за счет увеличения надежности определения ложных захватов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема приемника; на фиг.2 - один из квадрантов сигнальной плоскости ансамбля КАМ.

Приемник сигналов КАМ содержит первый, второй и третий демодуляторы 1, 2 и 3, генератор 4 свип-сигнала, первый и второй фильтры 5 и 6 нижних частот, первый и второй пороговые блоки 7 и 8, элемент ИЛИ 9, первый и второй блоки 10 и 11 кодового различения, блок 12 восстановления несущей, первый и второй фазовращатели 13 и 14.

Выход генератора 4 соединен с первым входом блока 12, выход которого подключен к опорному входу демодулятора 1 и к входам фазовращателей 13, 14. Сигнальный вход демодулятора 1 подключен к сигнальным входам демодуляторов 2, 3 и к второму входу блока 12 и является входом приемника, выходами которого являются выходы демодулятора 1. Выходы фазовращателей 13, 14 подключены соответственно к опорным входам демодуляторов 2, 3, выходы которых соединены с входами соответственно блоков 11, 10. Выходы блоков 10, 11 через фильтры 5, 6 подключены соответственно к входам пороговых блоков 7, 8, выходы которых через элемент ИЛИ 9 подключены к входу генератора 4.

Принцип обнаружения ложных захватов по фазе в приемнике сигналов КАМ состоит в том, что при некоторых значениях угла фазового рассогласования ϕ в некоторую выделенную область принятия решения о переданном символе (заштрихованная область на фиг.2) не попадает ни одна сигнальная точка.

Такое состояние может быть распознано при помощи устройства кодового различения, фильтра нижних частот и порогового блока.

Рассмотрим работу приемника на примере демодуляции сигналов КАМ-16, т. е. блок 12 восстановления несущей сигналов КАМ-16 построен по четырехфазной схеме и, следовательно, имеет ложные захваты сигналов в окрестности значений ϕ = 23,2^о и ϕ = 66,8^о (согласно расчетам). Вообще же, при изменении ϕ от 0^o до 90^о приемник сигналов КАМ-16 работает в следующих режимах (см. таблицу).

Из таблицы видно, что самой широкой (и, следовательно, наиболее пригодной для работы) областью значений ϕ , при которых в заштрихованную зону (фиг.2) не попадают сигнальные точки, является область от 32,34 до 57,66^о с центром 45^о. Следовательно, если сигналу восстановленной несущей частоты придать некоторый фазовый сдвиг, то значение ϕ из точки ложного захвата сигнала гарантированно сдвинется в область значений ϕ от 32,34 до 57,60^о, при работе контрольного демодулятора в которой заштрихованная зона принятия решений не будет содержать сигнальных помех.

Значения угла α , на который осуществляется поворот сигнала в фазовращателях 13 и 14, можно выбирать, исходя из различных критериев. Для определенности положим, что первый фазовращатель 13 обеспечивает сдвиг на +27^о, а второй фазовращатель 14 - на -27^о.

Приемник работает следующим образом.

Демодулированные данные сигналов с выхода первого демодулятора 1 (где производится когерентное детектирование при помощи восстановленной в блоке 12 несущей) поступают на выход приемника. Одновременно с этим демодуляция сигналов происходит во втором демодуляторе 2 и третьем демодуляторе 3, однако при этом используются несущие, сдвинутые на угол +α и - α , соответственн, в первом фазовращателе 13 и втором фазовращателе 14. В том случае, если блок 12 восстановления несущей находится в зоне истинного захвата ( ϕ = 0^о или ϕ = 90^о), то при α= 27^о, согласно таблице, ни первый блок кодового различения 10 (где ϕ ₁ = -27^о или ϕ₁ = 63^о), ни второй блок кодового различения 11 (где ϕ ₂= 27^о или ϕ ₂ = 117^о) через соответствующие фильтры 5, 6 нижних частот и пороговые блоки 7, 8 не запустят генератор 4 свип-сигнала. При этом положение рабочих точек по оси ϕ второго 2 и третьего 3 демодуляторов равноудалено от областей, в которых начинается свипирование, что обеспечивает устойчивую работу блока и, следовательно, первого демодулятора 1.

Если же блок 12 (и, следовательно, первый демодулятор 1) будет находиться в состоянии ложного захвата сигнала ϕ = 23,3^о, то это будет обнаружено вторым блоком 11 кодового различения (где ϕ₂ будет равно 23,2^о + 27^о = 50,2^о). Аналогично, если ложный захват блока 12 произойдет при ϕ = 66,8^о, это будет обнаружено через первый блок 10 кодового различения (где ϕ ₁ составит 66,8^о - 27^о = 39,8^о).

Обнаружение факта ложного захвата сигнала и его устранение происходят следующим образом. Уровень сигнала на выходе одного из фильтров 5 или 6 нижних частот уменьшается ниже допустимого уровня, что определяется одним из пороговых блоков 7 или 8, который через элемент ИЛИ 9 напряжением высокого уровня запускает генератор 4 свип-сигнала. Этот генератор перестраивает блок 12 до тех пор, пока не будет выполнено ϕ ->> 0 (при этом на выходах обоих фильтров 5 и 6 нижних частот будут высокие потенциалы; на выходах обоих пороговых блоков 7 и 8 - низкие логические уровни, и, следовательно, свипирование будет прекращено).

Значение α выбирают с учетом конкретной дискриминационной характеристики блока 12 для КАМ сигнала с любым числом фаз, с учетом наличия точек ложных захватов.

Таким образом, предлагаемый приемник сигналов КАМ по сравнению с прототипом позволяет существенно повысить надежность определения состояния ложного захвата сигнала за счет изменения алгоритма его определения (при помощи двух ветвей), а также за счет создания определяющим устройством (демодулятор, блок кодового различения, фильтр нижних частот, пороговый блок - в каждой ветви) оптимальных условий работы в смысле максимизации достоверности принимаемых решений о наличии ложного захвата.

Формула изобретения

ПРИЕМНИК СИГНАЛОВ КВАДРАТУРНОЙ АМПЛИТУДНОЙ МАНИПУЛЯЦИИ, содержащий первый блок кодового различения, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с входом первого порогового блока, генератор свип-сигнала, выход которого соединен с первым входом блока восстановления несущей, выход которого подключен к опорному входу первого демодулятора, сигнальный вход которого подключен к второму входу блока восстановления несущей и является входом приемника, выходами которого являются выходы первого демодулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности приема за счет увеличения надежности определения ложных захватов, введены два демодулятора, второй блок кодового различения, второй фильтр нижних частот, второй пороговый блок, элемент ИЛИ и первый и второй фазовращатели, выходы которых подключены к опорным входам соответственно второго и третьего демодуляторов, выходы которых соединены с входами соответственно второго и первого блоков кодового различения, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго фильтров нижних частот, при этом выходы первого и второго пороговых блоков через элемент ИЛИ подключен к входу генератора свип-сигнала, выход блока восстановления несущей подключен к входам первого и второго фазовращателей, сигнальный вход первого демодулятора подключен к сигнальным входам второго и третьего демодуляторов, а выход второго фильтра нижних частот соединен с входом второго порогового блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3