RU2099893C1 - Корреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией - Google Patents
Корреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией Download PDFInfo
- Publication number
- RU2099893C1 RU2099893C1 RU95108154A RU95108154A RU2099893C1 RU 2099893 C1 RU2099893 C1 RU 2099893C1 RU 95108154 A RU95108154 A RU 95108154A RU 95108154 A RU95108154 A RU 95108154A RU 2099893 C1 RU2099893 C1 RU 2099893C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- receiver
- inputs
- block
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике приема дискретных сообщений и предназначено для демодуляции синхронных сигналов с относительной фазовой модуляцией (ОФМ). Цель изобретения: повышение помехоустойчивости корреляционного приемника дискретных сигналов ОФМ за счет того, что блоки, образующие демодулятор, используются по второму назначению - для ослабления влияния помех на блок тактовой синхронизации. Для этого в корреляционный приемник сигналов ОФМ, содержащий генератор двух находящихся в квадратуре опорных колебаний, два коррелятора, два блока стробирования, решающий блок, а также блок тактовой синхронизации, состоящий из фильтра, управляемого генератора и формирователя управляющих сигналов, введен блок выделения синхроинформации, включенный между выходами блоков стробирования и входом фильтра и состоящий из блока вычисления уровня и анализатора изменения приращений уровня, которые выделяют синхроинформацию из однократных на тактовом интервале отсчетов корреляционных функций, и из формирователя корректирующих сигналов и перемножителя, которые используют принимаемые демодулятором решения для восстановления знака синхроинформации и отбраковки ложной синхроинформации. Использование блоков демодулятора по второму назначению направлено на достижение высокой помехоустойчивости системы тактовой синхронизации и соответственно приемника в целом и одновременно на упрощение его конструкции. 2 ил., 2 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к технике приема дискретных сообщений и предназначено для демодуляции синхронных сигналов с относительной фазовой модуляцией (ОФМ).
Известны корреляционные приемники дискретных сигналов с ОФМ [1, рис. 11.28] [2, рис. 1.7] Они содержат генератор двух опорных колебаний, находящихся в квадратуре, два коррелятора, два блока стробирования, решающий блок и блок тактовой синхронизации.
Коррелятор состоит из последовательно соединенных перемножителя и интегратора. В интеграторе производится накопление на интервале T элемента сигнала результатов перемножения принимаемого сигнала и опорного колебания с целью улучшения отношения сигнал/помеха. В конце этого интервала блок стробирования обеспечивает взятие отсчета корреляционной функции для последующей обработки, после чего интегратор сбрасывается в нуль и начинается такая же обработка следующего элемента сигнала. Управляющие импульсы, необходимые для правильной работы блоков стробирования и сброса интеграторов, обеспечивает блок тактовой синхронизации, обязательно присутствующий в корреляционном приемнике. Благодаря блоку тактовой синхронизации демодулятор использует сведения об ожидаемом положении во времени границ элементов сигнала, что обеспечивает более высокую помехоустойчивость приемника. Ослабление влияния помех на блок тактовой синхронизации ведет к получению более точных сведений о границах элементов сигнала, что в конечном итоге, ведет к повышению помехоустойчивости приемника в целом. Отсчеты корреляционных функций с выходов блоков стробирования поступают в решающий блок, где вычисляются оценки правдоподобия, и на основании сравнения их значений выдается решение о переданном состоянии сигнала.
Известны устройства тактовой синхронизации по информационному сигналу, например [1, рис. 14.5] [2, рис. 6.10] Они состоят укрупненно из последовательно соединенных блока выделения синхроинформации и блока фазирования тактовых импульсов. Блок фазирования, как правило, выполняют из фильтра (блока усреднения), управляемого генератора и формирователя управляющих импульсов. В большинстве известных устройств тактовой синхронизации, в том числе и в устройстве [1, рис. 14.5] на вход блока выделения синхроинформации нужно подавать принимаемый сигнал в потенциальной форме (видеосигнал). Сигнала такого вида в корреляционном демодуляторе нет, и, чтобы его получить для целей выделения синхроинформации, в [1, рис. 11.28] потребуется второй демодулятор с соответствующими элементами фильтрации и детектирования. В устройстве [2, рис. 6.10] выделение синхроинформации происходит по рис. 6.9 с помощью корреляционной обработки на двух интервалах длиной T/2, для чего используются два коррелятора. Это устройство пригодно для применения в приемнике [1, рис. 11.28] однако из-за различия интервалов интегрирования корреляторы демодулятора и блока тактовой синхронизации несовместимы, а иметь еще два коррелятора слишком накладно и громоздко.
В [2] обсуждается возможность выделения синхроинформации корреляторами, вырабатывающими один отсчет на интервале T, что позволило бы совместить их с основными корреляторами приемника. Однако устройство рис. 6.10 для работы в таком режиме непригодно и осталось недоработанным. В частности, на стр. 269 указано на необходимость менять знак выделяемой синхринформации через раз, но привязка этих перемен к каким-либо событиями отсутствует. Так что с вероятностью 0,5 знак синхроинформации будет неправильным. В конечном итоге, авторы [2] использовали для выделения синроинформации в [3, стр. 78-85] второй демодулятор, содержащий пассивный фильтр и пиковые амплитудные детекторы. Но применение упрощенного, не оптимального варианта обработки сигналов вызовет снижение помехоустойчивости приемника за счет снижения помехоустойчивости тактовой синхронизации. Устройство тактовой синхронизации, использующее один отсчет на интервале T, реализовано в [4] но на его вход тоже требуется подавать видеосигнал, которого нет в корреляционном демодуляторе.
Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого приемника сигналов ОФМ является демодулятор сигналов ОФМ [1, рис. 11.28] Правильнее называть его приемником, поскольку он содержит в своем составе и блок тактовой синхронизации.
Цель предлагаемого изобретения: достижение высокой помехоустойчивости корреляционного приемника дискретных сигналов ОФМ за счет того, что уже имеющиеся в демодуляторе корреляторы используются по второму назначению для ослабления влияния помех на блок тактовой синхронизации, и за счет того, что выходные сигналы демодулятора используются для отбраковки ложной синхроинформации.
С этой целью в корреляционном приемнике сигналов с относительной фазовой модуляцией, содержащем две ветви, в каждой из которых последовательно включены коррелятор и блок стробирования, причем первые входы корреляторов соединены вместе и являются входом приемника, вторые их входы подключены соответственно к двум квадратурным выходам генератора опорных колебаний, а выход каждого из блоков стробирования соединен с соответствующим входом решающего блока, выход которого является выходом приемника, а также содержащем блок тактовой синхронизации, состоящий из последовательно соединенных блока выделения синхроинформации, фильтра, управляемого генератора и формирователя управляющих импульсов, у которого первый выход присоединен к соединенным вместе управляющим входам блоков стробирования, а второй выход присоединен к соединенным вместе управляющим входам корреляторов, по-новому выполнены и включены блок выделения синхроинформации и входящий в него формирователь корректирующих сигналов.
Блок выделения синхроинформации выполнен из последовательно включенных блока вычисления уровня, анализатора изменения приращений уровня и перемножителя, причем два входа блока вычисления уровня присоединены соответственно к выходам двух блоков стробирования, а также формирователя корректирующих сигналов, вход которого присоединен к выходу решающего блока, а выход соединен со вторым входом перемножителя, выход которого является выходом блока выделения синхроинформации.
Формирователь корректирующих сигналов в приемнике n-кратных сигналов ОФМ выполнен из n ветвей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных элемента задержки и блока вычитания, второй вход которого и вход элемента задержки соединены вместе и присоединены к одному из n выходов решающего блока, а выход соединен с одним из n входов сумматора, выход которого является выходом формирователя корректирующих сигналов.
Корреляторы, блоки стробирования и решающий блок, образующие оптимальный по помехоустойчивости демодулятор, используются и по второму назначению: они участвуют в работе системы тактовой синхронизации, а именно корреляторы ослабляют действие помех на блок выделения и отбраковки ложной синхроинформации, а также для придания большего веса более надежной синхроинформации. Такое использование блоков демодулятора по второму назначению направлено на достижение высокой помехоустойчивости системы тактовой синхронизации и соответственно приемника в целом, при одновременном упрощении блоков, участвующих только в работе тактовой синхронизации.
При смещении значащих моментов принимаемого сигнала относительно положения тактовых импульсов возникает снижение уровня сигнала, накопленного в интеграторах корреляторов за время тактового интервала. Введенные в приемник блок вычисления уровня и анализатор изменения приращений уровня позволяют выделить информацию о величине рассинхронизации из отсчетов корреляционных функций. Введение в приемник формирователя корректирующих сигналов и перемножителя позволило использовать демодулированный сигнал для восстановления правильного знака выделяемой синхроинформации, отсеивания ложной синхроинформации и увеличения веса более надежной синхроинформации, получаемой из переходов фазы на больший угол.
Докажем соответствие технического решения критерию "существенные отличия". Отличительными признаками предлагаемого приемника по сравнению с прототипом являются выполнение блока выделения синхроинформации из блока вычисления уровня, анализатора изменения приращений уровня, перемножителя и формирователя корректирующих сигналов, а также соединения входов блока вычисления уровня с выходами блоков стробирования и входов формирователя корректирующих сигналов с выходами решающего блока. Эти соединения обеспечивают использование блоков приемника, предназначенных для демодуляции сигнала, по второму назначению: для повышения помехоустойчивости тактовой синхронизации.
Выявление аналогов проведено по патентным источникам классов H 04 L 22, H 04 L 07 и научно-технической литературе УДК 621.394.622.2, 621.316.729. Технические решения, имеющие аналогичную совокупность конструктивных признаков, не обнаружены.
Такой признак, как блок вычисления уровня, а также элементы задержки присутствуют в [2, рис. 6.10] но отсутствуют перемножитель и формирователь корректирующих сигналов. Такие признаки, как анализатор изменения приращений уровня, перемножитель и формирователь корректирующих сигналов есть в [4] но такой блок тактовой синхронизации не может быть применен в корреляционном приемнике из-за отсутствия там видеосигнала в непрерывном виде, а используемый там формирователь корректирующих сигналов не имеет свойств, необходимых при обработке многократных сигналов.
Таким образом, используемые в приемнике блоки по отдельности известны и встречаются в известных демодуляторах и устройствах тактовой синхронизации. Однако в предлагаемой совокупности, обеспечивающей достижение высокой помехоустойчивости тактовой синхронизации и корреляционного приемника в целом, они не встречаются.
Элемента в предлагаемой совокупности связаны между собой и образуют единую систему, направленную на достижение высокой помехоустойчивости. Отличительные признаки существенны и единство изобретения соблюдено. Отличительные признаки относятся не только к тем частям объекта, которые могут быть самостоятельными объектами со своей функцией. Имеющийся в приемнике блок тактовой синхронизации не является самостоятельным устройством, так как необходимые для его работы и для достижения его высокой помехоустойчивости условия создаются лишь при участии всех блоков, входящих в приемник.
Благодаря отличительным признакам предлагаемое техническое решение обеспечивает то свойство, что выделение синхроинформации происходит с использованием корреляторов, блоков стробирования и решающего блока по второму назначению: для целей повышения помехоустойчивости тактовой синхронизации. Таким образом, положительный эффект состоит в том, что экономичным по аппаратным затратам путем достигается высокая помехоустойчивость тактовой синхронизации и соответственно более высокая помехоустойчивость приемника в целом.
Изложенное свидетельствует о том, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема приемника; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу его узлов. Цифрами на фиг. 1 обозначены: 1 коррелятор, 2 блок стробирования, 3 опорный генератор, 4 - решающий блок, 5 блок тактовой синхронизации, 6 блок выделения синхроинформации, 7 фильтр, 8 управляемый генератор, 9 формирователь управляющих импульсов, 10 блок вычисления уровня, 11 анализатор изменения приращений уровня, 12 перемножитель, 13 формирователь корректирующих сигналов, 14 элемент задержки, 15 блок вычитания, 16 сумматор.
Корреляционный приемник синхронных сигналов с относительной фазовой модуляцией фиг. 1 содержит две ветви, в каждой из которых последовательно включены коррелятор 1 и блок 2 стробирования, причем первые входы корреляторов соединены вместе и являются входом приемника, вторые их входы подключены соответственно к двум квадратурным выходам опорного генератора 3, а выход каждого из блоков 2 стробирования соединен с соответствующим входом решающего блока 4, выход которого является выходом приемника. Приемник содержит также блок 5 тактовой синхронизации, состоящий из последовательно соединенных блока 6 выделения сихроинформации, фильтра 7, управляемого генератора 8 и формирователя 9 управляющих импульсов, у которого первый выход соединен с соединенными вместе управляющими входами блоков 2 стробирования, а второй выход соединен с соединенными вместе управляющими входами корреляторов 1.
Блок 6 выделения синхроинформации выполнен из последовательно включенных блока 10 вычисления уровня, анализатора 11 изменения приращений уровня и перемножителя 12, причем два входа блока 10 вычисления уровня присоединены соответственно к выходам двух блоков 2 стробирования, а также формирователя 13 корректирующих сигналов, вход которого присоединен к выходу решающего блока 4, а выход соединен со вторым входом перемножителя 12, выход которого является выходом блока 6 выделения синхроинформации.
Формирователь 13 корректирующих сигналов при приеме n-кратных сигналов выполнен из n ветвей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных элемента 14 задержки и блока 15 вычитания, второй вход которого соединен со входом элемента 14 задержки и присоединен к одному из n выходов решающего блока 4, а выход соединен с одним из n входов сумматора 16, выход которого является выходом формирователя 13 корректирующих сигналов.
Приемник работает следующим образом.
На вход приемника поступает дискретный синхронный сигнал с относительной фазовой модуляцией, несущий сообщение. При однократной ОФМ передаче символа "1" соответствует переход фазы на 180oC, а передаче символа "0" - отсутствие перехода фазы. На диаграмме фиг. 2а показана последовательность переходов фазы в сигнале с относительной двукратной ОФМ, в которой присутствуют все 4 возможных значения фазовых сдвигов: 0, 90, 180 и -90o. Проведем рассмотрение в предположении, что используется один из оптимальных по помехоустойчивости вариантов кодирования сигнала ОФМ, когда указанные значения фазовых сдвигов несут сведения о передаче состояний сигнала 00, 01, 11 и 10 соответственно.
Управляемый генератор 8 вырабатывает колебание тактовой частоты, из которого в формирователе 9 управляющих импульсов получают две последовательности импульсов тактовой частоты, поступающие на управляющие входы блоков 2 стробирования (фиг. 26) и корреляторов 1 (фиг. 2в). Первая последовательность импульсов незначительно опережает вторую, и на диаграмме они изображены как одна. Период импульсов соответствует длительности элемента сообщения. В левой половине фиг. 2 изображен случай, когда управляющие импульсы (фиг. 26 в) опережают значащие моменты сигнала (фиг. 2а), а справа - когда запаздывают.
Входной сигнал приемника подводится к корреляторам 1, выполняющим роль оптимального фильтра, ослабляющего действие помех. В корреляторах 1 происходит умножение сигнала на находящиеся в квадратуре выходные колебания опорного генератора 3, интегрирование результатов перемножения на протяжении тактового интервала и сброс результатов интегрирования в нуль в конце каждого тактового интервала управляющими импульсами (фиг. 2в). В блоках 2 стробирования с помощью управляющих импульсов (фиг. 2б) берутся отсчеты выходных сигналов корреляторов 1 в моменты, предшествующие их сбросу. Получаемые отсчеты корреляционных функций X и Y пропорциональны уровню сигнала на входе приемника и находятся в квадратуре. В решающем блоке 4 по отсчетам корреляционных функций вычисляются оценки правдоподобия для ожидаемых состояний сигнала и на основе их сравнения принимается решение о приеме того из состояний сигнала, для которого получена большая оценка.
При однократной ОФМ переход фазы на 180o вызывает появление "1" на выходе приемника, а отсутствие периода фазы "0". Сигналы, полученные на выходах решающего блока 4 при двукратной ОФМ, представлены на фиг. 2г, д. При n-кратной модуляции принятый сигнал получает вид n однократных двоичных сигналов. Необходимые для этого преобразования, в том числе декодирование относительности, также выполняются в решающем блоке 4.
В блоке 6 выделения синхроинформации используются отсчеты X и Y корреляционных функций с выходов блоков 2 стробирования. В блоке 10 вычисления уровня происходит переход к абсолютному значению уровня сигнала (фиг. 2е), например, по выражению
При наличии рассинхронизации переход фазы вызывает снижение отсчетов, накапливаемых в корреляторах и соответственно снижение отсчета уровня сигнала (фиг. 2е). Увеличение рассинхронизации, независимо от ее направления, вызывает большее снижение отсчета уровня сигнала, а направление рассинхронизации сказывается лишь на взаимном расположении отсчета со сниженным уровнем и вызвавшего его перехода в сигнале, фиг. 2а. Для выделения синхроинформации из полученных отсчетов уровня сигнала служит анализатор 11 изменения приращений уровня. В нем вычисляется разность двух отсчетов уровня: очередного и предыдущего, задержанного на время тактового интервала. Сигнал разности представлен на фиг. 2ж. Можно видеть, что один переход фазы на фиг. 2а приводит к возникновению двух смежных значений разности: первая - отрицательная, а вторая положительная, и обе несут информацию о величине рассинхронизации. Для более полного использования содержащейся в сигнале синхроинформации и соответственно достижения большей помехоустойчивости будут использованы оба значения разности.
При наличии рассинхронизации переход фазы вызывает снижение отсчетов, накапливаемых в корреляторах и соответственно снижение отсчета уровня сигнала (фиг. 2е). Увеличение рассинхронизации, независимо от ее направления, вызывает большее снижение отсчета уровня сигнала, а направление рассинхронизации сказывается лишь на взаимном расположении отсчета со сниженным уровнем и вызвавшего его перехода в сигнале, фиг. 2а. Для выделения синхроинформации из полученных отсчетов уровня сигнала служит анализатор 11 изменения приращений уровня. В нем вычисляется разность двух отсчетов уровня: очередного и предыдущего, задержанного на время тактового интервала. Сигнал разности представлен на фиг. 2ж. Можно видеть, что один переход фазы на фиг. 2а приводит к возникновению двух смежных значений разности: первая - отрицательная, а вторая положительная, и обе несут информацию о величине рассинхронизации. Для более полного использования содержащейся в сигнале синхроинформации и соответственно достижения большей помехоустойчивости будут использованы оба значения разности.
Поскольку заранее неизвестно, с опережением или запаздыванием имеют дело, одновременно используют очередное значение разности для случая опережения и предыдущее значение разности, задержанное на время тактового интервала, для случая запаздывания. В условиях воздействия помех не исключено одновременное возникновение обоих значений разности, относящихся к противоположным направлениям рассинхронизации. Поэтому вычисляется разность этих разностей. Результат на выходе анализатора 11 изменения приращений уровня представлен на фиг. 2з.
Каждому переходу фазы в сигнале (фиг. 2а) соответствуют отсчеты с переменными знаками на фиг. 2з. Для каждого перехода, как отмечалось, нужно получить пару отсчетов с одинаковым знаком, соответствующим направлению рассинхронизации. Необходимые для этого корректирующие сигналы вырабатываются из принятых сигналов в формирователе 13 корректирующих сигналов.
При однократной ОФМ в блоке 15 вычитания вычисляется разность принятого сигнала и такого же, но задержанного на время тактового интервала, сигнала с выхода элемента 14 задержки. В результате на выходе блока 15 вычитания получают пару сигналов "+1" и "-1" после приема сигнала "1" и "0" после приема сигнала "0". Сумматор не используется и корректирующий сигнал на выходе формирователя имеет 3 градации -1, 0 и 1.
В перемножителе 12 происходит умножение выходных сигналов анализатора 11 изменения приращений уровня и формирователя 13 корректирующих сигналов. На выходе перемножителя 12 получаем синхроимпульсы, величины и знак которых соответствуют величине и направлению рассинхронизации. Каждый переход фазы в сигнале (фиг. 2а) приводит к появлению пары синхроимпульсов на выходе перемножителя 12.
При двукратной ОФМ используются 2 ветви, каждая из которых содержит блок 15 вычитания и блок 14 задержки. В них из сигналов фиг. 2г и фиг. 2д получают сигналы фиг. 2и и фиг. 2к. После объединения сигналов фиг. 2и и фиг. 2к в сумматоре 16 получает сигнал вида фиг. 2л, имеющий 5 градаций: -2, -1, 0, 1 и 2.
При двукратной ОФМ идеальное перемножение приводит к чрезмерному завышению веса синхроинформации, извлекаемой из переходов фазы на 180o. Поэтому целесообразно использование одного из двух вариантов ключевого режима работы перемножителя 12:
а) режим ограничения на выходе сумматора 16 позволяет получить 3 градации сигнала -1, 0 и 1, умножение на который сигнала фиг. 2з приводит к получению на выходе перемножителя 12 синхроимпульсов вида фиг. 2м;
б) режим жесткого ограничения на выходе анализатора 11 изменения приращений уровня позволяет получить знаковую функцию, умножение на которую сигнала фиг. 2л приводит к получению на выходе перемножителя 12 синхроимпульсов вида фиг. 2н.
а) режим ограничения на выходе сумматора 16 позволяет получить 3 градации сигнала -1, 0 и 1, умножение на который сигнала фиг. 2з приводит к получению на выходе перемножителя 12 синхроимпульсов вида фиг. 2м;
б) режим жесткого ограничения на выходе анализатора 11 изменения приращений уровня позволяет получить знаковую функцию, умножение на которую сигнала фиг. 2л приводит к получению на выходе перемножителя 12 синхроимпульсов вида фиг. 2н.
Переход фазы на 180o вызывает более значительную по амплитуде пару синхроимпульсов, чем переход на 90o. Изменения уровня, которые обусловлены только помехами, а не манипуляцией, появления синхроимпульсов не вызовут, так как отбраковываются с помощью корректирующих сигналов "0".
В фильтре 7, обладающем узкой полосой пропускания, происходит ослабление действия помех и усреднение выделенной синхроинформации, после чего она используется в управляемом генераторе 8 для регулирования фазы вырабатываемого колебания тактовой частоты. В результате регулирования управляющие импульсы (фиг. 26в) смещаются во времени, уменьшая первоначальную рассинхронизацию. Таким образом, система тактовой синхронизации в приемнике обладает свойствами замкнутой следящей системы.
В варианте а) всегда существует пропорциональность регулирования величине рассинхронизации. Полоса синхронизации зависит от уровня сигнала на входе приемника, если отсутствуют ограничение амплитуды на входе приемника.
В варианте б) получаем систему с релейным регулированием. Полоса синхронизации заведомо не зависит от уровня сигнала на входе приемника. Тем не менее, и в этом случае сохраняется, как видно из фиг. 2н, выделение увеличенных синхроимпульсов из переходов фазы на 180o.
Было проведено исследование предлагаемого приемника методом моделирования на ЭВМ. В таблицах 1 и 2 приведены диаграммы выделения синхросигналов в приемнике для случая, когда входной сигнал модулирован псевдослучайной последовательностью (ПСП), помеха отсутствует, система тактовой синхронизации разомкнута, а рассинхронизация составляет 1/4 тактового интервала. Буквенные обозначения те же, что и на фиг. 2.
При одинаковых смежных переходах фазы в сигнале возникает одновременное снижение смежных отсчетов уровня. Разность таких отсчетов не содержит синхроинформации, так что часть синхроимпульсов не возникнет. Известно, что из сигнала вида ПСП можно выделить синхроимпульсы в 50% тактов. В рассматриваемом приемнике из сигнала, модулированного сигналом ПСП, при однократной ОФМ также происходит выделение синхроимпульсов в 50% тактов, а при двукратной в 75% тактов, если считать за два синхроимпульс двойной амплитуды при 180o переходов фазы. Наибольший коррекционный эффект достигается, когда сигналы субканалов на передаче (и на выходах приемника соответственно) одинаковы и имеют вид меандра с периодом 2 тактовых интервала, так называемой "точки". На входе приемника при этом переходы фазы на 180o будут следовать с периодом 2 тактовых интервала, а синхроимпульсы двойной амплитуды на выходе блока выделения синхроинформации будут возникать на каждом такте. Таким образом, предлагаемый приемник ОФМ позволяет использовать стандартные испытательные сигналы, применяемые для контроля работы синхронизации в системах связи.
Реализация такого приемника может иметь ряд вариантов в зависимости от выбранной формы представления сигналов (импульсной, потенциальной или цифровой) и от выбранной элементной базы (аналоговой, дискретной, цифровой или их комбинации). Примеры выполнения узлов демодулятора приведены в [2] и [3] Используемые в блоке 13 выделения синхроинформации узлы применялись ранее в устройстве тактовой синхронизации [4] Блок 10 вычисления уровня для упрощения можно сделать, как в [2, рис. 6.10] вычисляющим X2+Y2, т.е. квадрат уровня, при условии применения режима ограничения на выходе анализатора 11 изменения приращений уровня. В случае перемножения прямоугольных сигналов в корреляторах 1, блок 10 вычисления уровня следует построить по выражению 
, обеспечивающему инвариантнсть к фазе, используя для этого два блока вычисления модуля, описанных в [4] и сумматор.
Режим ограничения на выходе анализатора 11 изменения приращений уровня можно получить, применив в нем в качестве блока вычитания дифференциальный операционный усилитель с большим усилением. Необходимый режим ограничения на выходе сумматора 16 легко получить, выполнив его на операционном усилителе с параметрами, обеспечивающими линейный режим в диапазоне уровней -1.1, не более.
Управляемый генератор 8 выполняют по традиционной схеме, содержащей генератор импульсов повышенной частоты и делитель частоты импульсов. Управление фазой тактового колебания осуществляется посредством добавления или исключения импульсов на входе делителя частоты.
Сравнительные испытания помехоустойчивости корреляционного приемника сигналов ОФМ при различных вариантах осуществления тактовой синхронизации были проведены методом моделирования на ЭВМ в следующих условиях:
период датчика сигналов ПСП 511 тактов,
вид модуляции двукратная ОФМ,
вид помех флуктуационный шум,
решающий блок по методу сравнения фаз,
усреднение происходило за счет делителя частоты на 26, фильтр отсутствовал.
период датчика сигналов ПСП 511 тактов,
вид модуляции двукратная ОФМ,
вид помех флуктуационный шум,
решающий блок по методу сравнения фаз,
усреднение происходило за счет делителя частоты на 26, фильтр отсутствовал.
Испытаниям подвергнуты:
1. Приемник сигналов ОФМ при идеальной тактовой синхронизации, эквивалентной синхронизации по отдельной цепи, не подверженной действию помех.
1. Приемник сигналов ОФМ при идеальной тактовой синхронизации, эквивалентной синхронизации по отдельной цепи, не подверженной действию помех.
2. Заявляемый приемник сигналов ОФМ на фиг. 1.
3. Приемник-прототип [1, рис. 11.28] в котором блок тактовой синхронизации выполнен по схеме [2, рис. 6.10] с использованием корреляционной обработки на двух интервалах длительностью T/2, как показано на рис. 6.9.
Полученные зависимости вероятности ошибок Pо от отношения сигнал/шум Н приведены на фиг. 3 (кривые 1, 2 и 3 соответственно). Из их сопоставления следует, что в заявляемом приемнике реализована высокая помехоустойчивость, сопоставимая с помехоустойчивостью приемника-прототипа с самым многообещающим по помехоустойчивости вариантом блока тактовой синхронизации, который, тем не менее, не находит применения вследствие громоздкости конструктивной реализации: в нем для ослабления помех необходим второй комплект корреляторов, работающих на интервале T/2 и потому не совместимых с корреляторами демодулятора, работающими на интервале T.
Положительный эффект, состоящий в высокой помехоустойчивости предлагаемого приемника, обеспечивается как существовавшими в прототипе оптимальной фильтрацией сигнала от помех в корреляторах, возможностью применения оптимального по помехоустойчивости правила вычисления оценок правдоподобия, использованием преимуществ обработки синхронных сигналов при участии блока тактовой синхронизации, так и новыми свойствами: оптимальной фильтрацией от помех в корреляторах 1 сигналов, подаваемых на блок 6 выделения синхроинформации; полным выделением синхроинформации, содержащейся в однократных на тактовом интервале квадратурных отсчетах фильтрованного сигнала, с помощью блока 10 вычисления уровня и анализатора 11 изменения приращений уровня, причем из одного перехода фазы формируются два синхроимпульса и используется разность двух разностей, получаемых как для опережения, так и для запаздывания; использованием принимаемых оптимальным демодулятором решений в формирователе 13 корректирующих сигналов и перемножителе 12 для восстановления правильного знака выделенной синхроинформации, для отбраковки ложной синхроинформации, обусловленной влиянием помех в отсутствие модуляции, а также для придания большего веса более надежной синхроинформации, выделяемой из переходов на больший фазовой угол.
Такое использование блоков демодулятора по второму назначению направлено на достижение высокой помехоустойчивости системы тактовой синхронизации и соответственно приемника в целом и одновременно на упрощение его конструкции. Все узлы приемника, кроме корреляторов, работают на низкой (тактовой) частоте, что упрощает их цифровую реализацию
Достоинством предлагаемого приемника является также возможность использования стандартных испытательных сигналов. Применение в приемнике ОФМ известных блоков тактовой синхронизации, в частности [2, рис. 6.10] такого свойства не обеспечивает ввиду кодирования информации в канале по принципу относительности.
Достоинством предлагаемого приемника является также возможность использования стандартных испытательных сигналов. Применение в приемнике ОФМ известных блоков тактовой синхронизации, в частности [2, рис. 6.10] такого свойства не обеспечивает ввиду кодирования информации в канале по принципу относительности.
Источники информации
1. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. Пер. с англ. М. Связь, 1979.
1. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. Пер. с англ. М. Связь, 1979.
2. Заездный А.М. и др. Фазо-разностная модуляция. М. Связь, 1967.
3. Аппаратура передачи дискретной информации МС-5. Под ред. А.М.Заездного и Ю.Б.Окунева. М. Связь, 1970.
4. Патент РФ N 1753610, кл. H 04 L 7/02, 1992.
Claims (2)
- Корреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией кратности n, содержащий две ветки, в каждой из которых последовательно включены коррелятор и блок стробирования, причем первые входы корреляторов соединены вместе и являются входом приемника, вторые их входы подключены соответственно к двум квадратурным выходам опорного генератора, а выход каждого из блоков стробирования соединен с соответствующим входом решающего блока, n выходов которого являются выходами приемника, а также блок тактовой синхронизации, состоящий из последовательно соединенных блока выделения синхроинформации, фильтра, управляемого генератора и формирователя управляющих импульсов, к первому выходу которого присоединены соединенные вместе управляющие входы блоков стробирования, а к второму выходу присоединены соединенные вместе управляющие входы корреляторов, отличающийся тем, что блок выделения синхроинформации выполнен из последовательно включенных блока вычисления уровня, анализатора изменения приращений уровня и перемножителя, причем два входа блока вычисления уровня являются входами блока выделения синхроинформации и присоединены соответственно к выходам двух блоков стробирования, а также формирователя корректирующих сигналов, n входов которого являются также входами блока выделения синхроинформации и присоединены к соответствующим выходам решающего блока, а выход соединен с вторым входом перемножителя, выход которого является выходом блока выделения синхроинформации.
- 2. Приемник по п.1, отличающийся тем, что формирователь корректирующих сигналов выполнен из n ветвей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных элемента задержки и блока вычитания, второй вход которого и вход элемента задержки соединены вместе и являются одним из n входов формирователя корректирующих сигналов, а выход блока вычитания соединен с одним из n входов сумматора, выход которого является выходом формирователя корректирующих сигналов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95108154A RU2099893C1 (ru) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Корреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95108154A RU2099893C1 (ru) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Корреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95108154A RU95108154A (ru) | 1997-02-10 |
| RU2099893C1 true RU2099893C1 (ru) | 1997-12-20 |
Family
ID=20167949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95108154A RU2099893C1 (ru) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Корреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2099893C1 (ru) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470464C2 (ru) * | 2008-06-05 | 2012-12-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Система и способ внутриполосного модема для передачи данных по цифровым беспроводным сетям связи |
| US8364482B2 (en) | 2008-06-05 | 2013-01-29 | Qualcomm Incorporated | System and method for obtaining a message type identifier through an in-band modem |
| US8503517B2 (en) | 2008-06-05 | 2013-08-06 | Qualcomm Incorporated | System and method of an in-band modem for data communications over digital wireless communication networks |
| US8725502B2 (en) | 2008-06-05 | 2014-05-13 | Qualcomm Incorporated | System and method of an in-band modem for data communications over digital wireless communication networks |
| US8743864B2 (en) | 2009-06-16 | 2014-06-03 | Qualcomm Incorporated | System and method for supporting higher-layer protocol messaging in an in-band modem |
| US8855100B2 (en) | 2009-06-16 | 2014-10-07 | Qualcomm Incorporated | System and method for supporting higher-layer protocol messaging in an in-band modem |
| RU2542574C1 (ru) * | 2013-09-17 | 2015-02-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МИЭТ" (МИЭТ) | Способ корреляционного приема фазоманипулированных сигналов |
| US8964788B2 (en) | 2008-06-05 | 2015-02-24 | Qualcomm Incorporated | System and method of an in-band modem for data communications over digital wireless communication networks |
| RU2546312C1 (ru) * | 2014-01-10 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук | Радиоприемное устройство для обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией |
| US9083521B2 (en) | 2008-06-05 | 2015-07-14 | Qualcomm Incorporated | System and method of an in-band modem for data communications over digital wireless communication networks |
| RU218369U1 (ru) * | 2023-03-09 | 2023-05-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Устройство передачи и приема сигналов с относительной фазовой модуляцией и расширенным спектром |
-
1995
- 1995-05-23 RU RU95108154A patent/RU2099893C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь / Пер. с англ. Под. ред. Маркова В.В.-М.: Связь, 1979, с. 300. * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470464C2 (ru) * | 2008-06-05 | 2012-12-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Система и способ внутриполосного модема для передачи данных по цифровым беспроводным сетям связи |
| US8364482B2 (en) | 2008-06-05 | 2013-01-29 | Qualcomm Incorporated | System and method for obtaining a message type identifier through an in-band modem |
| US8503517B2 (en) | 2008-06-05 | 2013-08-06 | Qualcomm Incorporated | System and method of an in-band modem for data communications over digital wireless communication networks |
| US8725502B2 (en) | 2008-06-05 | 2014-05-13 | Qualcomm Incorporated | System and method of an in-band modem for data communications over digital wireless communication networks |
| US8825480B2 (en) | 2008-06-05 | 2014-09-02 | Qualcomm Incorporated | Apparatus and method of obtaining non-speech data embedded in vocoder packet |
| US8964788B2 (en) | 2008-06-05 | 2015-02-24 | Qualcomm Incorporated | System and method of an in-band modem for data communications over digital wireless communication networks |
| US9083521B2 (en) | 2008-06-05 | 2015-07-14 | Qualcomm Incorporated | System and method of an in-band modem for data communications over digital wireless communication networks |
| US8743864B2 (en) | 2009-06-16 | 2014-06-03 | Qualcomm Incorporated | System and method for supporting higher-layer protocol messaging in an in-band modem |
| US8855100B2 (en) | 2009-06-16 | 2014-10-07 | Qualcomm Incorporated | System and method for supporting higher-layer protocol messaging in an in-band modem |
| RU2542574C1 (ru) * | 2013-09-17 | 2015-02-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МИЭТ" (МИЭТ) | Способ корреляционного приема фазоманипулированных сигналов |
| RU2546312C1 (ru) * | 2014-01-10 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук | Радиоприемное устройство для обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией |
| RU218369U1 (ru) * | 2023-03-09 | 2023-05-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Устройство передачи и приема сигналов с относительной фазовой модуляцией и расширенным спектром |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95108154A (ru) | 1997-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2505922C2 (ru) | Цифровой демодулятор сигналов с относительной фазовой манипуляцией | |
| RU2099893C1 (ru) | Корреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией | |
| JPH07509831A (ja) | 固定および移動無線ユニット間にディジタル無線リンクを提供する設備において使用される装置 | |
| US5199050A (en) | Pseudorandom (PN) signal synchronization circuit and related method | |
| US5214669A (en) | Code acquisition process and circuit for a spread-spectrum signal | |
| CN111064494B (zh) | 一种msk扩频接收机解调解扩方法、系统、介质和设备 | |
| CN100562762C (zh) | 用于定位全球定位系统相关峰值信号的方法和系统 | |
| CN104168233A (zh) | 基于特征分解和梅西算法的dsss/uqpsk信号的伪码序列估计方法 | |
| JP2955576B1 (ja) | ディジタル通信システムとその送信装置および受信装置、ならびにフレーム同期検出回路 | |
| JP3296341B2 (ja) | 相関器 | |
| US20070002933A1 (en) | Parallel correlator implementation using block integration for spread-spectrum communication | |
| JPH0271639A (ja) | ユニークワード検出方式及び装置 | |
| CN108957492B (zh) | 一种gps的l1c/a和l1c联合捕获方法 | |
| US4088957A (en) | Method and apparatus for synchronously detecting a differentially encoded carrier signal | |
| RU2460224C1 (ru) | Демодулятор сигналов с относительной фазовой модуляцией | |
| RU2237978C2 (ru) | Способ корреляционного приёма сигналов с относительной фазовой модуляцией и устройство для его осуществления | |
| JP2000049881A (ja) | 通信システム | |
| RU2208912C1 (ru) | Способ приема многолучевого сигнала, способ слежения за задержкой и размером кластера сигналов лучей и устройство, их реализующее | |
| JP2890723B2 (ja) | スペクトラム拡散通信の同期捕捉方式 | |
| CN109188473A (zh) | 基于盲分离技术的北斗卫星微弱信号高精度快速捕获方法 | |
| KR20010028099A (ko) | 코드 분할 다중 접속방식을 이용한 수신기에서의 동기 추적장치 및 그 방법 | |
| CN203616477U (zh) | 一种锁相环与副载波环联合鉴相跟踪环路 | |
| RU2423798C1 (ru) | Устройство тактовой синхронизации | |
| RU2420005C1 (ru) | Способ поиска шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией | |
| CN107517092A (zh) | 波形检测阈值的估计方法、信号同步及解调的方法、装置 |