Устройство для приема сигналов с двухкратной фазовой манипуляцией

Устройство для приема сигналов с двухкратной фазовой манипуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (!1) З(5 ) Н 04 L 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г

) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3373827/18-09 (22) 29,12,81 (46) 07.10,83 Бюл. % 3 7 (72) М. Ю. Хоменок (71) Минский радиотехнический институт (53) 621.394.62(088.8) (56) 1, Заеэдный А. M. и цр. Фаэораэностная моцуляция. M., "Связь, 1967, с, 94-95, 2. Спилкер йж. Би ровая спутниковая связь. М., "Связь, 1979, с, 280 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ЙЛЯ ПРИ™

СЯ НАЛОВ С ДВУКРАТНОЙ

МАНИПУПЯЦИЕЙ, содержащее asa соласованных фильтра и послецоватепьно соединенные первый элемент задержки, первый перемножитель, первый фильтр нижних частот и первый управляемый генератор, а также второй элемент задержки, выхоц которого подключен к первому входу второго перемножителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него ввецены цва преобразователя частоты, вычищающий блок, второй фильтр нижних частот, второй управляемый генератор и сумматор, первый вход которого соецинен с первым входом вычитаюшего блока, с входом первого элемента зацержки, с вторым входом первого перемножителя и с выходом первого преобразователя часто. ты, первый вход которого соединен с первым вхоцом второго преобразователя частоты, к второму входу которого поцключен выход второго управляемого генератора, вход которого соецинен с. выхоцом второго фильтра нижних частот, к входу которого поцключен выход второго перемножителя, второй вхоц которого

O соединен с входом второго элемента задержки, с BblxogoM второго преобразователя частоты и с вторыми вхоцами сумматора и вы- читающего блока, выхоцы которых подключены соответственно к входам первого р и второго согласованных фильтров, при этом выход первого управляемого генера тора соецинен с вторым входом первого преобразователя частоты.

1 046

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в устройствах обработки сигналов с цвукратной фазовой-манипуляцией(с квапратным спвиroM информационных послецовательностей в рациосвяэи, рациолокации и при рациоиэмерениях..

Известен приемник сигналов с двукратной фазовой манипуляцией, соцержащий последовательно соединенные умножитель 1О частоты на четыре, узкополосный фильтр и целитель частоты на четыре, выхоц которого поцключен к первому вхоцу.фазового цетектора сигналов двукратной фазовой манипуляции, а второй вхоц t5 фазового цетектора и вхоц умножителя частоты соединены с выхоцом приемника (. 1).

Оцнако помехоустойчивость известного приемника в сравнении с идеальным 20 приемником невысока. Потери помехоустойчивости вызваны значительным влиянием неицеальности канала синхронизации на достоверность приема информации и наличием значительной межсимвольной интерфе- 25 ренции всилу ограниченной полосы пропускания канала связи.

Наиболее близким техническим решением к прецлагаемому является устройство пля приема сигналов с цвукрат-.

30 ной. фазовой манипуляцией, соцержашее цва согласованных фильтра и послецовательно соединенные первый элемент зацержки, первый перемножитель, первый фильтр нижних частот и первый управляемый генератор, а также второй элемент зацержки, выхоц которого попключен к первому входу второго перемножитепя(2)

Оцнако это устройство имеет низкую помехоустойчив ость.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

Для цостижения поставленной цели в устройство пля приема сигналов с пву-, кратной фазовой манипуляцией, содержа45 щее пва согласованных фильтра и послецовательно соепиненные первый элемент зацержки, первый перемножитель, первый фильтр нижних частот и первый управляемый генератор,а также второй элемент задержки,выход которого подключен к первому 50 входу второго перемножителя, ввепены цва преобразователя частоты, вычитающий блок, второй фильтр нижних частот, второй управляемый генератор и сумматор, первый вхоц которого соединен с первым 55 входом вычитающегого блока, с входом первого элемента запержки, с вторым вхоцом первого перемножителя и с вы963 2 ходом первого преобразователя частоты, первый вход которого соединен с первым

Ьхопом второго преобразователя частоты, к второму входу которого подключен выход второго управляемого генератора, вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, к входу которого подключен выход второго пере-множителя, второй вхоц которого соединен с входом второго элемента задержки, с выходом второго преобразователя частоты и с вторыми входами сумматора и вычитак>щего блока, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго согласованных фильтров, при этоь: выход первого управляемого генератора соединен с вторым входом первого преобразователя частоты.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для приема сигналов с двукратной фазовой манипуляцией содержит первый преобразователь 1 частоты, первый управляемый генератор 2, первый перемножитель 3, первый элемент задержки 4, первый фильтр нижних частот 5, второй преобразователь 6 частоты, второй управляемый генератор 7, второй перемножитель 8, второй элемент задержки 9, второй фильтр нижних частот 10, сумматор

11, вычитаюший блок 12, первый и второй согласованные фильтры 13 и 14 соответственно. стройство работает следующим об(аэом.

Входной фазоманнпуляторный сигнал (=-А„®см(2((fÄtiyÄ)+

+ A М1ИМf„<+q„ ) с вхоца устройства поступает на соответствующие входы первого и второго преобразователей частоты 1 и 6, на другие входы которых поступают соответственно сигналы:

cos (22(fs-O5fT)t+ „„) и

C06(2TL(2>05$ )/+If „1 с выходов первого и второго управляемых генераторов 2 и 7, Несущая частота ( (фаэоманипулированного сигнала на выхопе

:первого и второго преобразователей 1 и

6 принимается равной половине тактовой частоты манипуляционных послеповательностей.

1046

Таким заразом, сигнал на выхсае первого преобразователя 1 определяется выражением т

А„И) COS (4- Чн- .1)+

12

i — А2®5яи (ТЛ 1 9„-i, п1)1, 963 4 после преобразований сумма 1) приводит ся к виду

А,(t)A1(t-. )gran (27(, f t+29q-ry,)--,Д,(g)A,(+,-4)ми (ОСОТ + (2) S n(2 „- Чо „-Ч,).

40 Сигнал на выходе первого фильтра ниж них частот 5 используется для подстройI ки частоты первого управляемого генерато ра 2 с целью устранения сдвига фаэ между несущей и тактовой частотами входного

45 фаэоманипулированпого сигнала. В режиме синхрониэма Sln. (Фн 2 оп,— V =3, Следовательно, фаза опорного колебания на выходе первого управляемого генератора

2 равна

50 ! ) 001=("и

\ — /zan (t)sinбИ С-Ч. Vms)), где Х „, Ч>„- соответственно несущая частота и начальная фаза входного фаэоманнпулированного сигнала: Ч, и, „,— соответственно начальные фазы опорных сигналов, формируемых на выходе первого и второго управляемых генераторов

2 и 7; A, (t ), A2(t) — манипули- у0 рующие информационные последовательности с временным сдвигом друг относительно друга на полтакта„

С - соответственно тактовая частота, начальная фаза сигнала тактовой частоты, д5 длина такта или длительность посылки манипулирующих последовательностей.

Сигнал с выхода первого преобразователя 1 поступает на второй вход первого перемножителя 3 и через первый эле,— мент задержки 4 на первый вход первого перемножителя 3.

Задержка сигнала в первом элементе задержки 4 равна половине длительности манипулирующей посылки. Следователь35 но сигнал на выходе первого перемножителя 3 определяется выражением

«2Л„() tOS(TC i,a+4„-×,„„) A„(t— Х) СОФЕ,(ь- ЬФЧ„-Чоп„)+

2 "2(т) S n (< % t+9>-4 „) А Ц.—

2.)51И Е <ТН В+ и оп )

+ < 4„® со5 (7С | + Чн -Yogg) Ag(t1 Г «С

- Х) 1 3+<(t «я.)+ н- оп11+

+ 2 A2(t) " (+ 4+ í- оп )A (<

«1

- )со Г (< ) <.-4о,„)) И

z.

Поскольку сигнал с выхода первого пер множителя 3 поступает на вход первого фильтра нижних частот 5, то сред нее значение третьего и четвертого слагаемых, соответствующих проиэведннию взаимноортогональных функций, равно нулю. Поэтому полезными являются только первые два слагаемых суммы (1).

Следовательно, с учетом указанного, С другой стороны, в спектре произведения задержанных друг относительно друга на половину такта копий информационной последовательности имеется составляющая на тактовой частоте А„.С0 (ж a + V, > с амдой

= Г2ф А, причем сдвиг информационной последовательности на полтакта соответствует изменению фазы тактовой частоты на 180 . Тогда, учитывая в (2), что последовательность Д (g ) сдвиЯ нута по отношению к последовательнзсти

Д1 (+ ) на полтакта, полезную составляющую сигнала определяют, как и для системы с однократной фазовой манипуля яией, в соответствии с выражением

А, COS (2Х%т1+qт) S п (mfò++

+ Чн- оп ), л) Возникающие биения между несущим колебанием фаэоманипулированного сиг-. нала на тактовой частоте и гармоникой спектра произведения двух копий информационной последовательности, сдвинутых друг относительно друга на полтакта также на тактовой частоте формируют дискриминационную характеристику на выходе первого фильтра нижних частот 5 в соответствии с выражением

Соответственно в режиме синхрониэма устанавливается когерентность между несущей частотой входного фазоманипу -, лированного сигнала и тактовой частотой информационных последовательностей.

Часть схемы, включающая второй преобразователь 6 частоты, второй пере1046968 множитель 8, второй элемент задержки 9 и второй фильтр нижних частот 10 преобра эует входной сигнал, поступающий на вход сигнала, поступающий на вход второго преобразователя частоты аналогично описанному выше. Отличие состоит в том, что поскольку значение частоты сигнала второго управляемого генератора 7 больше значения несущей частоты входного фаэомаиипулированного сигнала иа половину тактовой частоты, то в режиме синхронизма начальная фаза 90II сигнала на выходе второго управляемого генератора

7 равна "оп .(и 6Ю, (6)

Соответственно в режиме синхройиэма сигнал на выходе первого преобразователя 1 определяется выражением

4 20 . А (особ (X% t+V li)+

1 A<(g)q1N Л 4 t+ Чт /2), (7) а на выходе второго преобразователя,6

25 - А1И)СОВ (Хт "+ т/2) "а® 1и (® т Чт/2} «}

Таким образом, на выхоРе сумматора 30

11 будет сформирована информапионная последовательность косинусоидальных импульсов — A„(<)@OS(К т,- т/ }, а

Я

W2, 35 на выходе вычитаюшего блока 12-информаци онная послед овательн ость косинус оидаль-х

HbI x импульсов — А И) 61п (4 1 т /2), 40 а которые далее поступают соответственно на входы первого и второго согласованных фильтров 1З и 14. Причем демодулированная таким обраэом кодовая последова- 45 тельность будет сопряжена. с манипулирующей, соответственно . А, (+ ) или Д (+ ) относительно опорной прямоугольной пери«

t одической последовательности скверности для той же тактовой частоты с алгорит- 30 мом сопряжения - суммирование по модулю два»

Таким образом, повыпение помехоустойчивости, достигаемое в предлагаемом устройстве относительно схемы прототипа, определяется следующими факторами. За счет более эффективного восстанов- ления опорного колебания, соответствующего помехоус гойчивости формирования опорного к.олебания на тактовой частоте по методу перемножения двух копий информапионной последовательности, сдви-. нутых друт относительно друга на полозину длительности информационной посыл ки, и за счет уменьшения. влияния межсимвольной интерференпии.

Действительно, отношение сигнал, /шум по мощности $+ Ig на выходе устройства, реализованной по методу перемножения двух информационных последовательностей, сдвинутых друг относительно друга на полтакта, при большом отношении сигнал/шум на входе g gg>> 1, С дИ вЂ”, С (потери 7 дВ), а при, где В : а %Щ = « Ч ФВХ Ь

А - полоса сигнала на входе, ь5 — Ф . лоса пропускания согласованного фильтра,; осуществляющего селекпию компонен- гы тактовой частоты.

Соответственно при ф@ )) 1 отношение сигнал/шум на выходе перемножителя ф - ф . (потери составИ

SbIX 4 SW Ь9 ляют" 6 дБ), а при q Ь Р сс1, $ >b < ь|;

2 Фьх — „

Поскольку в схеме прототипа используется последовательное включение двух квадратов» то при фях 0> 1р, Q bg=

Ф ьх " >a ьых= ьУ

"8 Фьх—

Следовательно, выигрыш в отношении сигнал /шум в предлагаемом устройстве

S сравнении со схемой прототипа не менее 5 дБ при болыиом отношении сигнал/шум на выходе, при ф с<1 ?????????????????????? ?????????????? ?????????????? ???? ???????????????? ??????- ?????????? ?????????????????? ????????????>

1046963

Составитель А. Москевич

Редактор Т. Портная Техред М.Тепер Корр=.ктор А. Йзятко

Заказ 7755/58 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4