RU116292U1 - RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE - Google Patents
RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU116292U1 RU116292U1 RU2011152032/08U RU2011152032U RU116292U1 RU 116292 U1 RU116292 U1 RU 116292U1 RU 2011152032/08 U RU2011152032/08 U RU 2011152032/08U RU 2011152032 U RU2011152032 U RU 2011152032U RU 116292 U1 RU116292 U1 RU 116292U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- input
- output
- block
- receiver
- Prior art date
Links
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
1. Устройство радиоприема высокоскоростной информации космической радиолинии, содержащее полосовой фильтр (ПФ), согласованный фильтр (СФ), балансный модулятор (БМ), демодулятор (ДМ), первый и второй декодеры блочные (ДК), получатель информации (ПИ), прерыватель приема блока сигналов (ППБС), вычислитель паразитного смещения сигнала (ВПС), цифровое устройство компенсации смещения сигнала (ЦУК), решающий блок символьный (РБС), блок памяти (ПАМ) отсчетов сигнала получателя, первый и второй преобразователь, при этом вход полосового фильтра (ПФ) является входом устройства, полосовой фильтр (ПФ), согласованный фильтр (СФ), балансный модулятор (БМ), демодулятор (ДМ), первый преобразователь, первый декодер блочный (ДК), получатель информации (ПИ) соединены последовательно соответственно, второй выход демодулятора (ДМ) соединен с входом блока памяти (ПАМ) отсчетов сигнала получателя, второй выход первого декодера блочного (ДК) соединен с входом прерывателя приема блока сигналов (ППБС), выход которого подключен к первым входам вычислителя паразитного смещения сигнала (ВПС) и цифрового устройства компенсации смещения сигнала (ЦУК), выход ВПС соединен со вторым входом ЦУК, выход ПАМ отсчетов сигнала получателя соединен со вторым входом ВПС и с сигнальным третьим входом ЦУК, выход ЦУК соединен с входом решающего блока символьного (РБС), выход которого подключен к входу второго прерывателя, выход второго прерывателя подключен к входу второго декодера блочного (ДК), сигнальный выход которого подключен ко второму входу получателя информации (ПИ). ! 2. Устройство по п.1, в котором первый и второй преобразователи содержат оператор преобраз� 1. A device for receiving high-speed information of a space radio link, containing a band-pass filter (PF), a matched filter (SF), a balanced modulator (BM), a demodulator (DM), the first and second block decoders (DC), an information receiver (PI), a reception chopper signal unit (PBS), a parasitic signal displacement calculator (VPS), a digital signal displacement compensation device (DCC), a symbolic decision unit (RBS), a memory unit (MAM) of the receiver signal samples, the first and second transducer, while the bandpass filter input ( PF) is the input of the device, bandpass filter (PF), matched filter (SF), balanced modulator (BM), demodulator (DM), first converter, first block decoder (DC), information receiver (PI) are connected in series, respectively, the second output the demodulator (DM) is connected to the input of the memory unit (MAM) of the receiver signal samples, the second output of the first block decoder (DC) is connected to the input of the signal block reception interruptor (PBS), the cat output orgo is connected to the first inputs of a parasitic signal displacement calculator (VPS) and a digital signal displacement compensation device (DCC), the DCC output is connected to the second input of the DCC, the PAM output of the receiver's signal samples is connected to the second input of the IPC and to the third signal input of the DCC, the DCC output is connected with the input of the symbolic decision block (RBS), the output of which is connected to the input of the second breaker, the output of the second breaker is connected to the input of the second block decoder (DC), the signal output of which is connected to the second input of the information receiver (PI). ! 2. A device according to claim 1, wherein the first and second transformers comprise a transform operator�
Description
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиосистемах с фазовым методом модуляции, когда высокоскоростной прием происходит с эффектом Доплера в космической радиолинии.The utility model relates to radio engineering and can be used in radio systems with a phase modulation method, when high-speed reception occurs with the Doppler effect in a space radio link.
Известно, что эффект Доплера затрудняет прием информации по радиолинии.It is known that the Doppler effect makes it difficult to receive information on the radio link.
Из уровня техники известна схема радиоприема цифровой информации [1], в которой выполняется вхождение в связь по несущей частоте и слежение за несущей частотой, синхронизация приема блоков и бит информации, фильтрация принимаемых сигналов, декодирование блоков информации посредством помехоустойчивого декодирования, где определяется и компенсируется паразитное смещение постоянной составляющей сигнала от эффекта Доплера и шумовых помех. Блок-схема фиг.1, выполняет вхождение в связь по несущей частоте и слежение за несущей частотой, синхронизует прием блоков и бит информации, усиливает и записывает принятый сигнал двоичной системы счисления, выполняет демодуляцию сигнала фазовой модуляции (ФМ), фильтрует принимаемый сигнал от помех, декодирует блоки информации посредством помехоустойчивого декодирования.The prior art scheme of digital information radio reception [1], in which the carrier enters into communication and monitors the carrier frequency, synchronizes the reception of blocks and bits of information, filters the received signals, decodes information blocks by noise-free decoding, where the spurious is determined and compensated the displacement of the constant component of the signal from the Doppler effect and noise interference. The block diagram of figure 1, makes the connection to the carrier frequency and monitors the carrier frequency, synchronizes the reception of blocks and bits of information, amplifies and records the received signal of the binary number system, performs demodulation of the phase modulation (FM) signal, filters the received signal from interference , decodes information blocks by noise-correcting decoding.
Прием информации блочный, используется КИМ-ФМ. Пример устройства радиоприема предусматривающего вхождение в связь и синхронизацию приема информации [2, стр.203-215, 237]. Вхождение в связь выполняется в сеансе связи, когда информация не принимается.The reception of information is block, KIM-FM is used. An example of a radio reception device providing for communication and synchronization of information reception [2, p.203-215, 237]. Entering into communication is performed in a communication session when information is not received.
Схема содержит полосовой фильтр (ПФ), согласованный фильтр (СФ), балансный модулятор (БМ), демодулятор (ДМ), декодеры блочные (ДК), получатель информации (ПИ), прерыватель приема блоков сигналов (ППБС), вычислитель паразитного смещения сигнала (ВПС), цифровое устройство компенсации смещения сигнала (ЦУК), решающий блок символьный (РБС), блок памяти (ПАМ) отчетов сигнала получателя. ПФ, СФ, БМ, ДМ, ДК решают задачу приема информации в реальном масштабе времени. При обнаружении ДК числа ошибок более допустимого, цифровые отсчеты сигнала заносятся в ПАМ отчетов сигнала получателя, ВПС и ЦУК определяют смещение фазового сигнала и компенсируют в отсчетах сигнала паразитные фазовые смещения. Второй декодер ДК выполняет помехоустойчивое декодирование исправленного блока информации и передает информацию потребителю.The circuit contains a bandpass filter (PF), a matched filter (SF), a balanced modulator (BM), a demodulator (DM), block decoders (DC), an information receiver (PI), a signal block receiving chopper (PPBS), a signal stray signal calculator ( UPU), a digital signal offset compensation device (CCU), a decisive symbol block (RBS), a memory block (PAM) of the receiver's signal reports. PF, SF, BM, DM, DK solve the problem of receiving information in real time. Upon detection of a error number that is more than acceptable by the DC, the digital samples of the signal are entered in the MAM of the recipient signal reports, the IPS and the CCM determine the phase signal offset and compensate for stray phase displacements in the signal samples. The second decoder DC performs noise-correcting decoding of the corrected block of information and transmits the information to the consumer.
На современном техническом уровне, при приеме сигналов используют КИМ-ФМ, в сообщении используют независимость символов «0», «1» и одинаковую априорную вероятности появления нуля и единицы [2, стр.197].At the modern technical level, KIM-FM is used for signal reception, the message uses the independence of the characters “0”, “1” and the same a priori probability of occurrence of zero and one [2, p .97].
В блоках чисел от способа применяемой двоичной системы счисления образуются серии символов разной длины и вероятность появления нуля и единицы не равна. Приближение к независимому приему символов «0», «1» в сообщении достигают модуляцией сообщения кодовой последовательностью измельчающих серии (КПИС) для передачи на радиочастоте, сюда относятся модуляция псевдошумовым сигналом (ПШС), применение рандомизации и специальных форматов модуляции. В демодуляции используют КПИС. В схеме приема с КПИС достигаются положительные результаты, когда информация принимаемого сигнала от использования КПИС не искажается.In blocks of numbers from the method of the applied binary system, a series of characters of different lengths are formed and the probability of occurrence of zero and one is not equal. Approaching the independent reception of the characters “0”, “1” in a message is achieved by modulating the message with a code sequence of chopping series (CPIS) for transmission at the radio frequency, this includes modulation with a pseudo-noise signal (PSN), the use of randomization and special modulation formats. In demodulation, CPIS is used. In the reception scheme with CPIS, positive results are achieved when the information of the received signal from the use of CPIS is not distorted.
Техническая рекомендация CCDS допускает форматы модуляции, в которых могут использоваться шесть форматов представления бит, три формата NRZ и три формата (non return-to-zero) Biφ (phase). Модуляционные формы используют дифференциальное кодирование. В последних форматах длительность каждого бита информации измельчена на половинки.The CCDS technical recommendation allows modulation formats that can use six bit representation formats, three NRZ formats, and three non return-to-zero Biφ (phase) formats. Modulation forms use differential coding. In the latest formats, the duration of each bit of information is halved.
Известно применение кодирования для снижения вероятности срыва битовой синхронизации потока единиц (нулей) длинной серии - сложение сообщения бит фазомодулированного сигнала по модулю два с потоком бит структуры меандра [3, стр.240]. Эта рекомендация применена в формате Biφ.It is known to use coding to reduce the likelihood of disruption of bit synchronization of a stream of units (zeros) of a long series — adding a message of bits of a phase-modulated signal modulo two with a stream of bits of the meander structure [3, p. 240]. This recommendation is applied in Biφ format.
Известно, что передаваемые сигналы, содержат дискретную и непрерывную части спектра, которая дает специфическую помеху в полосе пропускания канала синхронизации. Как бы ни была узка полоса пропускания канала синхронизации, в нее обязательно попадает часть мощности от непрерывного спектра. Образование длинных серий приводят к увеличению спектральной плотности мощности вблизи частоты ω0, возникают дополнительные флуктуации фазы опорного напряжения, приводящие к срыву синхронизации. Модуляции ЧМ-ФМ или КИМ-ФМ-ФМ, делающие непрерывную часть спектра не примыкающей к несущей частоте ω0 исключают возникновение дополнительных помех в канале [3, стр.234].It is known that the transmitted signals contain a discrete and continuous part of the spectrum, which gives a specific interference in the passband of the synchronization channel. No matter how narrow the bandwidth of the synchronization channel, part of the power from the continuous spectrum necessarily falls into it. The formation of long series leads to an increase in the power spectral density near the frequency ω 0 ; additional fluctuations of the phase of the reference voltage arise, leading to a failure of synchronization. Modulations FM-FM or KIM-FM-FM, making the continuous part of the spectrum not adjacent to the carrier frequency ω 0 exclude the occurrence of additional noise in the channel [3, p.234].
Недостатком известного устройства является то, что длинные серии сообщения дают спектральные составляющие в области низких частот, приводящие к срыву синхронизации.A disadvantage of the known device is that long series of messages give spectral components in the low frequency region, leading to a failure of synchronization.
Другим недостатком схемы приема является то, что от применения КПИС у принимаемого сигнала увеличивается число спектральных составляющих в области высоких частот, от чего увеличиваются искажения, в результате воздействия эффекта Доплера и ионосферы. Паразитное смещение спектральных составляющих влечет замирание и искажение фазового сигнала. Области замираний зависят от дальности связи, имеются зоны незначительного замирания, где искажений сигнала от КПИС не наблюдается и зоны замирания сигнала, где отношение РС/РШ уменьшается и достигает пороговое значение. Картины замирания и искажения построены ЭВМ в системе Delphi 3 Standart на фиг.2, фиг.3. В построении векторных диаграмм сигналов фиг.4 - фиг.8. использованы комплексные сигналы [4, стр.27, 31]. Замирание с составляющими колебаний верхней боковой полосы частот ω0+Ω=fВ и нижней боковой полосы частот ω0-Ω=fH поясняется векторной диаграммой фиг.5, фиг.6. Замирание образуется от расхождения боковых частот и сдвига фаз в результате эффекта Доплера. Векторные диаграммы, фиг.7, фиг.8. показывают расхождение, вызывающее изменение формы сигнала. Сильные искажения возникают от расхождения и паразитного фазового сдвига частот порядка π. Искажение сигнала от эффекта Доплера носит детерминированный характер, величина искажений зависит от дальности приема S, или времени распространения сигнала до приема. Модуляция КПИС, измельчающей серии символов, приводят к увеличению замираний и искажениям сигнала, что в первую очередь происходит на высокочастотных составляющих спектра. Уменьшение амплитуды сигнала от замирания уменьшает отношение РС/РШ. Разность искаженного входного и неискаженного гетеродинного сигналов, образует помеху, ухудшающую отношение РС/РШ.Another disadvantage of the reception scheme is that the use of the CPIS for the received signal increases the number of spectral components in the high-frequency region, which increases the distortion due to the effect of the Doppler effect and the ionosphere. The parasitic shift of the spectral components entails fading and distortion of the phase signal. Fading areas depend on the communication range, there are areas of slight fading, where distortion of the signal from the CPIS is not observed, and areas of fading of the signal, where the ratio P C / P W decreases and reaches a threshold value. Pictures of fading and distortion are built by a computer in the Delphi 3 Standart system in figure 2, figure 3. In the construction of vector diagrams of the signals of Fig.4 - Fig.8. complex signals were used [4, p. 27, 31]. Fading with the oscillation components of the upper side frequency band ω 0 + Ω = f B and the lower side frequency band ω 0 -Ω = f H is illustrated by the vector diagram of FIG. 5, FIG. 6. Fading results from a divergence of side frequencies and a phase shift as a result of the Doppler effect. Vector diagrams, Fig.7, Fig.8. show the discrepancy causing a change in waveform. Strong distortions arise from the discrepancy and spurious phase shift of frequencies of the order of π. The signal distortion from the Doppler effect is deterministic, the amount of distortion depends on the reception range S, or the propagation time of the signal before reception. Modulation of the CPIS, a chopping series of characters, leads to an increase in fading and distortion of the signal, which primarily occurs on the high-frequency components of the spectrum. A decrease in the amplitude of the signal from fading reduces the ratio P C / P W. The difference between the distorted input and undistorted heterodyne signals forms an interference that worsens the ratio P C / P W.
Технический результат заявленного устройства радиоприема высокоскоростной информации космической радиолинии заключается в уменьшении потерь и искажения сигнала от эффекта Доплера при побитной передаче в радиолинии числовой информации в системе счисления 256.The technical result of the claimed radio reception device for high-speed information of a space radio link is to reduce the loss and distortion of the signal from the Doppler effect during bit-by-bit transmission of digital information in the radio link in the number system 256.
Технический результат достигается тем, что устройство радиоприема высокоскоростной информации космической радиолинии, содержащее полосовой фильтр (ПФ), согласованный фильтр (СФ), балансный модулятор (БМ), демодулятор (ДМ), первый и второй декодеры блочные (ДК), получатель информации (ПИ), прерыватель приема блока сигналов (ППБС), вычислитель паразитного смещения сигнала (ВПС), цифровое устройство компенсации смещения сигнала (ЦУК), решающий блок символьный (РБС), блок памяти (ПАМ) отсчетов сигнала получателя, первый и второй преобразователь, при этом вход полосового фильтра (ПФ) является входом устройства, полосовой фильтр (ПФ), согласованный фильтр (СФ), балансный модулятор (БМ), демодулятор (ДМ), первый преобразователь, первый декодер блочный (ДК), получатель информации (ПИ) соединены последовательно соответственно, второй выход демодулятора (ДМ) соединен с входом блока памяти (ПАМ) отсчетов сигнала получателя, второй выход первого декодера блочного (ДК) соединен с входом прерывателя приема блока сигналов (ППБС), выход которого подключен к первым входам вычислителя паразитного смещения сигнала (ВПС) и цифрового устройства компенсации смещения сигнала (ЦУК), выход ВПС соединен со вторым входом ЦУК, выход ПАМ отсчетов сигнала получателя соединен со вторым входом ВПС и с сигнальным третьим входом ЦУК, выход ЦУК соединен с входом решающего блока символьного (РБС), выход которого подключен к входу второго прерывателя, выход второго прерывателя подключен к входу второго декодера блочного (ДК), сигнальный выход которого подключен ко второму входу получателя информации (ПИ).The technical result is achieved by the fact that the radio reception device for high-speed information of a space radio link containing a bandpass filter (PF), a matched filter (SF), a balanced modulator (BM), a demodulator (DM), the first and second block decoders (DK), the receiver of information (PI ), a signal block receiving chopper (PBS), a signal stray signal calculator (SPS), a digital signal bias compensation device (CCU), a symbol decider (RBS), a memory block (PAM) of the receiver signal samples, the first and second converter, p In this case, the input of the band-pass filter (PF) is the input of the device, the band-pass filter (PF), matched filter (SF), balanced modulator (BM), demodulator (DM), the first converter, the first block decoder (DC), the receiver of information (PI) connected in series, respectively, the second output of the demodulator (DM) is connected to the input of the memory block (PAM) of the samples of the recipient signal, the second output of the first decoder block (DC) is connected to the input of the chopper of the reception of the signal block (PPBS), the output of which is connected to the first inputs of the stray cm calculator signal amplification (IPN) and a digital signal offset compensation device (CCU), the IPN output is connected to the second input of the CAM, the SAM output of the receiver signal is connected to the second input of the IPC and to the signal third input of the CMS, the output of the CAM is connected to the input of the decimal symbol block ), the output of which is connected to the input of the second chopper, the output of the second chopper is connected to the input of the second block decoder (DC), the signal output of which is connected to the second input of the recipient of information (PI).
Первый и второй преобразователи содержат оператор преобразования числа (ОПЧ), который переводит число системы счисления 256 в число двоичной системы счисления.The first and second converters contain a number conversion operator (HRE), which translates the number of the number system 256 into the number of the binary number system.
Первый и второй преобразователи содержат оператор преобразования числа (ОПЧ) системы счисления 256, который переводит число системы счисления 256 в число двоичной системы счисления удалением октетов, разделяющих разряды числа системы счисления 256.The first and second converters contain the number conversion operator (HRE) of the number system 256, which translates the number of the number system 256 into the number of the binary number system by removing the octets that separate the digits of the number of the number system 256.
Признаки и сущность полезной модели поясняются в детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее:The features and essence of the utility model are explained in the detailed description illustrated by the drawings, which shows the following:
на фиг.1. Схема известная из уровня техники, где:in figure 1. The scheme is known from the prior art, where:
1 - полосовой фильтр (ПФ);1 - band-pass filter (PF);
2 - согласованный фильтр (СФ);2 - matched filter (SF);
3 - балансный модулятор (БМ);3 - balanced modulator (BM);
4 - демодулятор (ДМ);4 - demodulator (DM);
5, 11,- соответственно первый и второй декодеры блочные (ДК);5, 11, respectively, the first and second block decoders (DC);
6 - получатель информации (ПИ);6 - recipient of information (PI);
7 - прерыватель приема блока сигнала (ППБС);7 - chopper receiving signal block (PPBS);
8 - вычислитель паразитного смещения сигнала (ВПС);8 - calculator stray signal bias (IPN);
9 - цифровое устройство компенсации смещения сигнала (ЦУК);9 - digital signal offset compensation device (CCU);
10 - решающий блок символьный (РБС);10 - decisive block character (RBS);
12 - блок памяти (ПАМ) отсчетов сигнала получателя;12 - memory block (PAM) of the samples of the recipient signal;
на фиг.2. Сигнал и замирание сигнала;figure 2. Signal and signal fading;
на фиг.3. Искажения меандра;figure 3. Distortions of the meander;
на фиг.4. Прием несущей частоты;figure 4. Carrier frequency reception
на фиг.5. Сигнал составляющих векторов;figure 5. The signal of the component vectors;
на фиг.6. Сдвиг фаз составляющих;in Fig.6. The phase shift of the components;
на фиг.7. Сигнал модуляции меандром;in Fig.7. Signal modulation meander;
на фиг.8. Искажение меандра от сдвига фаз колебаний φr;on Fig. Square wave distortion from phase shift of oscillations φ r ;
на фиг.9. Схема заявленного устройства приема высокоскоростной информации космической радиолинии, где:Fig.9. Scheme of the claimed device for receiving high-speed information of a space radio link, where:
1 - полосовой фильтр (ПФ);1 - band-pass filter (PF);
2 - согласованный фильтр (СФ);2 - matched filter (SF);
3 - балансный модулятор (БМ);3 - balanced modulator (BM);
4, - демодулятор (ДМ);4, - demodulator (DM);
5, 11 - первый, и второй декодер блочный (ДК);5, 11 - the first and second block decoder (DC);
6 - получатель информации (ПИ);6 - recipient of information (PI);
7 - прерыватель приема блока сигналов (ППБС);7 - chopper receiving signal block (PPBS);
8 - вычислитель паразитного смещения сигнала (ВПС);8 - calculator stray signal bias (IPN);
9 - цифровое устройство компенсации смещения сигнала (ЦУК);9 - digital signal offset compensation device (CCU);
10 - решающий блок символьный (РБС);10 - decisive block character (RBS);
12 - блок памяти (ПАМ) отсчетов сигнала получателя;12 - memory block (PAM) of the samples of the recipient signal;
13, 14 - первый и второй преобразователи;13, 14 - the first and second converters;
на фиг.10. Область ошибочных решений решающего блока символьного.figure 10. The area of erroneous decisions of the decisive character block.
Сущность заявленной полезной модели заключается в следующем.The essence of the claimed utility model is as follows.
Прием синхросигналов и цифровой информации приемным устройством. Схема использует блочный прием в числовой информации. Разрядность принимаемого числа устанавливается априорно. Приемное устройство синхронизует прием радиосигнала, синхронизует тактовую частоту приема бит, обеспечивает кадровую синхронизацию. Синхронное детектирование в канале синхронизации использует фазовую автоподстройку (ФАП) [2, стр.203-215, 237]. Во время вхождения в связь числовая информация не принимается.Reception of clock signals and digital information by the receiving device. The scheme uses block reception in numerical information. The bit depth of the received number is set a priori. The receiving device synchronizes the reception of the radio signal, synchronizes the clock frequency of the reception of bits, provides frame synchronization. Synchronous detection in the synchronization channel uses phase-locked loop (FAP) [2, p.203-215, 237]. At the time of entering into communication, numerical information is not accepted.
В описании используются следующие обозначения:The following notation is used in the description:
ИЧ - «исходное число», которое подлежит передаче по радиолинии и число, получаемое в результате декодирования, передаваемое получателю;ICH - “initial number”, which is to be transmitted over the radio line and the number obtained as a result of decoding, transmitted to the recipient;
ОПЧ - оператор преобразования числа системы счисления 256 в число двоичной системы счисленияHRE - operator for converting the number of a number system 256 into a number of a binary number system
Передающая сторона выполняет преобразования: - кодирование блока передаваемой информации - получение двоичных символов (ИЧ), которые подлежит передаче в радиолинии - преобразования ИЧ в число системы счисления 256 (для передачи по радиолинии).The transmitting side performs the conversion: - encoding the block of transmitted information - receiving binary characters (IF), which is to be transmitted in the radio lines - converting the IC into the number system 256 (for transmission over the radio line).
Полосовой фильтр (ПФ) 1, согласованный фильтр (СФ) 2, балансный модулятор (БМ) 3, демодулятор (ДМ) 4, первый преобразователь 13, первый декодер блочный (ДК) 5, получатель информации (ПИ) 6 соединены последовательно соответственно принимают и обрабатываю информацию в реальном времени. Принимают радиосигнал на вход полосового фильтра (ПФ) 1, который ограничивает полосы приема на радиочастоте, фильтруют радиосигнал с функцией поиска, захватывают и отслеживают за спектром сигнала согласованным фильтром (СФ) 2, переносят сигнал на промежуточную радиочастоту, компенсируют доплеровское смещение и задержку балансным модулятором (БМ) 3, преобразовывают радиосигнал в видеосигнал, аналого-цифровое преобразование фазового сигнала в последовательность цифровых отчетов «0» и «1» первым демодулятором (ДМ) 4, преобразования вида числа информационного блока из системы счисления 256 в двоичную систему счисления первым преобразователем 13, осуществляют помехоустойчивое декодирование и исправляют ограниченное количество ошибок бит информации в кадре первым декодером блочным (ДК) 5, передают получателю информации (ПИ) 6.Band-pass filter (PF) 1, matched filter (SF) 2, balanced modulator (BM) 3, demodulator (DM) 4, first converter 13, first block decoder (DC) 5, information receiver (PI) 6 connected in series respectively receive and I process information in real time. A radio signal is received at the input of a band-pass filter (PF) 1, which limits the reception bands at the radio frequency, filter the radio signal with the search function, capture and monitor the signal spectrum with a matched filter (SF) 2, transfer the signal to the intermediate radio frequency, compensate for the Doppler shift and delay by a balanced modulator (BM) 3, convert the radio signal into a video signal, analog-to-digital conversion of the phase signal into a sequence of digital reports "0" and "1" by the first demodulator (DM) 4, conversion of the form of numbers and the information unit of the numeral 256 in binary notation system of the first converter 13, error control decoding is performed and correct a limited number of errors in the information bits of the first frame of a block decoder (DC) 5 is transmitted to the recipient information (PI) 6.
В радиолинии передают числа системы счисления 256. Каждый разряд числа содержит один из двухсот пятидесяти шести символов: «0», «1», «2»… «255». В обозначении символов применена двоичная система счисления. Символы записывают и передают старшими разрядами вперед. Каждый символ размещен в октете (восемь разрядов). Символ «255» занимает весь октет. Остальные символы занимают правую часть октета, левая часть заполнена «0». Для разделения разрядов при передаче по радиолинии разряды числа разделены октетами нулей.The numbers of the number system 256 are transmitted to the radio lines. Each digit of the number contains one of two hundred and fifty-six characters: “0”, “1”, “2” ... “255”. In the designation of characters used binary number system. Symbols are written down and transmitted in higher digits forward. Each character is placed in an octet (eight digits). The symbol "255" occupies the entire octet. The remaining characters occupy the right side of the octet, the left side is filled with "0". To separate the digits during transmission over the radio link, the digits of the number are separated by octets of zeros.
Пример 1. Число 324294967296=232-1 в системе счисления 256 с числом разрядов 5, содержит символы разрядов 01001011, 10000001, 01111100, 10000000, 00000000, помещается в десяти октетах:Example 1. The number 324294967296 = 2 32 -1 in the number system 256 with the number of digits 5, contains the digits 01001011, 10000001, 01111100, 10000000, 00000000, placed in ten octets:
В предыдущих трех строках сдержатся данные: номер разряда числа - первая строка; содержание разрядов и разделители - вторая строка; содержание разрядов, дающих сумму 324294967296 в десятичной системе счисления, - третья строка.The previous three lines will contain the data: the digit number number - the first line; the content of bits and separators - the second line; the contents of the digits giving the sum 324294967296 in the decimal number system is the third line.
Число от 324294967296=232-1 в двоичной системе счисления содержит серию 11111111111111111111111111111111. Числа от 1 до 324294967296=232-1 в двоичной системе счисления содержат более длинные серии по сравнению с числами системы счисления 256. При модуляции КИМ-ФМ числами двоичной системы счисления (в прототипе) каждому разряду, содержащему "0" соответствует 0 град., "1" соответствует 180 град. Тогда для чисел:A number from 324294967296 = 2 32 -1 in the binary number system contains the series 111111111111111111111111111111111111. Numbers from 1 to 324294967296 = 2 32 -1 in the binary number system contain longer series compared to the number system 256. When modulating KIM-FM with binary system numbers numbering (in the prototype) for each category containing "0" corresponds to 0 deg., "1" corresponds to 180 deg. Then for numbers:
самый короткий символ содержит бить. В информационном блоке может оказаться серия длиной 32 бита. Двоичная система счисления использует в разряде два символа «0» или «1».the shortest character contains a beat. A 32-bit series may appear in an information block. The binary number system uses two characters “0” or “1” in a digit.
Максимальная длина серии в один октет системы счисления 256 делает спектр отстоящим от несущей частоты далее, чем в двоичной системе счисления. Шумовая полоса согласованного приема сужается, уменьшаются помехи полосы пропускания канала синхронизации. При анализе сигналов КИМ-ФМ [2, рис.5.3.2] показано, что шумовая составляющая приводит к ошибке решающего блока символьногоThe maximum series length of one octet of the number system 256 makes the spectrum further away from the carrier frequency than in the binary number system. The noise band of the matched reception is narrowed, the interference of the synchronization channel bandwidth is reduced. When analyzing the KIM-FM signals [2, Fig.5.3.2], it was shown that the noise component leads to an error of the decision block of the symbol
По статусной информации декодера (ДК) 5 происходит занесение фазового сигнала со второго выхода демодулятора в блок памяти (ПАМ) отсчетов сигнала получателя 12, и включение блоков ВПС 8 и ЦУК 9 командой «Включено» ППБС 7. Блоки ВПС 8 и ЦУК 9 определяют и компенсируют паразитное смещение фазового сигнала, РБС 10 - восстанавливает символы «0», «1» из фазового сигнала, второй преобразователь 14 преобразует число системы счисления 256 в число двоичной системы счисления, второй декодер блочный (ДК) 11 декодирует переданное число, исходное число поступает получателю (ПИ) 6.According to the status information of the decoder (DC) 5, the phase signal from the second output of the demodulator is entered into the memory block (PAM) of the samples of the recipient signal 12, and the IPU 8 and the CCU 9 are turned on by the “On” command of the ACS 7. The IPC 8 and CCU 9 units determine and compensate for stray phase signal displacement, RBS 10 - restores the symbols “0”, “1” from the phase signal, the second converter 14 converts the number of the number system 256 into the number of the binary number system, the second block decoder (DC) 11 decodes the transmitted number, the original number is received P receiver (PI) 6.
По первому варианту, первый 13 и второй преобразователи 14 содержат операторы преобразования числа (ОПЧ), число системы счисления 256 переводится в число двоичной системы счисления удалением разделителе разрядов и пересчетом содержания разрядов. Показано на примере 1.According to the first option, the first 13 and second converters 14 contain the number conversion operators (HRE), the number of the number system 256 is converted to the number of the binary number system by removing the separator bits and recounting the contents of the bits. Shown as an example 1.
По второму варианту, первый 13 и второй преобразователь 14 содержат операторы преобразования принятого числа (ОПЧ), число системы счисления 256 переводит в число двоичной системы счисления удалением разделителей разрядов. Для этого случая на передающей стороне образуют иное число системы счисления 256, простым переносом в его разряды содержания октетов ИЧ, с установкой разделителей разрядов длиной один октет. ОПЧ образует ИЧ удалением октетов, разделяющих разряды числа системы счисления 256. Показано на примере 2.According to the second option, the first 13 and second converter 14 contain the received number conversion operator (HRE), the number of the number system 256 translates into the number of the binary number system by removing the separators of the digits. For this case, a different number system 256 is formed on the transmitting side by simply transferring the contents of the octets of the IC to its bits, with the installation of the separators of the bits one octet in length. HRE forms an IF by removing octets separating the digits of the number of the number system 256. It is shown in Example 2.
Пример 2. В этом случае передаваемое число ИЧ=324294967296=232-1, содержащее серию 11111111111111111111111111111111, на передающей стороне будет приведено к видуExample 2. In this case, the transmitted number IF = 324294967296 = 2 32 -1, containing the series 1111111111111111111111111111111111, on the transmitting side will be reduced to
00000000 11111111 00000000 11111111 00000000 11111111 00000000 11111111. В приемном устройстве, в первом 13 и во втором преобразователях 14, оператор ОПЧ преобразует код00000000 11111111 00000000 11111111 00000000 11111111 00000000 11111111. In the receiving device, in the first 13 and in the second converters 14, the HRE operator converts the code
00000000 11111111 00000000 11111111 00000000 11111111 00000000 11111111 в код ИЧ 11111111111111111111111111111111 числа двоичной системы счисления.00000000 11111111 00000000 11111111 00000000 11111111 00000000 11111111 to the IC code 1111111111111111111111111111111111 of the binary number.
На возникновение потерь информации от эффекта Доплера влияет расхождение частот. Расхождение частот возникает и от эффекта Доплера. Разностные частоты Δf и Δfд, где разность Δf=f2-f1, когда нет эффекта Доплера; Δfд, был эффект Доплера, образуют расхождение ƒr=Δfд-Δf. Расхождение ƒr образует сдвиг фаз колебаний φr, за время t распространения сигнала до приема, φr=mod2π 2π·ƒr·t. Значения φr могут быть разные, в том числе ноль и π, с периодом круговой частоты расхождения ΩD=2π·ƒr.The occurrence of information loss from the Doppler effect is affected by the frequency discrepancy. The frequency difference also arises from the Doppler effect. The difference frequencies Δf and Δf d , where the difference Δf = f 2 -f 1 when there is no Doppler effect; Δf d , there was a Doppler effect, form a discrepancy ƒ r = Δf d -Δf. The discrepancy ƒ r forms a phase shift of the oscillations φ r , during the time t of the signal propagation before reception, φ r = mod 2π 2π · ƒ r · t . The values of φ r can be different, including zero and π, with a period of circular discrepancy frequency Ω D = 2π · ƒ r .
Известно использование расхождения (двухчастотное определение фазы) для определения электронной плотности ионосферы. Берут гармонические колебания с соотношением частот f2=kf1 [5, стр.185], разностные частоты Δf и Δfи, где Δf=f2-f1 - разностная частота в свободном пространстве до прохождения ионосферы, Δfи - разностная частота после прохождения ионосферы при k=3, определяют расхождение ƒr=Δfи-Δf, по которому определяют фазовый сдвиг и величину электронной плотности.It is known to use the discrepancy (two-frequency phase determination) to determine the electron density of the ionosphere. Take harmonic oscillations with the frequency ratio f 2 = kf 1 [5, p. 185], the difference frequencies Δf and Δf and , where Δf = f 2 -f 1 is the difference frequency in free space before the ionosphere, Δf and is the difference frequency the passage of the ionosphere at k = 3, determine the discrepancy ƒ r = Δf and -Δf, which determine the phase shift and the electron density.
Пример расхождения частот и изменения формы сигнала можно видеть при модуляции несущей частоты меандром, случай излучения колебания в одной боковой полосе частот, искажения фиг.8, ω0+Ω=2π·ƒН, ω0+kΩ=2π·ƒB, k=3. При приеме сигнала в отсутствии доплеровских смещений, форма принятого сигнала показана на фиг.3 «а». Размерность значений частот Гц. Несущая частота ƒ0=11000×106, составляющие ƒH=11000×106+5×106, ƒВ=11000×106+15×106 разностная частота Δf=ƒB-ƒH=10*106. Доплеровское смещение несущей частотыEXAMPLE frequency differences and changes in the waveform can be seen at a modulation carrier frequency meander case of oscillations of radiation in one sideband, distortion 8, ω 0 + Ω = 2π · ƒ H, ω 0 + kΩ = 2π · ƒ B, k = 3. When receiving a signal in the absence of Doppler offsets, the shape of the received signal is shown in figure 3 "a". Dimension of frequency values Hz. Carrier frequency ƒ 0 = 11000 × 10 6 , components ƒ H = 11000 × 10 6 + 5 × 10 6 , ƒ B = 11000 × 10 6 + 15 × 10 6 difference frequency Δf = ƒ B -ƒ H = 10 * 10 6 . Doppler carrier frequency offset
50×103, ƒ0Д=11000×106+50×103 50 × 10 3 , ƒ 0Д = 11000 × 10 6 + 50 × 10 3
ƒНД=11000×106+50×103+5×106+22,72ƒ ND = 11000 × 10 6 + 50 × 10 3 + 5 × 10 6 +22.72
ƒВД=11000×106+50×103+15×106+68,18ƒ VD = 11000 × 10 6 + 50 × 10 3 + 15 × 10 6 +68.18
Разностная частота Δfд=ƒВД-ƒНД=10×106+45,46Difference frequency Δf d = ƒ VD -ƒ ND = 10 × 10 6 +45.46
Расхождение ƒr=Δfд-Δf=45,46.The discrepancy ƒ r = Δf d -Δf = 45.46.
Расхождение когерентно излученных частот приводит к образованию сдвига фазы φr=π, получаем tS=11 мс. За 11 мс волна проходит путь 3,3 тыс.км. Фаза колебаний рисунка «б» фиг.8 изменилась относительно «б» фиг.7. Расхождение составляющих частот меандра на дальности приема 3,3 тыс.км иллюстрируется фиг.8 «б», искажение на фиг.8 «в», фиг.4 «гв».The discrepancy in the coherently radiated frequencies leads to the formation of a phase shift φ r = π, we obtain t S = 11 ms. For 11 ms, the wave travels 3.3 thousand km. The oscillation phase of figure "b" of Fig. 8 has changed relative to "b" of Fig. 7. The divergence of the component frequencies of the meander at a receiving range of 3.3 thousand km is illustrated in Fig.8 "b", the distortion in Fig.8 "c", Fig.4 "Guards".
При приеме выполняется: синхронизация ФАПЧ сигнала на частоте ƒ0д, синхронизация ФАПЧ приема бит меандра частоты 5×106+22,72, синхронизация начала приема блока чисел. Прием числовой информации побитный. От искажения фазового сигнала блока чисел возникают области ошибочных решений, что иллюстрируется на фиг.10. Решающее устройство (РБС) использует отсчеты фазового сигнала очередного бита для его восстановления. В зависимости от расположения области ошибочных решений и того, сколькими отсчетами определяется бит, РБС может дать ошибку в определении бита «1» или его отсутствия «0». Потери сигнала (потери синхронизации) могу возникать от замирания сигнала или его составляющих частот, что может происходить при расхождении частот левой и правой спектральных составляющих от эффекта Доплера.When receiving, the following is performed: PLL synchronization of a signal at a frequency of ƒ 0 d, PLL synchronization of receiving a meander bit of a frequency of 5 × 10 6 +22.72, synchronization of reception of a block of numbers. The reception of numerical information is bitwise. From distortion of the phase signal of the block of numbers, areas of erroneous decisions arise, which is illustrated in Fig. 10. The decisive device (RBS) uses the samples of the phase signal of the next bit to restore it. Depending on the location of the area of erroneous decisions and how many samples determine the bit, the EinSS may give an error in determining the bit “1” or its absence “0”. Signal loss (loss of synchronization) can arise from the fading of the signal or its component frequencies, which can occur when the frequencies of the left and right spectral components diverge from the Doppler effect.
Реализация заявленного технического решения позволяет уменьшить возможности искажения и потери сигнала от эффекта Доплера в зависимости от дальности приема, при побитной передаче числовой информации. Данный эффект схемы получен от введения системы счисления 256 в способе образования разрядов передаваемого числа.Implementation of the claimed technical solution allows to reduce the possibility of distortion and signal loss from the Doppler effect depending on the reception range, with bitwise transmission of numerical information. This effect of the circuit is obtained from the introduction of the number system 256 in the method of generating bits of the transmitted number.
Список литературы.Bibliography.
1. Патент на изобретение №2371845. Радиоприемник цифровой информации, 20091. Patent for invention No. 2371845. Digital Information Radio 2009
2. Березин Л.В. и Вейцель В.А. Теория и проектирование радиосистем, М., «Советское радио», 19772. Berezin L.V. and Weitzel V.A. Theory and design of radio systems, M., "Soviet Radio", 1977
3. И.М.Тепляков и др. Радиосистемы передачи информации, М., «Радио и связь», 19823. I. M. Teplyakov and others. Radio transmission systems, M., "Radio and communications", 1982
4. Трахтман A.M. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов. М. «Советское радио», 19724. Trakhtman A.M. Introduction to the generalized spectral theory of signals. M. "Soviet Radio", 1972
5. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. Москва «Высшая школа», 19755. Grudinskaya G.P. Propagation of radio waves. Moscow Higher School, 1975
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152032/08U RU116292U1 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152032/08U RU116292U1 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU116292U1 true RU116292U1 (en) | 2012-05-20 |
Family
ID=46231210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011152032/08U RU116292U1 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU116292U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540825C1 (en) * | 2014-01-09 | 2015-02-10 | Сергей Васильевич Богачев | Panoramic radio receiver |
-
2011
- 2011-12-20 RU RU2011152032/08U patent/RU116292U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540825C1 (en) * | 2014-01-09 | 2015-02-10 | Сергей Васильевич Богачев | Panoramic radio receiver |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR910000740B1 (en) | Modem for rf subscriber telephone system | |
CN102739590B (en) | CP-EBPSK communication system for pseudorandom sequence phase modulation and communication method thereof | |
US11245434B2 (en) | Low power long-range radio | |
CN108183877B (en) | Multi-tone frequency modulation signal demodulation method based on FPGA | |
RU2475861C1 (en) | Method of transmitting information and device for realising said method | |
JPWO2011099589A1 (en) | Phase deviation / carrier frequency deviation compensation apparatus and phase deviation / carrier frequency deviation compensation method | |
RU116292U1 (en) | RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE | |
Torres-Figueroa et al. | Experimental evaluation of a modular coding scheme for physical layer security | |
RU2581774C1 (en) | Information transmission method and system for its implementation | |
RU116293U1 (en) | RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE | |
RU77740U1 (en) | DIGITAL CLOSED DIGITAL MOBILE RADIO SYSTEM, TV AND BROADCASTING BASED ON COFDM | |
RU2286025C1 (en) | Method for transmitting and receiving signals of quadrature amplitude modulation, system for realization of method, machine-readable carrier and method for using method for synchronization of receipt of signals of quadrature amplitude modulation | |
US10432439B2 (en) | MSK transceiver of OQPSK data | |
CN111431834B (en) | High-efficiency underwater current field communication method with high reliability | |
JP4408446B2 (en) | Method for transmitting and receiving QAM signals with low signal-to-noise ratio | |
CN106341364B (en) | Method for estimating a cyclostationary transmission channel and corresponding receiver | |
US11310090B2 (en) | Systems, transmitters, and methods employing waveform bandwidth compression to transmit information | |
CN114513287A (en) | Frame structure and communication method of data chain system suitable for DSP processing platform | |
JPH08274748A (en) | Frequency-division multiplex signal generating device | |
JP3579982B2 (en) | Frequency division multiplex signal transmission method, transmission apparatus and reception apparatus | |
JP2014036279A (en) | Minimum shift modulation method and minimum shift modulation reception method | |
Seelam et al. | Design and Implementation of Earth station Transceiver employing subcarrier composite PCM/PSK/PM Modulation & Demodulation using MATLAB | |
RU2641448C1 (en) | Method of transmission and reception of qam signals (quadrature amplitude modulation) | |
RU2556439C2 (en) | Information transmission method and apparatus therefor | |
JPH1139284A (en) | Quadrature frequency division multiplexing signal transmitter, idft computing device, and dft computing device |