Способ демодуляции фазоманипулированных сигналов

Изобретение относится к способам демодуляции фазоманипулированных сигналов и может быть использовано в системах обнаружения или самонаведения, а также телеметрии подводных аппаратов. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости демодуляции фазоманипулированных сигналов путем осуществления полной синхронизации модуляционного сигнала с помощью инвариантных последовательностей независимых от случайности фазы принимаемого сигнала. В способе усиливают или ограничивают сигнал, осуществляют дискретизацию его по переходам через нуль, преобразуют в двоичный код и запоминают в оперативной памяти, измеряют несущую и сравнивают с пороговым уровнем. Двоичный сигнал, поступающий из оперативной памяти, подвергают декодированию в виде кода, при этом выделяют максимальный по уровню сигнал, соответствующий декодируемому коду, и вычитают его из поступающего из оперативной памяти сигнала. Полученную несущую подвергают прямому булевому преобразованию над полем Галуа GF(2n), складывают сопряженные преобразования и полученный вектор подвергают последовательно унитарному преобразованию над полем Галуа GF(2n) и преобразованию Уолша. По достижении порогового уровня определяют несущую демодулированную частоту. 3 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам демодуляции фазоманипулированных сигналов, и может быть использовано, например, в гидролокаторах обнаружения, системах целеуказания, самонаведения и телеметрии подводных аппаратов.

В настоящее время известны способы и устройства демодуляции сигналов (см. патенты US №4039961 от 02.08.1977 г., №4065722 от 27.12.1977 г., №4090145 от 16.05.1978 г., патент RU №2326502 от 10.06.2008 г.).

Известные способы демодуляции обладают пониженной точностью и сложностью обработки информации, а также пониженной помехоустойчивостью.

Была сделана попытка повысить помехоустойчивость демодуляции фазоманипулированных сигналов путем осуществления полной синхронизации модуляционного процесса на всем интервале существования информационного сигнала T, состоящего из модуляционной последовательности n-импульсов Т=nτ (а.с. СССР №244434 от 30.01.1984 г.).

Проинтегрированные на интервале длительности модуляционного процесса кванты по превышению порогового уровня принимают в качестве «единичного» символа последовательности фазоманипулированного сигнала, а при отсутствии превышения порогового уровня в виде «нулевого» символа последовательности как для сравниваемой с местно-генерируемой несущей, так и для несущей, сдвинутой на π/2. Полученные кодовые последовательности сравнивают, интегрируют с опорной модуляционной двоичной последовательностью на всем интервале модуляционного процесса T, суммируют результаты интегрирования и по достижении наперед заданного значения принимают решение о сходстве с передаваемой кодовой последовательностью. Такая процедура демодуляции синхронизируется местно-генерируемой несущей в пределах частот ΔΩ=1/T=1/nτ. При этом повышение помехоустойчивости будет пропорционально корню квадратному из учета сложности в раз. К сожалению, из-за потери инвариантности при случайном сдвиге по фазе принимаемого сигнала по прежнему происходит срыв синхронизации.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ демодуляции фазоманипулированных сигналов в телеметрических системах («Вопросы кораблестроения». - 1982 г. - Выпуск 15). Такой способ демодуляции фазоманипулированных сигналов основан на том, что сигнал ограничивают по переходам через нуль, дискретизируют в виде двоичных квантов, полученные кванты сравнивают с местно-генерируемой несущей и несущей сдвинутой на π/2, интегрируют в полосе частот, задаваемой длительностью модуляционного фазоманипулированного импульса, суммируют и по превышению порогового уровня принимают в качестве «единичного символа» последовательность фазоманипулированного сигнала, а при отсутствии превышения порогового уровня в виде «нулевого символа» последовательности. Полученный двоичный код сравнивают с опорной модуляционной двоичной последовательностью, интегрируют и по достижении наперед заданной величины принимают решение о сходстве с передаваемой кодовой последовательностью.

Недостатком такого способа демодуляции является его невысокая помехоустойчивость вследствие срыва синхронизации по фазе на участках существования модуляционной двоичной последовательности. Это обусловлено тем, что в известном способе сравнение осуществляется с местно-генерируемой несущей дискретно на интервалах существования модуляционного процесса двоичной последовательности длительностью τ в пределах полосы частот ΔF≅1/τ.

Вследствие влияния шумов такое интегрирование может привести к ошибочной демодуляции фазоманипулированного импульса модуляционного процесса, что, в свою очередь, приводит к неправильной демодуляции всего сигнала.

Целью настоящего изобретения является повышение помехоустойчивости демодуляции фазоманипулированных сигналов путем осуществления полной синхронизации модуляционного сигнала с помощью инвариантных последовательностей независимых от случайности фазы принимаемого сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в способе демодуляции фазоманипулированных сигналов, основанном на усилении (ограничении) сигнала, дискретизации его по переходам через нуль, преобразовании в двоичный код и запоминании в оперативной памяти, измерении несущей и сравнении измеренного значения с пороговым уровнем, двоичный сигнал, поступающий из оперативной памяти, подвергают декодированию в виде кода, при этом выделяют максимальный по уровню сигнал, соответствующий декодируемому коду, и вычитают его из поступающего из оперативной памяти сигнала.

Полученную несущую подвергают прямому булевому преобразованию над полем Галуа GF(2n), складывают сопряженные преобразования и полученный вектор подвергают последовательно унитарному преобразованию над полем Галуа GF(2n) и преобразованию Уолша. Затем по достижении порогового уровня определяют несущую демодулированную частоту.

Сущность изобретения поясняется блок-схемой (фиг. 1), где приняты следующие обозначения:

1 - усилитель-ограничитель по переходам через нуль вместе с дискретизатором;

2 - оперативная память;

3 - блок декодирования;

4 - сумматор-вычитатель;

5 - прямое булево преобразование;

6 - суммирование сопряженных преобразований над полем Галуа GF(2n);

7 - унитарное преобразование над полем Галуа GF(2n);

8 - преобразование Уолша;

9 - пороговый уровень.

Согласно заявленному способу демодуляции фазоманипулированных сигналов входной сигнал ограничивают в усилителе-ограничителе 1, дискретизируют в виде двоичных квантов и запоминают в оперативной памяти 2.

Из оперативной памяти 2 сигнал направляют на блок декодирования 3, который функционирует на основе принципа максимума Понтрягина, где выделяют максимальный по уровню сигнал, соответствующий декодируемому коду, который затем вычитают на сумматоре-вычитателе 4 из поступающего из оперативной памяти 2 сигнала. Полученную несущую подвергают дальнейшей демодуляции последовательно с помощью прямого булевого преобразования 5, суммированием сопряженных преобразований 6, унитарного преобразования над полем Галуа GF(2n) 7 и преобразования Уолша 8. По достижении порогового уровня 9 определяют несущую демодулированную частоту.

В таблице 1 представлено унитарное преобразование над полем Галуа GF(25).

В таблице 2 представлено преобразование, полученное на выходе блока суммирования сопряженных преобразований 6, выполненного над полем Галуа GF(25) согласно неприводимого примитивного полинома x5⊕x2⊕1.

В таблице 3 представлено унитарное преобразование над полем Галуа GF(25) после преобразования, вектор которого распознается с помощью преобразования Уолша 8 по пороговому уровню 9 как столбец матрицы.

Таким образом, предлагаемый способ демодуляции фазоманипулированных сигналов демонстрирует высокую помехозащищенность как от случайных помех, так и за счет доплеровских сдвигов по частоте. При этом увеличивается разрешающая способность передачи информации (как по частоте, так и по дальности) при проведении подводных исследований в условиях сильно шумящей среды без усложнения схемы электроакустической аппаратуры.

Способ демодуляции фазоманипулированных сигналов, основанный на усилении- ограничении сигнала, дискретизации его по переходам через нуль, преобразовании в двоичный код и запоминании в оперативной памяти, измерении несущей и сравнении измеренного значения с пороговым уровнем, отличающийся тем, что двоичный сигнал, поступающий из оперативной памяти, подвергают декодированию в виде кода, при этом выделяют максимальный по уровню сигнал, соответствующий декодируемому коду, и вычитают его из поступающего из оперативной памяти сигнала, полученную несущую подвергают прямому булевому преобразованию над полем Галуа GF(2n), складывают сопряженные преобразования и полученный вектор подвергают последовательно унитарному преобразованию над полем Галуа GF(2n) и преобразованию Уолша, затем по достижении порогового уровня определяют несущую демодулированную частоту.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для детектирования частотно-модулированных сигналов. Техническим результатом изобретения является повышение точности преобразования частоты в напряжение за счет формирования линейного участка с большой крутизной амплитудно-частотной характеристики преобразователя частотной модуляции в амплитудно-частотную посредством последовательного соединения по меньшей мере двух фильтров верхних/нижних частот второго порядка, резонансные частоты и добротности которых определяют из условия минимизации отклонения амплитудно-частотной характеристики преобразователя частотной модуляции в амплитудно-частотную модуляцию от заданной линейной характеристики преобразования частоты в напряжение в рабочей полосе частот.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для обработки сигналов при приеме частотно-модулированных сигналов. Способ демодуляции частотно-модулированных сигналов заключается в преобразовании частотно-модулированного сигнала в цифровую форму и получении двух квадратурных сигналов.

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для применения в приемниках спутниковых навигационных систем с использованием прямого преобразования частоты.

Изобретение относится к областям радиосвязи, радиолокации, радионавигации и может быть использовано для создания устройств усиления и частотной демодуляции. Достигаемый технический результат - увеличение линейного участка частотной демодуляционной характеристики и увеличение динамического диапазона.

Изобретение относится к области приема цифровых сигналов, передаваемых методом относительной фазовой модуляции (ОФМ), и может быть использовано для построения устройств демодуляции.

Изобретение относится к области передачи информации с использованием шумоподобных сигналов (ШПС) путем формирования частотно-временной матрицы (ЧВМ) ШПС, передачи частотно-временных элементов (ЧВЭ) и средств извлечения из принятых сигналов ЧВМ переданной информации.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в различных системах цифровой обработки сигналов. Технический результат заключается в повышении достоверности обнаружения фазоманипулированного сигнала за счет увеличения уровня сигнала по отношению к уровню шума на выходе устройства и оценки уровня шума для формирования порога принятия решения о наличии сигнала.

Цифровой демодулятор сигналов с частотной модуляцией относится к области радиотехники и может быть использован в устройствах приема дискретной и аналоговой информации для цифровой демодуляции сигналов с частотной модуляцией или манипуляцией (ЧМ).

Изобретение относится к области радиосвязи и радиолокации. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости приемника.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для формирования фазоманипулированных, а также фазомодулированных сигналов или их демодуляции. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости приемника.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при передаче дискретных сигналов по радиоканалам. Достигаемый технический результат - упрощение процесса обработки сигналов. В способе обработки сигналов с фазами 0° и 180° осуществляют фильтрацию входных демодулированных сигналов, оцифрование мгновенных значений входных сигналов, вычисление суммы модулей отсчетов единичного А1 и нулевого А0 сигналов, сравнение с порогом, принятие решения считать сигнал логичекой единицей, если А1 ≥ (А1 + А0)/2, или считать сигнал логическим нулем, если А0 < (А1 + А0)/2. 3 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в возможности усиления и частотной демодуляции с увеличенным линейным участком частотной демодуляционной характеристики и увеличенным динамическим диапазоном при произвольных характеристиках нелинейного элемента, цепи внешней обратной связи, нагрузки и параметрах резистивного четырехполюсника. Способ усиления и демодуляции частотно-модулированных сигналов отличается тем, что четырехполюсник выполняют резистивным, в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный комплексный четырехполюсник, последовательно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, который с цепью обратной связи как единый узел каскадно включают между источником частотно-модулированного сигнала с комплексным сопротивлением и входом резистивного четырехполюсника, между выходом четырехполюсника и фильтром нижних частот включают высокочастотную нагрузку в виде двухполюсника с комплексным сопротивлением. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в возможности усиления и частотной демодуляции высокочастотного сигнала с увеличенным линейным участком частотной демодуляционной характеристики и увеличенным динамическим диапазоном при произвольных характеристиках нелинейного элемента, цепи внешней обратной связи и параметрах резистивного четырехполюсника. Способ усиления и демодуляции частотно-модулированных сигналов отличается тем, что четырехполюсник выполняют резистивным, в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный комплексный четырехполюсник, последовательно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включают между источником частотно-модулированного сигнала с комплексным сопротивлением и входом резистивного четырехполюсника. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в обеспечении усиления и частотной демодуляции высокочастотного сигнала за счет выбора схемы и значений сопротивлений резистивных элементов. Способ усиления и демодуляции частотно-модулированных сигналов отличается тем, что четырехполюсник выполняют резистивным, в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный комплексный четырехполюсник, параллельно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включают между источником частотно-модулированного сигнала с комплексным сопротивлением и входом резистивного четырехполюсника, между выходом резистивного четырехполюсника и фильтром нижних частот включают высокочастотную нагрузку в виде двухполюсника с комплексным сопротивлением, значение модуля mр передаточной функции и резонансную частоту устройства выбирают из условия формирования заданной крутизны квазилинейного участка левого склона амплитудно-частотной характеристики устройства в заданной полосе частот. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в обеспечении усиления и частотной демодуляции с увеличенным линейным участком частотной демодуляционной характеристики и увеличенным динамическим диапазоном при произвольных характеристиках нелинейного элемента, цепи внешней обратной связи и нагрузки. Способ усиления и демодуляции частотно-модулированных сигналов отличается тем, что четырехполюсник выполняют резистивным, в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный комплексный четырехполюсник, последовательно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, который с цепью обратной связи включают как единый узел каскадно между источником сигнала с комплексным сопротивлением и входом резистивного четырехполюсника, между выходом четырехполюсника и фильтром нижних частот включают высокочастотную нагрузку в виде двухполюсника с комплексным сопротивлением, значение модуля mр передаточной функции и резонансную частоту устройства выбирают из условия формирования заданной крутизны квазилинейного участка левого склона амплитудно-частотной характеристики устройства в заданной полосе частот. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в возможности усиления и частотной демодуляции с увеличенным линейным участком частотной демодуляционной характеристики и увеличенным динамическим диапазоном при произвольных характеристиках нелинейного элемента, цепи внешней обратной связи, нагрузки и параметрах резистивного четырехполюсника. Способ усиления и демодуляции частотно-модулированных сигналов отличается тем, что в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный комплексный четырехполюсник, параллельно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, который с цепью обратной связи как единый узел каскадно включают между источником частотно-модулированного сигнала с комплексным сопротивлением и входом резистивного четырехполюсника, между выходом резистивного четырехполюсника и фильтром нижних частот включают высокочастотную нагрузку в виде двухполюсника с комплексным сопротивлением, последовательно сопротивлению источника частотно-модулированного сигнала включают первый реактивный согласующий двухполюсник, последовательно сопротивлению высокочастотной нагрузки включают второй реактивный согласующий двухполюсник. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области передачи сигнала. Технический результат изобретения заключается в обеспечении демодуляции сигналов, модулированных по Q состояниям посредством частотной манипуляции с использованием фильтра Гаусса, которая требует минимума материальных ресурсов при сохранении хорошего качества демодуляции и декодирования. Способ демодуляции и декодирования принятого из канала связи сигнала, который содержит сообщение, состоящее из символов сообщения, при этом для определения символа сообщения: производят оценку множества возможных фазовых инкрементов посредством применения линейного фильтра к множеству последовательностей М результатов модуляции по Q состояниям посредством фазовой манипуляции возможных последовательных символов сообщения, совокупную фазу предыдущих итераций способа добавляют к каждому из указанных возможных фазовых инкрементов для получения оценочной фазы, определяют символ сообщения путем выбора возможных последовательных символов, оценочная фаза которых является наиболее близкой к принятому сигналу. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.

Изобретение относится к области передачи дискретных двоичных сообщений в многоканальных системах радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в повышении помехоустойчивости и упрощении многоканальных систем радиосвязи путем устранения свойственной фазовой модуляции произвольного изменения полярности посылок на приеме. Способ передачи дискретной информации содержит этапы: передача и фазовая демодуляция канальных поднесущих. При передаче все канальные поднесущие формируют в звуковом спектре частот из наинизшей по частоте поднесущей от высокостабильного звукового генератора. Каждую из канальных поднесущих получают удвоением частоты и фазы соседней канальной поднесущей меньшей частоты, которые модулируют по фазе двоичными посылками от своих канальных источников сообщений, разделяют канальными фильтрами и демодулируют в своем канальном фазовом когерентном демодуляторе путем перемножения со своим канальным фазовым эталоном, который получают удвоением частоты и фазы соседней канальной фазомодулированной поднесущей меньшей частоты, получая передаваемые канальные двоичные посылки сообщений без относительного декодирования и обратной работы. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам демодуляции фазоманипулированных сигналов и может быть использовано в системах обнаружения или самонаведения, а также телеметрии подводных аппаратов. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости демодуляции фазоманипулированных сигналов путем осуществления полной синхронизации модуляционного сигнала с помощью инвариантных последовательностей независимых от случайности фазы принимаемого сигнала. В способе усиливают или ограничивают сигнал, осуществляют дискретизацию его по переходам через нуль, преобразуют в двоичный код и запоминают в оперативной памяти, измеряют несущую и сравнивают с пороговым уровнем. Двоичный сигнал, поступающий из оперативной памяти, подвергают декодированию в виде кода, при этом выделяют максимальный по уровню сигнал, соответствующий декодируемому коду, и вычитают его из поступающего из оперативной памяти сигнала. Полученную несущую подвергают прямому булевому преобразованию над полем Галуа GF, складывают сопряженные преобразования и полученный вектор подвергают последовательно унитарному преобразованию над полем Галуа GF и преобразованию Уолша. По достижении порогового уровня определяют несущую демодулированную частоту. 3 ил., 3 табл.

Наверх