Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах приема цифровых информационных сигналов для когерентной цифровой демодуляции двоичных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМ). Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости при высокоскоростной цифровой когерентной демодуляции сигналов с двоичной фазовой манипуляцией. Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией содержит аналого-цифровой преобразователь, генератор тактовых импульсов, регистр сдвига многоразрядных кодов на два отсчета, вычитатель и последовательно соединенные блоки обработки отсчетов, каждый из которых состоит из регистра сдвига многоразрядных кодов и сумматора, и блок принятия решения. 3ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах приема цифровых информационных сигналов для когерентной цифровой демодуляции двоичных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМ).

Известно устройство когерентной демодуляции дискретных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией [1]. Устройство состоит из перемножителя, генератора опорного сигнала, интегратора и компаратора.

Известен аналого-цифровой когерентный демодулятор фазоманипулированных сигналов [2], содержащий перемножитель, генератор опорного сигнала, интегратор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и вычислительное устройство.

Эти устройства осуществляют когерентную демодуляцию двоичных фазоманипулированных сигналов на основе аналоговой или цифровой корреляционной обработки сигнала.

К недостаткам известных устройств следует отнести:

- сложность реализации высокоскоростных корреляторов как в аналоговой, так и в цифровой форме;

- необходимость выполнения большого числа арифметических операций на каждый поступивший отсчет сигнала, что требует использования высокоскоростных вычислителей.

Наиболее близким по технической сущности и внутренней структуре к предлагаемому устройству является цифровой демодулятор сигналов с относительной фазовой манипуляцией (патент RU 2505922 С2, Н04В 1/10, Н04D 3/02, 27.01.2014) [3].

Его недостатком является отсутствие возможности высокоскоростной когерентной демодуляции фазоманипулированных сигналов.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение высокоскоростной цифровой когерентной демодуляции сигналов с двоичной фазовой манипуляцией.

Поставленная задача решается тем, что цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и генератор тактовых импульсов, дополнительно содержит регистр сдвига многоразрядных кодов на два отсчета, вычитатель и последовательно соединенные блоки обработки отсчетов (БОО), при этом количество (n) БОО определяется двоичным логарифмом числа обрабатываемых периодов несущей ФМ сигнала, а каждый из этих блоков состоит из регистра сдвига многоразрядных кодов и сумматора, первый вход которого соединен с входом упомянутого регистра сдвига и является входом БОО, второй вход сумматора соединен с выходом регистра сдвига, выход сумматора является выходом БОО, а тактовый вход регистра сдвига является управляющим входом БОО, при этом выход АЦП соединен с входом многоразрядного регистра сдвига на два отсчета, выходы которого соединены с соответствующими входами вычитателя, выход которого соединен с входом первого БОО, а выход n-го блока обработки отсчетов - с входом блока принятия решения, выход которого является выходом устройства, причем управляющие входы АЦП, регистра сдвига многоразрядных кодов на два отсчета и БОО соединены с соответствующими выходами генератора тактовых импульсов.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - процесс квантования, а на фиг. 3 - результаты моделирования работы демодулятора и расчета вероятности ошибки.

Устройство содержит АЦП 1, на вход которого поступает принимаемый ФМ сигнал 2 с выхода усилителя промежуточной частоты приемника, а на управляющий вход - тактовые импульсы 3, синхронные с входным сигналом. Выход АЦП 1 соединен с входом регистра 4 сдвига многоразрядных кодов на два отсчета, выходы которого соединены с входами вычитателя 5, выход которого подключен к входу первого БОО 6-1.

Каждый БОО 6 состоит из регистра сдвига многоразрядных кодов 7 и сумматора 8, первый вход которого соединен с входом регистра сдвига 7, который является входом БОО 6, а второй вход сумматора 8 соединен с выходом регистра сдвига 7, выход сумматора является выходом БОО 6. Количество БОО n зависит от числа N периодов сигнала в информационном символе и определяется двоичным логарифмом N (n=log2N). Такое построение устройства обеспечивает минимальное количество БОО, при этом число обрабатываемых периодов сигнала равно N=2n.

Выход первого БОО 6-1 соединен с входом второго БОО 6-2, выход которого соединен с входом третьего БОО 6-3 и так далее. Выход последнего БОО 6-n подключен к входу блока принятия решения 9, выход которого является выходом 10 устройства. Решение о принятом двоичном символе принимается в моменты прихода импульсов тактовой синхронизации 11.

Управляющие входы АЦП 1, регистра сдвига многоразрядных кодов на два отсчета 4 и БОО 6-1, БОО 6-2, …, БОО 6-n соединены с соответствующими выходами генератора тактовых импульсов 12, синхронного с принимаемым ФМ сигналом.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал с двоичной ФМ на входе 2 демодулятора вида s(t)=Smsin(2πƒ0t+a(t)π+ϕ0), где Sm - амплитуда, ƒ0 - несущая частота, ϕ0 - начальная фаза, a(t)- двоичный модулирующий фазу сигнал со значениями 0 или 1, поступает на вход АЦП 1, который формирует по два отсчета входного сигнала на период несущей Т=1/ƒ0 в соответствии с тактовыми импульсами 3 от генератора 12, синхронными с принимаемым сигналом. Информационный элемент сигнала длительностью ТЭ=NT содержит N периодов Т несущего колебания, N=2n, n - целое число. Процесс квантования ФМ сигнала показан на фиг. 2, точками отмечены формируемые на каждом периоде отсчеты s1 и s2. Эти отсчеты последовательно для каждого периода запоминаются в многоразрядном регистре 4 сдвига на два отсчета, и в вычитателе 5 формируется их разность s1-s2=2S при ψ=0, а если фаза входного сигнала изменится на ψ=π, то соответственно s1-s2=-2S. За N=2n периодов (по окончании символа) на выходе последнего БОО 6-n в моменты окончания информационного символа при отсутствии помех накапливается величина y, равная

Эти значения y сравниваются с нулем в решающем устройстве 9 при поступлении сигналов тактовой синхронизации 11 и на выходе 10 решающего устройства 9 формируются принятые информационные символы sИ.

Отклик демодулятора y имеет нормальную плотность вероятностей

со средним значением α=2NS или α=-2NS и дисперсией σ2=2Nσ2Ш.

Вероятность ошибки равна

где

- интеграл Лапласа,

- отношение сигнал/шум.

Выражение (3) соответствует классической [1] формуле для вероятности ошибки при оптимальной когерентной обработке сигнала, то есть рассматриваемый демодулятор обеспечивает потенциальную помехоустойчивость.

На фиг. 3 точками показаны результаты статистического имитационного моделирования алгоритма когерентной демодуляции двоичного фазоманипулированного сигнала при N=256. Сплошная линия соответствует расчету вероятности ошибки в соответствии с (3).

Литература

1. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио, 1970.

2. Окунев Ю.Б. Цифровая передача информации фазомодулированными сигналами. М.: Радио и связь, 1991.

3. Патент RU 2505922 С2, Н04В 1/10, Н04D 3/02, 27.01.2014, Бюл. №3, «Цифровой демодулятор сигналов с относительной фазовой манипуляцией», авторы Литвиненко В.П., Глушков А.Н.

Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и генератор тактовых импульсов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит регистр сдвига многоразрядных кодов на два отсчета, вычитатель и последовательно соединенные блоки обработки отсчетов (БОО), при этом количество (n) БОО определяется двоичным логарифмом числа обрабатываемых периодов несущей ФМ сигнала, а каждый из БОО состоит из регистра сдвига многоразрядных кодов и сумматора, первый вход которого соединен с входом регистра сдвига и является входом БОО, второй вход сумматора соединен с выходом регистра сдвига, выход сумматора является выходом БОО, а тактовый вход регистра сдвига является управляющим входом БОО, при этом выход АЦП соединен с входом многоразрядного регистра сдвига на два отсчета, выходы которого соединены с соответствующими входами вычитателя, выход которого соединен с входом первого БОО, а выход n-го блока обработки отсчетов - с входом блока принятия решения, выход которого является выходом устройства, причем управляющие входы АЦП, регистра сдвига многоразрядных кодов на два отсчета и БОО соединены с соответствующими выходами генератора тактовых импульсов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области беспроводной связи, использующей систему дуплексной передачи с временным разделением каналов. Раскрыто устройство, содержащее один или более машиночитаемых носителей, содержащих команды; и один или более процессоров, связанных с указанным одним или более машиночитаемыми носителями, для выполнения команд для реализации модуля связи и модуля гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ).

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к способам обнаружения узкополосных сигналов, выступающих в виде имитационных помех, в условиях априорной неопределенности о времени их излучения, и может быть использовано в радиоканалах передачи сигналов с двухпозиционной частотной манипуляцией (ЧМ-2).

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат стоит в повышении помехоустойчивости передаваемой информации.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах связи с программной перестройкой рабочих частот (ППРЧ). Технический результат - разработка широкополосного помехоустойчивого приемопередающего устройства для функционирования в различных условиях сигнальной и помеховой обстановки.

Изобретение относится к области многоканальных радиочастотных модулей, предназначенных для станций радиорелейной связи миллиметрового диапазона длин волн с высокой скоростью передачи данных и электронным сканированием луча.

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат изобретения заключается в возможности адаптивной компенсации амплитудных и фазовых нелинейных искажений KB радиопередатчика.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в профессиональных радиоприемных устройствах. Многоканальное устройство для селекции, усиления и преобразования сигналов содержит М поддиапазонных каналов, при этом у каждого канала вход соединен с входом устройства, а выход одновременно является выходом как канала, так и устройства.

Изобретение относится к области мобильной связи и предназначено для улучшения рабочих характеристик приема индикатора качества канала (CQI), даже когда возникает задержка в тракте распространения, возникает ошибка синхронизации передачи или формируются остаточные взаимные помехи между величинами циклического сдвига разных последовательностей ZC.

Изобретение относится к области устройств для размещения идентификационных карт в мобильных терминалах пользователей, а именно к держателю карты. Техническим результатом является упрощение замены карты в терминале с несменяемым аккумулятором за счет конструкции соединителя, содержащего листовую пружину в гнезде карты.

Изобретение относится к радиолокации и гидролокации. Технический результат – обеспечение подавления боковых лепестков для кода P3 нечетной длины.

Изобретение относится к приемопередающим устройствам. Заявлен узел соединения приемопередатчика с батареей, содержащий сопрягаемые части корпуса приемопередатчика и корпуса батареи, включающие выемку ступенчатой формы с плоским основанием, образованную в нижней части задней стенки корпуса приемопередатчика, и ответные взаимно перпендикулярные поверхности корпуса батареи - верхнюю торцевую и плоскую фронтальную поверхности, а также средства фиксации. На боковых стенках указанной выемки с внутренней стороны образованы два направляющих П-образных паза. На плоском основании выемки выполнен паз для захода выступа фиксатора батареи. На торцевой стенке полости корпуса приемопередатчика размещены три штыревых контакта, при этом на ответной верхней торцевой поверхности корпуса батареи установлены три соответствующих гнездовых подпружиненных контакта. На плоской фронтальной поверхности корпуса батареи размещен фиксатор в виде металлической подпружиненной защелки с выступом, соответствующим пазу на плоском основании выемки задней стенки корпуса приемопередатчика. Нижняя часть фиксатора сопряжена с кнопочным элементом управления, установленным на нижнем торце корпуса батареи. Изобретение позволяет повысить прочность и надежность узла соединения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и вычислительной технике. Технический результат заключается в повышение надежности защиты ключевой информации и радиоданных. Технический результат достигается за счет устройства программно-аппаратного комплекса формирования ключевой информации и радиоданных для радиостанции, содержащего микроконтроллер (МК), микропроцессор (МП), программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), по меньшей мере один первый приемопередатчик (ПП), по меньшей мере один второй приемопередатчик (ПП), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), клавиатуру, дисплей, блок питания. МК выполнен обеспечивающим контроль напряжений питания блока питания и управление питанием МК и ПЛИС, обеспечивающим ввод ключа расшифровки исходных данных формирования ключевой информации, ключа проверки целостности программного обеспечения ПЛИС и ключа проверки целостности программного обеспечения радиостанции посредством клавиатуры. ОЗУ выполнено обеспечивающим хранение упомянутых введенных ключей. МП выполнен обеспечивающим формирование ключевой информации и радиоданных по данным ПЗУ и ОЗУ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ съёмки изображения включает в себя получение параметра движения мобильного терминала, определение текущего параметра съемки согласно параметру движения, съемку изображения согласно текущему параметру съемки. При этом параметр съемки включает в себя время выдержки и светочувствительность. Также в процессе съёмки определяют компенсационную светочувствительность. Обеспечивают сравнение суммы фактической светочувствительности и компенсационной светочувствительности с максимальной светочувствительностью терминала. Если указанная сумма больше максимальной светочувствительности, то устанавливают максимальную светочувствительность как текущую, если указанная сумма меньше максимальной светочувствительности, то устанавливают сумму как текущую светочувствительность. Технический результат заключается в устранении размытости снимка при съемке с мобильного терминала, который дрожит или находится в движении. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах обнаружения занятости и контроля канала связи с фазоманипулированными (ФМ) сигналами в многоканальных системах радиосвязи, при управлении радиоприемником и цифровыми модемами с ФМ сигналами, а также радиоразведки систем радиосвязи с ФМ сигналами. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости и упрощении аппаратной реализации цифрового обнаружителя ФМ сигналов за счет увеличения уровня сигнала по отношению к уровню шума на выходе устройства и оценки уровня шума для формировании порога принятия решения о наличии сигнала. Цифровой обнаружитель содержит аналого-цифровой преобразователь, регистр сдвига многоразрядных кодов на четыре отсчета, первый и второй n-каскадные каналы квадратурной обработки сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные блоки обработки отсчетов, каждый из этих блоков состоит из регистра сдвига многоразрядных кодов и сумматора, входной узкополосный фильтр, умножитель частоты, первый и второй вычитатели, первый и второй квадратичные преобразователи, решающее устройство. 4 ил.
Наверх