DE2221524A1

DE2221524A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR EXTENDING THE INTERFERENCE DISTANCE IN MESSAGE TRANSFER SYSTEMS ON THE RECEIVER

Info

Publication number: DE2221524A1
Application number: DE19722221524
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl-Ing Krick
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-05-03
Filing date: 1972-05-03
Publication date: 1973-11-15
Also published as: AU470948B2; AU5515373A; DE2221524B2; DE2221524C3

Description

Schaltungsanordnung zum empfangsseitigen Erweitern des Störabstandes in Nachrichten-Übertragungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum empfangsseitigen Erweitern des Störabstandes eines im Vergleich zum Nutzsignal starken binär phasenumgetasteten Störsignals in Nachrichten-Übertragungsanlage, bei der ein dem empfangenen Störsignal nachgebildetes phasen-und amplitudengleiches Referenzsignal aus dem Empfangsgemisch abgeleitet undvon dem Empfangsgemisch subtrahiert wird und bei der das entstehende Restsignal für seine Demodulation einem Korrelationsempfänger zugeführt wird. -Beispielsweise erfolgt in den bekannten Codemultiplex-U'bertragungsanlagen der gleichzeitige Nachrichtenaustausch zwischen mehreren Sende- und Empfangs stationen gemeinsam in dem begrenzten Frequenzband einer Relaisstation, beispielsweise des Transponders eines Satelliten, der das empfangene Summensignal aller Sendestationen verstærkt und in einem anderen Frequenzband wieder abstrahlt. Bei diesem Übertragungsverfahren ist das von jeder Sendestation erzeugte hochfrequente Trägersignal mittels Phasenumtastung durch einen der gerufenen Empfangsstation zugeordneten binären Adresscode moduliert, der seinerseits mit der zu übertragenden binären Nachricht moduliert ist. Die Empfangsstatonen gewinnen die für sie bestimmten Nachrichten durch Korrelation des empfangenen Summensignals mit einem empfangsseitig erzeugten und mit dem im Empfangssignal enthaltenen für die Empfangsstation bestimmten Träger synchronisierten gleichen Adresscode.Circuit arrangement for extending the signal-to-noise ratio on the receiving side in message transmission systems The invention relates to a circuit arrangement to extend the signal-to-noise ratio of a signal at the receiving end compared to the useful signal strong binary phase-shift keyed interference signal in communication transmission system, in which an in-phase and in-amplitude simulated the received interference signal Reference signal derived from the reception mixture and subtracted from the reception mixture and in which the resulting residual signal is sent to a correlation receiver for its demodulation is fed. For example, it takes place in the known code division multiplex transmission systems the simultaneous exchange of messages between multiple broadcast and receiving stations together in the limited frequency band of a relay station, for example the transponder of a satellite, which the received sum signal of all broadcasting stations and broadcasts again in a different frequency band. With this transmission method, the frequency generated by each transmitting station is high Carrier signal assigned by means of phase shift keying by one of the receiving station called binary address code, which in turn is modulated with the binary message to be transmitted is modulated. The receiving stations win the messages intended for them by correlating the received sum signal with one generated at the receiving end and with the carrier intended for the receiving station contained in the received signal synchronized same address code.

Es liefern an sich beim Empfänger neben dem gewünschten Träger auch die Träger aller derjenigen Sendestationen Anteile, die in dem gleichen Frequenzband arbeiten. Diese unerwünschten Träger wirken sich als Störsignale aus. Wird jedoch im Empfänger dieselbe Adresse wie im Sender phasenrichtig zugesetzt, so wird durch diese multiplikative Mischung die in der Sendestation bewirkte Bandspreizung auf die Sendebandbreite B wieder rückgängig gemacht, und zwar nur bei dem Signal, dessen Adresse phasenrichtig zugesetzt wird. Die übrigen Signale bleiben breitbandig, so dass die durch sie verursachte Störung mittels eines Tiefpasses, der die Nachrichtenbandbreite b hat, bis auf einen kleinen Rest unterdrückbar ist. Es entsteht dabei ein Korrelationsgewinn, der gleich dem Quotienten aus der Sende bandbreite B und der Nachrichtenbandbreite b ist. Die empfangene Störleistung nimmt mit der Zahl der übrigen Träger zu, so dass der Korrelationsgewinn durch die unerwünschten Träger verschlechtert wird.It is delivered to the recipient in addition to the desired carrier the carriers of all of those broadcasting stations shares that are in the same frequency band work. These unwanted carriers act as interfering signals. Will however The same address in the receiver as in the transmitter is added in the correct phase, then through this multiplicative mixture produces the spread of the band effected in the transmitting station the transmission bandwidth B is canceled again, and only for the signal whose Address is added in the correct phase. The other signals remain broadband, so that through them caused disturbance by means of a low pass, which has the message bandwidth b, can be suppressed except for a small remainder. There is a correlation gain that is equal to the quotient from the transmission bandwidth B and the message bandwidth b. The received interference power decreases with the number of remaining carriers increasing, so that the correlation gain through the undesirable Carrier is deteriorated.

Es ist dabei möglich, dass die im Empfänger auftretende Störleistung hauptsächlich durch einen Einzelstörer bestimmt ist, dessen Leistung so gross ist gegenüber den Leistungen der übrigen gleichzeitig empfangenen Signale, dass die Rückgewinnung der Nachricht durch einen Korrelationsempfänger nicht möglich ist.It is possible that the interference power occurring in the receiver is mainly determined by a single jammer whose performance is so great compared to the power of the other signals received at the same time that the Recovery of the message by a correlation receiver is not possible.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, im Falle eines Einzelstörers sein im Vergleich zum Nutzsignal leistungsstarkes Störsignal nachzubilden und diese Nachbildung von dem Gesamtempfangsgemisch abzuziehen. Es wird dabei zunächst die Nachricht des Störsignals durch einen Korrelationsempfänger gewonnen und dann mit dem auf das Störsignal synchronisierten Referenzcode und einem Referenzträger multipliziertO Diese Art der Nachbildung setzt jedoch die Kenntnis des Codes des Störers voraus. Allgemein ist dieser Code jedoch nicht bekannt, so dass die Anwendbarkeit dieses Verfahrens auf Sonderfälle beschränkt bleibt.It has already been suggested in the case of a single jammer to simulate its powerful interference signal in comparison to the useful signal and this Subtract the replica from the overall reception mix. First of all, the Message of the interfering signal obtained by a correlation receiver and then with the reference code synchronized to the interference signal and a reference carrier multipliedO However, this type of simulation requires knowledge of the interferer's code. However, this code is generally unknown, so the applicability of this Procedure remains limited to special cases.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch einen Einzelstörer hervorgerufene Störleistung in einer dem Korrelationsempfänger des Nutzsignals vorgeschalteten Stufe, in der ein ohne Kenntnis des Störcodes nachgebildetes Signal dem Gesamtempfangssignal überlagert wird, derart zu verringern, dass eine Demodulation des Nutzsignals durch einen Korrelationsempfänger möglich ist.The invention is based on the object by a single interferer generated interference power in a correlation receiver of the useful signal upstream Stage in which a signal reproduced without knowledge of the interference code is the overall received signal is superimposed to reduce such that a demodulation of the useful signal by a correlation receiver is possible.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch einen in einer Phasenregelschleife steuerbaren Oszillator ein dem Störträger entsprechender Referenzträger erzeugbar ist, durch den durch Mischung mit dem Empfangsgemisch mittels eines Phasendiskriminators ein niederfrequentes Signal ableitbar ist, das nach seiner Multiplikation mit dem Empfangsgemisch in einer Mischstufe als Eingangssignal für die Phasenregelschleife ausnutzbar ist, und dass die Nachbildung des Störsignals aus dem niederfrequenten Signal mittels eines Begrenzers, der die im niederfrequenten Signal enthaltene,, durch das Nutzsignal entstandene Komponente unterdrückt, und durch Mischung mit dem Referenzträger ableitbar ist.The invention is characterized in that by one in one Phase-locked loop controllable oscillator a reference carrier corresponding to the interference carrier can be generated by mixing with the receiving mixture by means of a phase discriminator a low-frequency signal can be derived, which after its multiplication with the Reception mixture in a mixer stage as an input signal for the phase-locked loop is exploitable, and that the simulation of the interference signal from the low-frequency Signal by means of a limiter, which contains the component produced by the useful signal is suppressed, and mixed with can be derived from the reference carrier.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht der das niederfrequente Signal aus dem Empfangsgemisch ableitende Phasendiskriminator aus der Zusammenschaltung einer Mischstufe und eines Tiefpasses, an dessen Ausgang durch einen Begrenzer die binäre Phasenmodulation des Störsignals entnehmbar ist.In a further development of the inventive concept, there is the low-frequency Phase discriminator derived from the interconnection signal from the reception mixture one Mixer stage and a low-pass filter, at the output of which by a Limiter, the binary phase modulation of the interference signal can be removed.

Hierdurch werden die Vorteile erreicht, dass unmittelbar mit einem als Phasengenerator bezeichneten Phasenregelkreis der Träger und das Produkt aus Code und Nachricht des Störsignals gewonnen wird, ohne besondere Kenntnis des Codes oder der Nachricht des Störers selbst. Es eignet sich daher dieses Verfahren auch zur Unterdrückung eines nicht systembedingten binär phasenumgetasteten Störsignals. Es ist dabei die erzielbare Störleistungsunterdrückung desto grösser, je grösser das Verhältnis von Trägerfrequenz zur Phasenumtastfrequenz des Störsignals ist.This has the advantages that directly with a phase-locked loop called the phase generator of the carrier and the product Code and message of the interfering signal is obtained without special knowledge of the code or the message from the interferer himself. This method is therefore also suitable to suppress a non-system-related binary phase-shift keyed interference signal. It is the achievable interference power suppression the greater, the greater is the ratio of the carrier frequency to the phase shift keying frequency of the interference signal.

Die Erfindung wird an dem Blockschaltbild erläutert.The invention is explained using the block diagram.

Es ist dort der mit den Einrichtungen für eine Störkompensation versehene Demodulatorteil einer Codemultiplex-Empfangsstation dargestellt. In dem am Punkt E anliegenden Empfangsgemisch s(t) überwiegt die Leistung eines phasenumgetasteten Störsignals s2(t), so dass die Demodulation des Nutzsignals si(t) in dem Korrelationsempfänger K ohne grundlegende Verringerung- der Störleistung nicht möglich ist.There it is the one provided with the devices for interference compensation Demodulator part of a code division multiplex receiving station shown. In that at the point E present receiving mixture s (t) outweighs the power of a phase-shift keyed Interference signal s2 (t), so that the demodulation of the useful signal si (t) in the correlation receiver K is not possible without a fundamental reduction in the interference power.

Es wird durch eine an sich bekannte Phasenregelschleife PLL und ein Regenerationsnetzwerk Zu das binär phasenumgetastete Störsignal s2(t) nach Betrag und Phase nachgebildet und in der Mischstufe M5 dem Empfangssignal s(t) überlagert.It is through a phase-locked loop known per se and a PLL Regeneration network Zu the binary phase-shift keyed interference signal s2 (t) according to its magnitude and phase simulated and superimposed on the received signal s (t) in the mixer M5.

Die Phasenregelschleife PLL enthält den steuerbaren Oszillator VCO, dessen durch den Phasenschieber P um -90° phasenverschobenes Ausgangssignal den Referenzträger f(t) für das Regenerationsnetzwerk RN bildet. Es sei zunächst angenommen, dass sich der Störträger und der Referenzträger im Synchronismus befindet, dass also der Fangvorgang der Phasenregelschleife schon beendet ist.The phase-locked loop PLL contains the controllable oscillator VCO, its output signal phase-shifted by -90 ° by the phase shifter P den Forms reference carrier f (t) for the regeneration network RN. Let us first assume that the interfering carrier and the reference carrier are in synchronism, that so the capture process of the phase locked loop has already ended.

Es liegen dann an der multiplikativen Mischstufe Ml das Empfangsgemisch s(t), in dem der Störträger s2(t) = ¹2.A2.m2(t).sin(#t+ ) dominiert, und der Referenzträger f(t) = 2.sin(t+g) an. Es bezeichnet darin A2 den Effektivwert des Störträgers, m2(t)=+l das binäre Modulationssignal und und # die diesbezüglichen Phasen.The receiving mixture is then at the multiplicative mixer stage Ml s (t), in which the interference carrier s2 (t) = ¹2.A2.m2 (t) .sin (# t +) dominates, and the reference carrier f (t) = 2.sin (t + g) an. In it, A2 denotes the effective value of the interfering carrier, m2 (t) = + l the binary modulation signal and and # the relevant phases.

Durch die Multiplikation entsteht das Signal x(t)=s(t).f(t) #A2.m2(t)cos(#-#)-A2.m2(t)cos(2#t+#+#) Der Tiefpass TPl, der zusammen mit deriischstufe M1 einen Phasendiskriminator bildet, unterdrückt die Komponente mit der doppelten Trägerfrequenz, so dass der Ausgang nur die niederfrequente Komponente y(t)=A2.m2(t)cos(g-ç) führt, die in der Mischstufe M3 mit dem Empfangsgemisch s(t) multipliziert wird. Das Ausgangssignal der Mischstufe M3: f' (t)=y(t) .s(t) #2.A2².m²(t)cos(#-#).sin(#t+#) enthält die Phasenumtastung des Störsignals nicht mehr, weil nämlich m22 (t)=(+i) 2=1 das Signal f'(t) ist die Eingangsgrösse für die Phasenregelschleife PLL. Der Bandpass BP dient zur Unterdrückung des Eingangsrauschens. Der Begrenzer Bl beseitigt die Abhängigkeit der Phasenregelschleife von der Leistung des Empfangssignals. Der Phasendiskriminator der Phasenregelschleife besteht aus der Mischstufe M2 und dem Tiefpass TP2, der nur die niederfrequente Regelkomponente durchlässt.The multiplication results in the signal x (t) = s (t) .f (t) # A2.m2 (t) cos (# - #) - A2.m2 (t) cos (2 # t + # + #) The low-pass filter TPl, which together with the mixer stage M1 forms a phase discriminator, suppresses the component with twice the carrier frequency, so that the output only the low-frequency component y (t) = A2.m2 (t) cos (g-ç) results in the mixing stage M3 is multiplied by the reception mixture s (t). The output of the mixer M3: f '(t) = y (t) .s (t) # 2.A2².m² (t) cos (# - #). Sin (# t + #) contains the phase shift keying of the interference signal no longer because m22 (t) = (+ i) 2 = 1 the signal f '(t) is the Input variable for the phase locked loop PLL. The bandpass BP is used for suppression of input noise. The limiter B1 eliminates the dependency of the phase locked loop on the power of the received signal. The phase discriminator of the phase locked loop consists of the mixer M2 and the low-pass filter TP2, which is only the low-frequency Control component lets through.

Unter der Voraussetzung, dass die Leistung des Störsignals s2(t) gross ist gegenüber der Leistung des Nutzsignals si(t) synchronisiert sich die Phasenregelschleife auf die Frequenz und die Phase des Störsignalträgers.Provided that the power of the interfering signal s2 (t) is large compared to the power of the useful signal si (t), the phase-locked loop is synchronized on the frequency and phase of the interfering signal carrier.

Die Kennlinie der Phasenregelschleife ist periodisch mit der Periode 1800. Die Regelschleife befindet sich daher im stabilen Gleichgewicht, wenn der Phasenfehler ein ganzzahliges Vielfaches von 1800 ist. Wegen dieser Hehrdeutigkeit der Phase des mit dem Träger des Störsignals s2(t) synchronisierten Referenzträgers f(t) stimmt auch das durch den Begrenzer zurückgewonnene Binärsignal y(t) nur bis auf das Vorzeichen mit der Modulation m2(t) des Störsignals überein. Durch Multiplikation von y(t) mit dem Referenzträger f(t) in der Mischstufe M4 wird diese Mehrdeutigkeit beseitigt. Das regenerierte Signal s3(t) am Ausgang der Nischstufe 4 ist daher eindeutig und stimmt in der Phase bis auf einen vernachlässigbaren Regelfehler mit dem Störsignal s2(t) überein.The characteristic of the phase locked loop is periodic with the period 1800. The control loop is therefore in stable equilibrium when the Phase error is an integral multiple of 1800. Because of this ambiguity the phase of the reference carrier synchronized with the carrier of the interference signal s2 (t) f (t), the binary signal y (t) recovered by the limiter is only true up to corresponds to the sign with the modulation m2 (t) of the interference signal. By multiplication of y (t) with the reference carrier f (t) in the mixer stage M4 this ambiguity becomes eliminated. The regenerated signal s3 (t) at the output of the mixer stage 4 is therefore unambiguous and is in phase with the interference signal except for a negligible control error s2 (t) match.

Die Wirkung des der Mischstufe M4 im Wege des Signals y(t) vorgeschalteten Begrenzers B2 besteht in der Beseitigung der im Signal y(t) enthaltenen, bisher unbeachteten Komponente des Nutzsignals si(t).The effect of the upstream of the mixer M4 by way of the signal y (t) Limiter B2 consists in the elimination of the previously contained in signal y (t) ignored component of the useful signal si (t).

Das regenerierte Signal s3(t) würde nämlich ohne wirksame Begrenzung neben der gewünschten Nachbildung des Störsignals s2(t) auch eine vom Nutzsignal si(t) abhängige Komponente enthalten. Wird ein derartiges Gemisch über den nplitudenregler Ra der Mischstufe M5 zugeführt, so wird zwar, da die Nachbildung s3(t) phasen- und amplitudengleich mit dem Störsignal s2(t) ist, das Störsignal kompensiert werden. Da jedoch ohne besondere Massnahmen auch eine Komponente des Nutzsignals in der Nachbildung enthalten ist, die mit der Differenzfrequenz der Träger des Störsignals s2(t) und des Nutzsignals sl(t) moduliert ist, so würde auch das dem Korrelationsempfänger K zugeführte Signal mit der Differenzfrequenz moduliert sein und es kann der Korrelationsempfänger die übertragene Nachricht nicht zurückgewinnen.This is because the regenerated signal s3 (t) would have no effective limitation in addition to the desired simulation of the interfering signal s2 (t) also one contain components dependent on the useful signal si (t). Will such a mixture is fed to the mixer M5 via the amplitude regulator Ra, it is true that the simulation s3 (t) has the same phase and amplitude as the interfering signal s2 (t), the interfering signal be compensated. However, as a component of the Useful signal is contained in the simulation, which with the difference frequency of the Carrier of the interference signal s2 (t) and the useful signal sl (t) is modulated, so would the signal fed to the correlation receiver K is modulated with the difference frequency and the correlation receiver cannot recover the transmitted message.

Abhilfe wird hier durch richtige Einstellung der Kennlinie des Begrenzers B2 geschaffen. Ist nämlich die Begrenzerkonstante niedriger als die Differenz der Amplituden des Störsignals und des Nutzsignals, dann wird die Komponente des Nutzsignals unterdrückt. Am Eingang der Mischstufe M4 liegt nur ein Signal an, das das Produkt aus der Nachricht und dem Code des Störsignals s2(t) enthält.This can be remedied by correctly setting the limiter's characteristic curve B2 created. Namely, if the limiter constant is lower than the difference in Amplitudes of the interfering signal and the useful signal, then the component of the useful signal suppressed. At the input of mixer M4 there is only one signal that the product from the message and the code of the interference signal s2 (t).

Nach der Regelung der Amplitude des regenerierten Signals s3(t) im Amplitudenregler Ra kann die so gebildete Nachbildung vom Empfangs gemisch subtrahiert werden. Im Differenzsignal am Ausgang der Mischstufe M5 liegt das Nutzsignal in einer für den Korrelationsempfang geeigneten Form vor.After regulating the amplitude of the regenerated signal s3 (t) im The amplitude regulator Ra can subtract the simulation formed in this way from the reception mixture will. The useful signal is in the difference signal at the output of the mixer M5 a form suitable for correlation reception.

Claims

9 Circuit arrangement for extending the signal-to-noise ratio on the receiving side a binary phase-shift keyed interference signal in Message transmission systems in which a received interference signal is simulated phase and amplitude identical reference signal derived from the received mixture and is subtracted from the reception mixture and in which the resulting residual signal is fed to a correlation receiver for its demodulation, characterized in that that by an oscillator (VCO) controllable in a phase locked loop (PLL) a reference carrier (f) corresponding to the interference carrier (s2) can be generated by means of which by mixing with the receiving mixture (s) using a phase discriminator (M1, TP1) a low-frequency signal (y) can be derived, which after its multiplication with the received mixture in a mixer (M3) as the input signal for the phase-locked loop is exploitable, and that the simulation (s3) of the interference signal from the low-frequency Signal (y) by means of a limiter (B2), which contains the low-frequency signal component generated by the useful signal is suppressed, and by mixing (M4) can be derived with the reference carrier (f).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the phase discriminator which derives the binary signal (y) from the received mixture (s) consists of the interconnection of a mixer (M1) and a low-pass filter (TP1), at its output through a limiter (B2) the binary component of the interference signal is removable.

L e r s e i t e