RU2246794C1 - Multiposition signal demodulator - Google Patents
Multiposition signal demodulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246794C1 RU2246794C1 RU2003126106/09A RU2003126106A RU2246794C1 RU 2246794 C1 RU2246794 C1 RU 2246794C1 RU 2003126106/09 A RU2003126106/09 A RU 2003126106/09A RU 2003126106 A RU2003126106 A RU 2003126106A RU 2246794 C1 RU2246794 C1 RU 2246794C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- multiplier
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоприемным устройствам, применяемым на линиях многоканальной цифровой связи и в сетях множественного доступа, а также может быть использовано в области цифрового радиовещания и цифрового телевидения.The invention relates to radio engineering, in particular to radio receivers used on multi-channel digital communication lines and in multiple access networks, and can also be used in the field of digital broadcasting and digital television.
Известен демодулятор сигналов шестнадцатипозиционной квадратурной амплитудной манипуляции (Simon M.K., Smith J.G. Carrier svnckroniratron and Detection of QASK Signal К Sets IEEE Trans. on Comm. VOL COM-22, №2, Febryary, 1974 г., р.98-105), который содержит два фазовых детектора, два фильтра нижних частот, один петлевой фильтр, один сумматор, два квантователя, один управляемый генератор, два перемножителя и один фазовращатель.A well-known signal demodulator of sixteen position quadrature amplitude manipulation (Simon MK, Smith JG Carrier svnckroniratron and Detection of QASK Signal K Sets IEEE Trans. On Comm. VOL COM-22, No. 2, Febryary, 1974, p. 98-105), which contains two phase detectors, two low-pass filters, one loop filter, one adder, two quantizers, one controlled oscillator, two multipliers and one phase shifter.
Недостатком данного аналога является наличие точек ложного захвата на дискриминационной характеристике, а также высокий уровень манипуляционных шумов в сигнале восстановленной несущей частоты, что приводит к снижению помехоустойчивости и потере информации.The disadvantage of this analogue is the presence of false capture points on the discriminatory characteristic, as well as the high level of manipulation noise in the signal of the restored carrier frequency, which leads to a decrease in noise immunity and loss of information.
Известен также демодулятор сигналов шестнадцатипозиционной квадратурной амплитудной манипуляции (Патент RU №2013018, МПК5 H 04 L 27/22, 1994 г.), который содержит два фазовых детектора, одно решающее устройство, один четырехпозиционный модулятор, два вычитателя, один фильтр, один генератор, управляемый напряжением, два переключателя и два ограничителя.Also known is a signal demodulator of sixteen-position quadrature amplitude manipulation (Patent RU No. 2013018, IPC 5 H 04 L 27/22, 1994), which contains two phase detectors, one solver, one four-position modulator, two subtractors, one filter, one generator voltage-controlled, two switches and two limiters.
Недостатком данного аналога является наличие манипуляционной составляющей в цепи управления частотой генератора, управляемого напряжением, что вызывает дополнительную дисперсию фазы опорного колебания и снижает помехоустойчивость приема.The disadvantage of this analogue is the presence of the manipulation component in the frequency control circuit of the generator controlled by voltage, which causes additional dispersion of the phase of the reference oscillation and reduces the noise immunity of the reception.
Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявляемому является демодулятор сигналов шестнадцатипозиционной квадратурной амплитудной манипуляции (Патент RU №2020767, МПК5 H 04 L 27/22, 1994 г.), содержащий первый и второй аттенюаторы, решающий блок, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры, первый и второй перемножители (в материалах прототипа названные первым и вторым фазовыми детекторами), первый и второй фильтр нижних частот, первый, второй и третий перемножители, первый и второй квантователи, петлевой фильтр, управляемый генератор и фазовращатель.The closest in technical essence and functions performed analogue (prototype) to the claimed one is a signal demodulator of sixteen position quadrature amplitude manipulation (Patent RU No. 2020767, IPC 5 H 04 L 27/22, 1994), containing the first and second attenuators, the deciding unit, the first, second, third, fourth, fifth and sixth adders, the first and second multipliers (in the prototype materials called the first and second phase detectors), the first and second low-pass filters, the first, second and third multipliers, the first and second quant ovateli, loop filter, controlled oscillator and a phase shifter.
Вторые входы фазовых детекторов соединены с входом демодулятора, а их выходы через последовательно соединенные первый фильтр нижних частот, первый перемножитель, второй фильтр нижних частот и второй перемножитель подключены к первому и второму входам первого сумматора соответственно. Входы первого и второго квантователей соединены с выходами первого и второго фильтров нижних частот соответственно. Петлевой фильтр соединен через управляемый генератор с первым входом первого фазового детектора непосредственно, а с первым входом второго фазового детектора - через фазовращатель. Входы решающего блока соединены с выходами первого и второго квантователей, а выходы решающего блока являются выходами демодулятора, кроме того, выходы первого и второго квантователей соединены с первыми входами второго и третьего сумматоров соответственно. Вторые выходы первого и второго квантователей через первый и второй аттенюаторы соединены соответственно с вторыми входами второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены со вторыми входами второго и первого перемножителей соответственно. Первые выходы первого и второго квантователей соединены с первым и вторым входами четвертого сумматора соответственно. Выходы первого и второго аттенюаторов соединены соответственно с первым и вторым входами пятого сумматора. Выход пятого сумматора соединен с входом третьего перемножителя, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора. Выход третьего перемножителя соединен с первым входом шестого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход - с входом петлевого фильтра. Первый вход первого сумматора и вторые входы второго, третьего и четвертого сумматоров являются инверсными.The second inputs of the phase detectors are connected to the input of the demodulator, and their outputs are connected in series through the first low-pass filter, the first multiplier, the second low-pass filter and the second multiplier are connected to the first and second inputs of the first adder, respectively. The inputs of the first and second quantizers are connected to the outputs of the first and second low-pass filters, respectively. The loop filter is connected through a controlled generator to the first input of the first phase detector directly, and to the first input of the second phase detector through a phase shifter. The inputs of the decision block are connected to the outputs of the first and second quantizers, and the outputs of the decision block are the outputs of the demodulator, in addition, the outputs of the first and second quantizers are connected to the first inputs of the second and third adders, respectively. The second outputs of the first and second quantizers through the first and second attenuators are connected respectively to the second inputs of the second and third adders, the outputs of which are connected to the second inputs of the second and first multipliers, respectively. The first outputs of the first and second quantizers are connected to the first and second inputs of the fourth adder, respectively. The outputs of the first and second attenuators are connected respectively to the first and second inputs of the fifth adder. The output of the fifth adder is connected to the input of the third multiplier, the second input of which is connected to the output of the fourth adder. The output of the third multiplier is connected to the first input of the sixth adder, the second input of which is connected to the output of the first adder, and the output to the input of the loop filter. The first input of the first adder and the second inputs of the second, third and fourth adders are inverse.
При такой совокупности описанных элементов и связей достигается повышение помехоустойчивости за счет устранения ложных захватов по фазе.With such a combination of the described elements and connections, an increase in noise immunity is achieved by eliminating false captures in phase.
Однако устройство-прототип имеет недостаток: обладает относительно высокими потерями помехоустойчивости из-за возможных изменений амплитуд синфазной и квадратурной составляющих сигнала, что обусловлено отсутствием возможности адаптации параметров сигнала при воздействии дестабилизирующих факторов (например, замираний сигнала).However, the prototype device has a drawback: it has a relatively high loss of noise immunity due to possible changes in the amplitudes of the in-phase and quadrature components of the signal, which is due to the inability to adapt the signal parameters when exposed to destabilizing factors (for example, signal fading).
Целью изобретения является разработка демодулятора многопозиционных сигналов, например сигналов с шестнадцатипозиционной квадратурной амплитудной манипуляцией (КАМ-16), обеспечивающего снижение потерь помехоустойчивости из-за возможных изменений амплитуд синфазной и квадратурной составляющих сигнала, что обусловлено возможностью адаптации параметров сигнала при воздействии дестабилизирующих факторов (например, замираний сигнала).The aim of the invention is the development of a demodulator of multiposition signals, for example, signals with sixteen-position quadrature amplitude manipulation (KAM-16), which reduces noise immunity due to possible changes in the amplitudes of the in-phase and quadrature components of the signal, which is due to the possibility of adaptation of the signal parameters under the influence of destabilizing factors (for example, signal fading).
Поставленная цель достигается тем, что в известном демодуляторе многопозиционных сигналов с КАМ-16, содержащем первый и второй сумматоры, блок принятия решения, первый, второй, третий и четвертый выходы которого являются соответствующими выходами демодулятора, первый, второй и третий перемножители, первый и второй фильтры нижних частот (ФНЧ) и фазовращатель, вход которого подключен к первому входу первого перемножителя, второй вход которого является входом демодулятора и подключен ко второму входу второго перемножителя, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя, а выходы первого и второго перемножителей подключены к входам соответственно первого и второго ФНЧ, дополнительно введены третий ФНЧ, первый и второй диодные мосты (ДМ) и блок выделения несущего колебания (БВН). Информационный вход БВН подключен ко второму входу первого перемножителя. Первый, второй, третий и четвертый управляющие входы БВН подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока принятия решений, а опорный вход БВН подключен к выходу фазовращателя. Выход БВН подключен к входу фазовращателя, первому входу первого перемножителя и к первому и второму входам третьего перемножителя. Выход третьего перемножителя подключен к входу третьего ФНЧ. Выход ФНЧ подключен к первым входам первого и второго сумматоров. Вторые входы первого и второго сумматоров подключены к выходам соответственно первого и второго ДМ. Выходы первого и второго сумматоров подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока принятия решения. Входы первого и второго ДМ подключены к выходам соответственно первого и второго ФНЧ. Выходы первого и второго ДМ подключены соответственно к первому и второму входам блока принятия решения.This goal is achieved by the fact that in the well-known demodulator of multi-position signals with KAM-16, containing the first and second adders, a decision block, the first, second, third and fourth outputs of which are the corresponding outputs of the demodulator, the first, second and third multipliers, the first and second low-pass filters (LPFs) and a phase shifter, the input of which is connected to the first input of the first multiplier, the second input of which is the input of the demodulator and connected to the second input of the second multiplier, the first input of which th connected to the output of the phase shifter and the outputs of the first and second multipliers are connected to inputs of the first and second low-pass filter, the third LPF is further introduced, the first and second diode bridge (DM) and the carrier wave extracting unit (NRZ). Information input BVN is connected to the second input of the first multiplier. The first, second, third and fourth control inputs of the BVN are connected respectively to the first, second, third and fourth inputs of the decision block, and the reference input of the BVN is connected to the output of the phase shifter. The BVN output is connected to the input of the phase shifter, the first input of the first multiplier and to the first and second inputs of the third multiplier. The output of the third multiplier is connected to the input of the third low-pass filter. The output of the low-pass filter is connected to the first inputs of the first and second adders. The second inputs of the first and second adders are connected to the outputs of the first and second DM, respectively. The outputs of the first and second adders are connected respectively to the third and fourth inputs of the decision block. The inputs of the first and second DM are connected to the outputs of the first and second low-pass filters, respectively. The outputs of the first and second DM are connected respectively to the first and second inputs of the decision block.
БВН состоит из трехвходового сумматора, первого, второго, третьего и четвертого ограничителей, первого и второго двухвходовых перемножителей, первого и второго трехвходовых перемножителей, двухвходового сумматора, инвертора и полосового фильтра. Первый, второй и третий входы трехвходового сумматора подключены к выходам первого и второго трехвходовых перемножителей и выходу второго двухвходового перемножителя соответственно. Выход трехвходового сумматора подключен ко второму входу двухвходового сумматора, первый вход которого является информационным входом БВН. Выход двухвходового сумматора подключен к входу инвертора. Выход инвертора подключен к второму входу первого двухвходового перемножителя. Первые входы первого и второго двухвходовых перемножителей, а также первого и второго трехвходовых перемножителей подключены соответственно к выходам первого, второго, третьего и четвертого ограничителей. Входы первого, второго, третьего и четвертого ограничителей являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым управляющими входами БВН. Кроме того, выход первого ограничителя подключен также к третьему входу первого трехвходового перемножителя, а выход второго ограничителя подключен также к третьему входу второго трехвходового перемножителя. Вторые входы второго двухвходового перемножителя и второго трехвходового перемножителя объединены и являются опорным входом БВН. Выход первого двухвходового перемножителя подключен к входу полосового фильтра. Выход полосового фильтра является выходом БВН и подключен к второму входу первого трехвходового перемножителя.BVN consists of a three-input adder, the first, second, third and fourth limiters, the first and second two-input multipliers, the first and second three-input multipliers, a two-input adder, an inverter and a band-pass filter. The first, second and third inputs of the three-input adder are connected to the outputs of the first and second three-input multipliers and the output of the second two-input multiplier, respectively. The output of the three-input adder is connected to the second input of the two-input adder, the first input of which is the information input of the BVN. The output of the two-input adder is connected to the inverter input. The inverter output is connected to the second input of the first two-input multiplier. The first inputs of the first and second two-input multipliers, as well as the first and second three-input multipliers are connected respectively to the outputs of the first, second, third and fourth limiters. The inputs of the first, second, third and fourth limiters are respectively the first, second, third and fourth control inputs of the BVN. In addition, the output of the first limiter is also connected to the third input of the first three-input multiplier, and the output of the second limiter is also connected to the third input of the second three-input multiplier. The second inputs of the second two-input multiplier and the second three-input multiplier are combined and are the reference input of the BVN. The output of the first two-input multiplier is connected to the input of the bandpass filter. The output of the bandpass filter is the output of the BVN and is connected to the second input of the first three-input multiplier.
Перечисленная новая совокупность существенных признаков обеспечивает возможность снижения потерь помехоустойчивости вызванных отклонением значений амплитуд синфазной и квадратурной составляющих сигнала от заданных за счет адаптации параметров сигнала при воздействии дестабилизирующих факторов (например, замираний сигнала).The listed new set of essential features makes it possible to reduce the noise immunity losses caused by the deviation of the amplitudes of the in-phase and quadrature components of the signal from the set due to adaptation of the signal parameters under the influence of destabilizing factors (for example, signal fading).
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие изобретения условию патентоспособности “новизна”.The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues that are characterized by a combination of features that are identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates compliance of the invention with the condition of patentability “novelty”.
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности “изобретательский уровень”.Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed object from the prototype showed that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the popularity of the impact provided by the essential features of the claimed invention transformations to achieve the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability “inventive step”.
Заявляемое устройство поясняется чертежами, на которых показаны:The inventive device is illustrated by drawings, which show:
на фиг.1 функциональная схема демодулятора многопозиционных сигналов;figure 1 is a functional diagram of a demodulator of multi-position signals;
на фиг.2 функциональная схема блока выделения несущего колебания;figure 2 is a functional block diagram of the allocation of the carrier wave;
на фиг.3 графики зависимости средней вероятности ошибки на бит при приеме сигнала с КАМ-16 в манипуляционном коде Грея от отношения амплитуд меньшего к большему аддитивных сигналов синфазной или квадратурной составляющих при наличии релеевских замираний.figure 3 graphs of the average probability of error per bit when receiving a signal from KAM-16 in the Gray manipulation code on the ratio of the amplitudes of the smaller to greater additive signals in-phase or quadrature components in the presence of Rayleigh fading.
Заявленный демодулятор многопозиционных сигналов, показанный на фиг.1, содержит: БВН 1, первый 2, второй 10 и третий 12 перемножители, первый 3, второй 9 и третий 13 ФНЧ, фазовращатель 11, первый 4 и второй 8 ДМ, первый 5 и второй 7 сумматоры и блок принятия решения 6. Первый, второй, третий и четвертый выходы блока принятия решения 6 являются соответствующими выходами демодулятора. Вход фазовращателя 11 подключен к первому входу первого перемножителя 2. Второй вход первого перемножителя 2 является входом демодулятора и подключен к второму входу второго перемножителя 10. Первый вход второго перемножителя 10 подключен к выходу фазовращателя 11. Выходы первого 2 и второго 10 перемножителей подключены к входам соответственно первого 3 и второго 9 ФНЧ. Информационный вход блока выделения несущего колебания 1 подключен к второму входу первого перемножителя 2. Первый, второй, третий и четвертый управляющие входы БВН подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока принятия решений 6. Опорный вход БВН подключен к выходу фазовращателя 11. Выход БВН подключен к входу фазовращателя 11, первому входу первого перемножителя 2 и к первому и второму входам третьего перемножителя 12. Выход третьего перемножителя 12 подключен к входу третьего ФНЧ 13. Выход третьего ФНЧ 13 подключен к первым входам первого 5 и второго 7 сумматоров. Вторые входы первого 5 и второго 7 сумматоров подключены к выходам соответственно первого 4 и второго 8 ДМ. Выходы первого 5 и второго 7 сумматоров подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока принятия решения 6. Входы первого 4 и второго 8 ДМ подключены к выходам соответственно первого 3 и второго 9 ФНЧ. Выходы первого 3 и второго 9 ФНЧ также подключены соответственно к первому и второму входам блока принятия решения 6.The claimed multi-position signal demodulator, shown in figure 1, contains:
БВН 1 предназначен для выделения инверсного колебания синфазной составляющей группового сигнала из смеси группового сигнала и шума адаптивно к изменению сопутствующих параметров входного сигнала.
БВН может быть реализован различным образом, в частности по схеме, показанной на фиг.2, которая включает в себя первый 1.1, второй 1.2, третий 1.3 и четвертый 1.4 ограничители, первый 1.5 и второй 1.6 двухвходовые перемножители, первый 1.7 и второй 1.8 трехвходовые перемножители, трехвходовый сумматор 1.9, двухвходовый сумматор 1.10, полосовой фильтр 1.11 и инвертор 1.12. Первый, второй и третий входы трехвходового сумматора 1.9 подключены к выходам первого 1.7 и второго 1.8 трехвходовых перемножителей и выходу второго двухвходового перемножителя 1.6 соответственно. Выход трехвходового сумматора подключен ко второму входу двухвходового сумматора 1.10. Первый вход двухвходового сумматора 1.10 является информационным входом БВН. Выход двухвходового сумматора 1.10 подключен к входу инвертора 1.12. Выход инвертора 1.12 подключен к второму входу первого двухвходового перемножителя 1.5. Первые входы первого 1.5 и второго 1.6 двухвходовых перемножителей, а также первого 1.7 и второго 1.8 трехвходовых перемножителей подключены соответственно к выходам первого 1.1, второго 1.2, третьего 1.3 и четвертого 1.4 ограничителей. Входы первого 1.1, второго 1.2, третьего 1.3 и четвертого 1.4 ограничителей являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым управляющими входами БВН. Кроме того, выход первого ограничителя 1.1 подключен также к третьему входу первого трехвходового перемножителя 1.7. А выход второго ограничителя 1.2 подключен также к третьему входу второго трехвходового перемножителя 1.8. Вторые входы второго двухвходового перемножителя 1.6 и второго трехвходового перемножителя 1.8 объединены и являются опорным входом БВН. Выход первого двухвходового перемножителя 1.5 подключен к входу полосового фильтра 1.11. Выход полосового фильтра 1.11 является выходом БВН и подключен к второму входу первого трехвходового перемножителя 1.7.The BVN can be implemented in various ways, in particular according to the circuit shown in FIG. 2, which includes the first 1.1, second 1.2, third 1.3 and fourth 1.4 limiters, the first 1.5 and second 1.6 two-input multipliers, the first 1.7 and second 1.8 three-input multipliers , three-input adder 1.9, two-input adder 1.10, band-pass filter 1.11 and inverter 1.12. The first, second and third inputs of the three-input adder 1.9 are connected to the outputs of the first 1.7 and second 1.8 three-input multipliers and the output of the second two-input multiplier 1.6, respectively. The output of the three-input adder is connected to the second input of the two-input adder 1.10. The first input of the two-input adder 1.10 is the information input of the BVN. The output of the two-input adder 1.10 is connected to the input of the inverter 1.12. The output of the inverter 1.12 is connected to the second input of the first two-input multiplier 1.5. The first inputs of the first 1.5 and second 1.6 two-input multipliers, as well as the first 1.7 and second 1.8 three-input multipliers are connected respectively to the outputs of the first 1.1, second 1.2, third 1.3 and fourth 1.4 limiters. The inputs of the first 1.1, second 1.2, third 1.3 and fourth 1.4 limiters are respectively the first, second, third and fourth control inputs of the BVN. In addition, the output of the first limiter 1.1 is also connected to the third input of the first three-input multiplier 1.7. And the output of the second limiter 1.2 is also connected to the third input of the second three-input multiplier 1.8. The second inputs of the second two-input multiplier 1.6 and the second three-input multiplier 1.8 are combined and are the reference input of the BVN. The output of the first two-input multiplier 1.5 is connected to the input of the bandpass filter 1.11. The output of the bandpass filter 1.11 is the output of the BVN and is connected to the second input of the first three-input multiplier 1.7.
Трехвходовый сумматор 1.9, входящий в БВН, предназначен для формирования на выходе напряжения, соответствующего сумме первого входного напряжения и напряжений, подаваемых на второй и третий входы. Может быть построен в виде сумматора, описанного в книге [1] на с.17-19, рис.1.11.The three-input adder 1.9, which is part of the BVN, is designed to generate an output voltage corresponding to the sum of the first input voltage and the voltages supplied to the second and third inputs. It can be built as an adder described in the book [1] on p.17-19, Fig.1.11.
Двухвходовый сумматор 1.10, входящий в БВН, предназначен для формирования на выходе напряжения, соответствующего разности напряжения, подаваемого на второй вход, и смеси сигнала и шума, подаваемого на первый вход, известен и описан в книге [2] на с.110.The two-input adder 1.10, which is part of the BVN, is designed to generate a voltage at the output that corresponds to the difference in voltage supplied to the second input and a mixture of signal and noise supplied to the first input, is known and described in the book [2] on p.110.
Полосовой фильтр 1.11, входящий в БВН, предназначен для выделения полезного сигнала из смеси сигнала и шума, полоса пропускания которого рассчитывается исходя из полосы частот, занимаемой групповым сигналом, известен и описан в книге [3] на с.73-76, рис.2.17.The band-pass filter 1.11 included in the BVN is designed to extract a useful signal from a mixture of signal and noise, the bandwidth of which is calculated based on the frequency band occupied by the group signal, is known and described in the book [3] on p. 73-76, Fig. 2.17 .
Инвертор 1.12, входящий в БВН, предназначен для инвертирования напряжения, поступающего с выхода двухвходового сумматора 1.10, известен и описан в книге [8] на с.55.The inverter 1.12 included in the BVN is designed to invert the voltage coming from the output of the two-input adder 1.10, which is known and described in the book [8] on p.55.
Двухвходовые перемножители 1.5 и 1.6, входящие в БВН, идентичны, предназначены для формирования и демодуляции сложных сигналов. Могут быть использованы аналоговые перемножители марки 526 ПС1 и другие, описанные в книге [4] на с.200-202, рис.7.11.Two-input multipliers 1.5 and 1.6 included in the BVN are identical, they are designed for the formation and demodulation of complex signals. Can be used analog multipliers of the brand 526 PS1 and others described in the book [4] on pp.200-202, Fig. 7.11.
Трехвходовые перемножители 1.7 и 1.8, входящие в БВН, идентичны, предназначены для формирования и демодуляции сложных сигналов. Могут быть использованы аналоговые перемножители марки 526 ПС1 и другие, описанные в книге [4] на с.200-202, рис.7.11.Three-input multipliers 1.7 and 1.8, which are included in the BVN, are identical, designed for the formation and demodulation of complex signals. Can be used analog multipliers of the brand 526 PS1 and others described in the book [4] on pp.200-202, Fig. 7.11.
Ограничители 1.1, 1.2, 1.3 и 1.4, входящие в БВН, идентичны и предназначены для формирования “мягких” оценок сигналов. В частности, схемы ограничителей могут быть построены на основе операционных усилителей с последовательной операционной схемой, где величины входного сопротивления и сопротивления обратной связи зависят от мощности входного сигнала, при которых соотношение входного сопротивления к сопротивлению обратной связи растет пропорционально увеличению мощности разделяемых сигналов на входе устройства. Данные ограничители известны и описаны в книге [5] на с.176-177, рис.6.2а.The limiters 1.1, 1.2, 1.3, and 1.4 included in the BVN are identical and are designed to form “soft” signal estimates. In particular, limiter circuits can be built on the basis of operational amplifiers with a sequential operating circuit, where the input resistance and feedback resistance depend on the input signal power, at which the ratio of input resistance to feedback resistance increases in proportion to the increase in the power of the shared signals at the input of the device. These limiters are known and described in the book [5] on p.176-177, Fig.6.2a.
Перемножители 2, 10 и 12, входящие в демодулятор, идентичны, предназначены для формирования и демодуляции сложных сигналов. Могут быть использованы аналоговый перемножитель марки 526 ПС1 и другие, описанные в книге [4] на с.200-202, рис.7.11.
Фильтры нижних частот 3, 9 и 13 предназначены для интегрирования произвольно изменяющегося напряжения на интервале длительности символов разделяемых сигналов, описаны в книге [6] на с.120-128, рис.6.7.Low-pass filters 3, 9 and 13 are designed to integrate an arbitrarily varying voltage over the duration interval of the symbols of the shared signals, described in the book [6] on p.120-128, Fig.6.7.
Блок принятия решения 6 предназначен для принятия решения о принимаемых символах по правилу, описываемому функцией Хевисайда. Его схема известна, и, в частности, блок принятия решения на основе компараторов, формирующих сигналы на выходе с логическими уровнями “1” или “0” в зависимости от наличия положительного или отрицательного напряжения на входе, описаны в книге [4] на с.202-205, рис.7.1.Decision block 6 is intended to make a decision about the characters to be accepted according to the rule described by the Heaviside function. Its circuit is known, and, in particular, a decision block based on comparators generating signals at the output with logical levels “1” or “0” depending on the presence of a positive or negative input voltage, are described in the book [4] on p. 202-205, Fig. 7.1.
Диодные мосты 4 и 8 предназначены для инвертирования отрицательных уровней напряжения, известны и описаны в книге [7] на с.551, 555.Diode bridges 4 and 8 are designed to invert negative voltage levels, are known and described in the book [7] on p.551, 555.
Сумматоры 5 и 7 предназначены для формирования на выходе значений, соответствующих разности напряжений, подаваемых на второй и первый вход, известны и описаны в книге [2] на с.110.Adders 5 and 7 are designed to generate output values corresponding to the voltage difference applied to the second and first input, are known and described in the book [2] on p.110.
Рассмотрим работу заявляемого устройства на примере многопозиционных сигналов с КАМ-16.Consider the operation of the inventive device as an example of multi-position signals with KAM-16.
Заявляемое устройство работает следующим образом. На вход демодулятора многопозиционных сигналов поступает смесь группового сигнала и аддитивного белого гауссовского шума (АБГШ). Выделение первого и второго оценочных значений двоичных информационных параметров соответствует корреляционному приему и происходит в блоке принятия решения. Выделение третьего и четвертого оценочных значений двоичных информационных параметров также соответствует корреляционному приему и происходит в блоке принятия решения. Адаптация к изменению параметров сигнала при воздействии дестабилизирующих факторов (например, замираний сигнала) обеспечивается обратными связями с входов блока принятия решения и выхода фазовращателя.The inventive device operates as follows. The input of the demodulator of multi-position signals receives a mixture of a group signal and additive white Gaussian noise (ABGS). The allocation of the first and second estimated values of the binary information parameters corresponds to the correlation reception and occurs in the decision block. The allocation of the third and fourth estimated values of the binary information parameters also corresponds to the correlation reception and occurs in the decision block. Adaptation to a change in signal parameters under the influence of destabilizing factors (for example, signal fading) is provided by feedback from the inputs of the decision block and the output of the phase shifter.
Функциональная схема демодулятора многопозиционных сигналов, реализующего выполнение описанных функций, приведена на фиг.1.Functional diagram of a demodulator of multi-position signals that implements the implementation of the described functions is shown in figure 1.
Принцип работы предлагаемого демодулятора заключается в следующем.The principle of operation of the proposed demodulator is as follows.
На вход демодулятора многопозиционных сигналов поступает смесь 16-позиционного сигнала с квадратурно-амплитудной манипуляцией закодированного в манипуляционном коде (МК) Грея и АБГШ:At the input of the demodulator of multi-position signals, a mixture of a 16-position signal with quadrature amplitude manipulation encoded in the manipulation code (MK) of Gray and ABGS is received:
где s(r,t)=s1(r1,t)+s3(r1,r3,t)+s2(r2,t)+s4(r2,r4,t)+n(t)where s (r, t) = s 1 (r 1 , t) + s 3 (r 1 , r 3 , t) + s 2 (r 2 , t) + s 4 (r 2 , r 4 , t) + n (t)
r=(r1,r2,r3,r4) - шестнадцатеричный информационный параметр закодированного в МК Грея группового сигнала с КАМ (группового сигнала) на интервале t∈ [tk, tk+1);r = (r 1 , r 2 , r 3 , r 4 ) is the hexadecimal information parameter of the group signal encoded in the Gray MK with the QAM (group signal) on the interval t∈ [t k , t k + 1 );
s1(r1,t), s2(r2,t), s3(r1,r3,t), s4(r2,r4,t) - аддитивные составляющие группового сигнала;s 1 (r 1 , t), s 2 (r 2 , t), s 3 (r 1 , r 3 , t), s 4 (r 2 , r 4 , t) are the additive components of the group signal;
n(t) - АБГШ;n (t) - ABGS;
T - период передачи.T is the transmission period.
Выделение первого и второго оценочных значений двоичных ИП 
Поступающая на вход смесь группового сигнала y(t) подается одновременно на информационный вход БВН 1 и вторые входы первого 2 и второго 10 перемножителей, которые в совокупности с первым 3 и вторым 9 ФНЧ образуют соответственно первый и второй корреляторы. В первом корреляторе происходит свертка смеси y(t) и инверсного колебания синфазной составляющей группового сигнала - ψ 1(t), поступающего с выхода БВН 1. Аналогичным образом во втором корреляторе происходит свертка смеси y(t) и инверсного колебания квадратурной составляющей группового сигнала - ψ 2(t), поступающего с выхода ФВ 11 и отличающегося от - ψ 1(t) поворотом фазы колебания на 90 градусов.The mixture signal of the group signal y (t) arriving at the input is supplied simultaneously to the information input of the
В результате в каждый момент времени tk, k=1, 2, 3..., (на выходах первого 3 и второго 9 ФНЧ формируются напряжения, величины которых пропорциональны значениям b1 и b2:As a result, at each moment of time t k , k = 1, 2, 3 ..., (at the outputs of the first 3 and second 9 low-pass filters, voltages are formed whose values are proportional to the values of b 1 and b 2 :
Данные напряжения в каждый момент времени tk, k=1, 2, 3... , подаются на первый и второй входы блока принятия решений (БПР) 6, где в соответствии с правилом (3)The voltage data at each moment of time t k , k = 1, 2, 3 ..., are fed to the first and second inputs of the decision block (BPR) 6, where, in accordance with rule (3)
принимается решение об оценочных значениях двоичных ИП (битах) 
Выделение оценочных значений третьего и четвертого двоичных ИП 
Инверсное колебание синфазной составляющей группового сигнала - ψ 1(t) с выхода БВН 1 подается на первый и второй входы третьего перемножителя 12, который в совокупности с третьим ФНЧ 13 образует третий коррелятор, на выходе которого в каждый момент времени tk, k=1, 2, 3... , образуется уровень напряжения, пропорциональный величинеThe inverse oscillation of the in-phase component of the group signal - ψ 1 (t) from the output of the
В первом 5 и втором 7 сумматорах данный уровень напряжения вычитается из напряжений |bi|, i=1, 2 (bi, определяем выражением (2) с инверсными отрицательными значениями), поступающих с выходов первого 4 и второго 8 диодных мостов (ДМ). С выхода первого 5 и второго 7 сумматоров результирующие уровни напряжения поступают соответственно на третий и четвертый входы БПР 6, в котором в соответствии с правилом (3) принимаются решения об информационных параметрах (битах) 
БВН 1, функциональная схема которого представлена на фиг.2, работает следующим образом.
Уровни напряжения, сформированные на выходах первого 3 и второго 9 ФНЧ пропорциональные величинам b1 и b2 поступают соответственно на вход первого 1.1 и второго 1.2 ограничителей, а напряжения с выходов первого 5 и второго 7 сумматоров - соответственно на третий 1.3 и четвертый 1.4 ограничители. Напряжения, формируемые на выходах первого 1.1, второго 1.2, третьего 1.3 и четвертого 1.4 ограничителей в любой момент времени tk, k=1, 2, 3... , соответственно пропорциональные 
С выхода третьего ограничителя 1.3 уровень напряжения, пропорциональный величине 
Инверсное синфазное колебание с наложением информационной манипуляции в соответствии с первым и третьим битами с выхода первого трехвходового перемножителя 1.7, квадратурное колебание с наложением информационной манипуляции в соответствии с вторым битом с выхода второго двухвходового перемножителя 1.6, а также квадратурное колебание с наложением информационной манипуляции в соответствии со вторым и четвертым битами с выхода второго трехвходового перемножителя 1.8 соответственно поступают на первый, третий и второй входы трехвходового сумматора 1.9. Далее в двухвходовом сумматоре 1.10, первый вход которого является информационным входом БВН, из суммарного сигнала, образованного на выходе трехвходового сумматора 1.9 в каждый момент времени t∈ [tk,tk+1), tk=kT, k=1, 2, 3... , вычитается поступающая на вход устройства смесь y(t). Получившаяся разность подается на инвертор 1.12. В результате на выходе инвертора 1.12 образуется оценка аддитивной смеси инверсного синфазного колебания манипулированного в соответствии с первым битом переданного четырехбитового символа и белого шума n(t).Inverse in-phase oscillation with superimposed information manipulation in accordance with the first and third bits from the output of the first three-input multiplier 1.7, quadrature oscillation with superimposed information manipulation in accordance with the second bit from the output of the second two-input multiplier 1.6, as well as quadrature oscillation with superimposed information manipulation in accordance with the second and fourth bits from the output of the second three-input multiplier 1.8 respectively go to the first, third and second inputs of the three-input adder 1.9. Further, in the two-input adder 1.10, the first input of which is the information input of the BVN, from the total signal generated at the output of the three-input adder 1.9 at each time t∈ [t k , t k + 1 ), t k = kT, k = 1, 2 , 3 ..., the mixture y (t) arriving at the input of the device is subtracted. The resulting difference is fed to the inverter 1.12. As a result, at the output of inverter 1.12, an estimate of the additive mixture of the inverse in-phase oscillation of the manipulated in accordance with the first bit of the transmitted four-bit symbol and white noise n (t) is formed.
Данный сигнал поступает на второй вход первого двухвходового перемножителя 1.5, на первый вход которого поступает уровень напряжения, пропорциональный значению 
Экспериментальная проверка характиристик демодулятора многопозиционных сигналов была выполнена на ЭВМ в пакете прикладной математики Mathcad 6.0 при следующих исходных данных:An experimental verification of the characteristics of the demodulator of multi-position signals was performed on a computer in the package of applied mathematics Mathcad 6.0 with the following initial data:
1) отношение сигнал/шум 
2) λ - отношение амплитуд третьего (четвертого) и первого (второго) сигналов изменяется от 0 до 1.2) λ - the ratio of the amplitudes of the third (fourth) and first (second) signals varies from 0 to 1.
Результаты расчета, представленные на фиг.3 (пунктирной линией показано значение средней вероятности ошибки на бит для устройства прототипа, сплошной - для заявляемого устройства) дают основания для вывода, что заявленный демодулятор многопозиционных сигналов имеет лучшие характеристики помехоустойчивости по сравнению с прототипом.The calculation results presented in figure 3 (the dashed line shows the average probability of error per bit for the device of the prototype, the solid for the inventive device) give reason to conclude that the claimed demodulator of multi-position signals has better noise immunity compared to the prototype.
Таким образом, при такой совокупности существенных признаков при демодуляции многопозиционных сигналов обеспечивается снижение потерь помехоустойчивости за счет адаптации к изменению параметров сигнала при воздействии дестабилизирующих факторов (например, замираний сигнала). Результаты расчета, показывающие выигрыш по снижению потерь помехоустойчивости, приведены на фиг.3 и подтверждают возможность достижения поставленной цели.Thus, with such a combination of essential features, when demodulating multi-position signals, noise immunity losses are reduced due to adaptation to changes in signal parameters under the influence of destabilizing factors (for example, signal fading). The calculation results showing the gain in reducing noise immunity losses are shown in figure 3 and confirm the possibility of achieving the goal.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫLIST OF USED LITERATURE
1. Расчет и проектирование линейных аналоговых ARC-устройств: Пособие по курсовому и дипломному проектированию / Под редакцией проф. Ланнэ А.А. - Л.: ВАС, 1980, с.252.1. Calculation and design of linear analogue ARC devices: Manual on term and diploma design / Edited by prof. Lanne A.A. - L .: YOU, 1980, p. 252.
2. Применение операционных усилителей и линейных интегральных схем / Фолькенберри. Пер. с англ. Наймарка Л.М. - М.: Мир, 1985, с.113.2. The use of operational amplifiers and linear integrated circuits / Volkenberry. Per. from English Naimarka L.M. - M .: Mir, 1985, p.113.
3. Линейные устройства аппаратуры связи / Белецкий А.Ф. - Л.: ВАС, 1972, с.207.3. Linear devices of communication equipment / Beletsky AF - L .: YOU, 1972, p.207.
4. А.А.Сикарев, С.Н.Лебедев. Микроэлектронные устройства формирования и обработки сложных сигналов. - М.: Радио и связь, 1983, 216 с.4. A.A.Sikarev, S.N. Lebedev. Microelectronic devices for the formation and processing of complex signals. - M.: Radio and Communications, 1983, 216 p.
5. Достал И. Операционные усилители. Пер. с англ. - М.: Мир, 1982, 512 с.5. Got I. Operational amplifiers. Per. from English - M .: Mir, 1982, 512 p.
6. Справочник по расчету линейных радиотехнических цепей / Емелин Б.Ф. - Л.: ВАС, 1966, с.220.6. Handbook for the calculation of linear radio circuits / Emelin B.F. - L .: YOU, 1966, p. 220.
7. Диоды и их зарубежные аналоги. Справочник в 3 томах. Том 1. - М., 1998.7. Diodes and their foreign analogues. Handbook in 3 volumes.
8. Интегральные микросхемы. Операционные усилители. Справочник. Том 1. - М.: Физико-математическая литература, 1993, с.55.8. Integrated circuits. Operational amplifiers. Directory.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003126106/09A RU2246794C1 (en) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | Multiposition signal demodulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003126106/09A RU2246794C1 (en) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | Multiposition signal demodulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2246794C1 true RU2246794C1 (en) | 2005-02-20 |
| RU2003126106A RU2003126106A (en) | 2005-02-27 |
Family
ID=35218839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003126106/09A RU2246794C1 (en) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | Multiposition signal demodulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2246794C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455778C1 (en) * | 2011-05-06 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени маршала Советсого Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Demodulator for sixteen-position quadrature amplitude modulation |
| RU2684605C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-04-10 | Сергей Витальевич Ивков | Method for demodulation of short-time signals with multilevel absolute phase modulation in fading conditions |
| RU2756906C1 (en) * | 2021-04-07 | 2021-10-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Qam signal receiving device |
-
2003
- 2003-08-25 RU RU2003126106/09A patent/RU2246794C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455778C1 (en) * | 2011-05-06 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени маршала Советсого Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Demodulator for sixteen-position quadrature amplitude modulation |
| RU2684605C1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-04-10 | Сергей Витальевич Ивков | Method for demodulation of short-time signals with multilevel absolute phase modulation in fading conditions |
| RU2756906C1 (en) * | 2021-04-07 | 2021-10-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Qam signal receiving device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003126106A (en) | 2005-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4527702B2 (en) | Information bit modulation method, digital modulation system, digital demodulation system | |
| KR100459741B1 (en) | Receiver for M-ary FSK signals | |
| WO1999023760A1 (en) | Receiver for a reconfigurable radio system and method therefor | |
| JPH08107429A (en) | Variable multithreshold detector and method for detecting a plurality of bits in baseband signal sampled using variable multithreshold | |
| WO1994007311A1 (en) | Adaptative equalizing receiver and maximum likelihood sequence estimation receiver | |
| EP1650919B1 (en) | Modulation device, demodulation device, modulation method, and demodulation method | |
| US6549588B2 (en) | Communications system and corresponding receiver unit | |
| US20070024477A1 (en) | DPSK demodulator and method | |
| RU2246794C1 (en) | Multiposition signal demodulator | |
| US9106485B1 (en) | System and method for FSK demodulation | |
| RU2628427C2 (en) | Digital signals demodulator with quadrature amplitude manipulation | |
| KR100959229B1 (en) | Data receiving device | |
| US6002725A (en) | M-ary FSK receiver | |
| RU2308165C1 (en) | Device for non-coherent demodulation of frequency-manipulated signals with continuous phase | |
| JP2616440B2 (en) | Soft decision circuit | |
| JP4408446B2 (en) | Method for transmitting and receiving QAM signals with low signal-to-noise ratio | |
| JP4641927B2 (en) | FSK demodulation circuit | |
| RU2455778C1 (en) | Demodulator for sixteen-position quadrature amplitude modulation | |
| EP2328313B1 (en) | Method and apparatus for demodulating differential binary phase shift keying modulated signals | |
| RU2808227C1 (en) | Amplitude shift keying demodulator | |
| RU2781271C1 (en) | Amplitude shift keying demodulator | |
| JP2000022771A (en) | Reception method in fallback mode and receiver | |
| RU2212767C1 (en) | Adaptive device for separating binary phase keying signals | |
| JP2861778B2 (en) | Demodulator | |
| JP2850557B2 (en) | Automatic interference canceller |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050826 |