RU2269207C2 - RECEIVER OF SIGNALS WITH ABSOLUTE PHASE MANIPULATION FOR ANGLE 140°≤2φ≤60° - Google Patents
RECEIVER OF SIGNALS WITH ABSOLUTE PHASE MANIPULATION FOR ANGLE 140°≤2φ≤60° Download PDFInfo
- Publication number
- RU2269207C2 RU2269207C2 RU2004105524/09A RU2004105524A RU2269207C2 RU 2269207 C2 RU2269207 C2 RU 2269207C2 RU 2004105524/09 A RU2004105524/09 A RU 2004105524/09A RU 2004105524 A RU2004105524 A RU 2004105524A RU 2269207 C2 RU2269207 C2 RU 2269207C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiver
- phase
- signal
- input
- angle
- Prior art date
Links
Landscapes
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиоприемных устройств, а точнее к детекторам сигналов с абсолютной фазовой манипуляцией.The invention relates to the field of radio receivers, and more specifically to signal detectors with absolute phase shift keying.
Известны источники, в которых описаны приемники (детекторы) фазоманипулированных колебаний, не имеющие «обратной работы» [1, 2, 3].Known sources that describe the receivers (detectors) of phase-shift oscillations that do not have “reverse operation” [1, 2, 3].
По технической сущности наиболее близким к изобретению является устройство, описанное в источнике [1], которое по этой причине и принимается за его прототип.By technical nature, the closest to the invention is the device described in the source [1], which for this reason is taken as its prototype.
Прототип состоит из линейной части приемника радиосигналов, частотного детектора и триггера.The prototype consists of a linear part of a radio signal receiver, a frequency detector and a trigger.
Входной сигнал с абсолютной фазовой манипуляцией (ФМн) на угол 140°≤2φ≤160° (радиосигнал) фильтруется, усиливается и преобразуется по частоте в линейной части приемника и поступает на вход частотного детектора. Как известно, любой частотный детектор представляет собой дифференцирующее по времени устройство. Поэтому при скачке фазы входного сигнала на угол +φ на выходе частотного детектора появляется короткий положительный импульс, а при скачке фазы входного сигнала на -φ, на выходе этого детектора появится короткий отрицательный импульс. Эти короткие импульсы поступают на входы RS-триггера, отчего на его выходе появляются видеоимпульсы прямоугольной формы, которые были переданы.An input signal with absolute phase shift keying (QPSK) at an angle of 140 ° ≤2φ≤160 ° (radio signal) is filtered, amplified, and frequency converted in the linear part of the receiver and fed to the input of the frequency detector. As you know, any frequency detector is a time differentiating device. Therefore, when the phase of the input signal jumps at an angle of + φ, a short positive pulse appears at the output of the frequency detector, and when the phase of the input signal jumps by -φ, a short negative pulse appears at the output of this detector. These short pulses arrive at the inputs of the RS-flip-flop, which is why rectangular pulses that were transmitted appear on its output.
Частотный детектор некогерентный. В нем нет опорного канала, где происходят случайные скачки фазы опорного колебания на 180°, и поэтому его «обратная работа» исключена в принципе.The frequency detector is incoherent. It does not have a reference channel where random jumps in the phase of the reference oscillation occur by 180 °, and therefore its “reverse operation” is excluded in principle.
Основным недостатком прототипа является низкая помехоустойчивость приема им сигнала с абсолютной ФМн на указанный угол, поскольку он некогерентный и управляющие работой триггера импульсы являются короткими.The main disadvantage of the prototype is the low noise immunity of receiving a signal from the absolute PSK to the specified angle, since it is incoherent and the pulses controlling the operation of the trigger are short.
Техническим результатом заявленного объекта является увеличение помехоустойчивости приема сигналов с абсолютной ФМн на уточненный угол 140°≤2φ≤160° путем перехода на когерентный прием, свободный от «обратной работы».The technical result of the claimed object is to increase the noise immunity of receiving signals from the absolute PSK to an updated angle of 140 ° ≤2φ≤160 ° by switching to a coherent reception free of “reverse work”.
Сущность изобретения состоит в том, что в прототип, состоящий из линейной части приемника, введены узкополосный фильтр-выделитель колебания несущей частоты из входного ФМн сигнала, фазовращатель на 90°, усилитель-ограничитель и фазовый детектор, причем сигнальный вход фазового детектора подключен к выходу линейной части приемника непосредственно и ко второму его входу (опорному) через узкополосный фильтр, фазовращатель на 90°, усилитель-ограничитель.The essence of the invention lies in the fact that in the prototype, consisting of the linear part of the receiver, a narrow-band filter-separator of carrier frequency oscillations from the input PSK signal, a 90 ° phase shifter, an amplifier-limiter and a phase detector are introduced, and the signal input of the phase detector is connected to the linear output parts of the receiver directly and to its second input (reference) through a narrow-band filter, a 90 ° phase shifter, an amplifier-limiter.
Существенным отличием изобретения является совокупность введенных элементов и их связей, так как только они позволяют увеличить помехоустойчивость приема практически до максимально возможного значения и упростить когерентный детектор.A significant difference of the invention is the combination of the introduced elements and their connections, since only they can increase the noise immunity of reception to almost the maximum possible value and simplify the coherent detector.
В [2] предложено делить фазовый сдвиг на 180° входного ФМн колебания в 2 раза, чтобы появилось колебание несущей частоты в качестве опорного колебания. Однако практически это трудно реализовать. В [3] перешли с абсолютной ФМн на 180° на относительную ФМн для исключения «обратной работы», отчего вероятность ошибки приема возросла в 2 раза и усложнился детектор.In [2], it was proposed to divide the phase shift by 180 ° of the input PSK oscillation by a factor of 2, so that a carrier frequency oscillation appears as a reference oscillation. However, in practice it is difficult to implement. In [3], they switched from absolute QPSK to 180 ° to relative QPSK to exclude “reverse operation”, which is why the probability of a reception error increased by a factor of 2 and the detector became more complicated.
На чертеже представлена структурная схема предлагаемого приемника, который состоит из линейной его части 1, фазового детектора 2, узкополосного фильтра 3, фазовращателя 4 на 90°, усилителя-ограничителя амплитуды 5. Блоки 3-5 образуют опорный канал. Блок 5 может быть синхронизируемым автогенератором.The drawing shows a structural diagram of the proposed receiver, which consists of a linear part 1, a phase detector 2, a narrow-band filter 3, a phase shifter 4 by 90 °, an amplifier-limiter amplitude 5. Blocks 3-5 form a reference channel. Block 5 may be a synchronized oscillator.
Работа приемника происходит следующим образом.The operation of the receiver is as follows.
На вход блока 1 поступает фазоманипулированный (ФМн) сигнал, который в нем фильтруется от помех, усиливается по амплитуде и преобразуется по частоте. Аналитически ФМн сигнал имеет вид uФМ(t)=Usin[ωt+γ(t)φ], где γ(t)=±1, а φ выбирается из указанного диапазона 60°≤φ≤80°.At the input of block 1, a phase-shifted (QPSK) signal is received, which is filtered out of it in it, amplified in amplitude, and converted in frequency. Analytically, the FMN signal has the form u FM (t) = Usin [ωt + γ (t) φ], where γ (t) = ± 1, and φ is selected from the specified range of 60 ° ≤φ≤80 °.
Учитывая значение γ(t) по правилам тригонометрии имеем:Given the value of γ (t) according to the rules of trigonometry, we have:
uФМ(t)=Ucos[γ(t)φ]·sinωt+Usin[γ(t)φ]·cosωt=U[cosφ·sinωt+γ(t)·sinφcosωt].u FM (t) = Ucos [γ (t) φ] · sinωt + Usin [γ (t) φ] · cosωt = U [cosφ · sinωt + γ (t) · sinφcosωt].
Видно, что составляющая несущей частоты (первое слагаемое) пропорциональна cosφ, значение которого 0,5≥cosφ≤0,1736. Нижний относительный уровень 0,1736 такой же, как и максимальный уровень третьей гармоники при оптимальном угле отсечки, при котором работает утроитель частоты. Учетверитель частоты на практике обычно не используется. Этим обусловлен максимальный угол манипуляции 2φ=160°.It can be seen that the component of the carrier frequency (the first term) is proportional to cosφ, the value of which is 0.5≥cosφ≤0.1736. The lower relative level of 0.1736 is the same as the maximum level of the third harmonic at the optimum cutoff angle at which the frequency tripler operates. A frequency counter is usually not used in practice. This determines the maximum angle of manipulation 2φ = 160 °.
Нижний угол манипуляции 2φ определяется по допустимому превышению вероятности ошибки по сравнению с минимальной при 2φ=180°. Допустимое превышение P2φ/P180°=2, как при ОФМн. Если оно >2, то целесообразно тогда использовать ОФМн.The lower angle of manipulation 2φ is determined by the permissible excess of the probability of error compared with the minimum at 2φ = 180 °. Allowable excess P 2φ / P 180 ° = 2, as with OFMn. If it is> 2, then it is advisable to use OFMn.
Вероятность ошибки приема элементарного двоичного символа при ФМнThe probability of receiving an elementary binary symbol with PSK
Рфм=V(√(2E/No)·sinφ),P fm = V (√ (2E / N o ) · sinφ),
где - дополнение к интегралу вероятности до единицы (табулированное);Where - addition to the probability integral up to unity (tabulated);
Е - энергия посылки;E is the energy of the package;
No - спектральная плотность мощности гауссовских помех.N o is the spectral power density of Gaussian interference.
Примем 2E/No=10 или √(2E/No)=3,15.Take 2E / N o = 10 or √ (2E / N o ) = 3.15.
При 2φ=180° вероятность P180°=9,3·10-4, а при 2φ=160°. Значение P160°=9,676·10-4. Превышение P160°/P180°=1,05At 2φ = 180 °, the probability is P 180 ° = 9.3 · 10 -4 , and at 2φ = 160 °. The value of P 160 ° = 9.676 · 10 -4 . Exceeding P 160 ° / P 180 ° = 1.05
Остальные расчеты сведем в табл.1.The remaining calculations are summarized in table 1.
Из таблицы следует, что угол манипуляции находится в интервале 140°≤2φ<160°, когда уровень несущей достаточный для исключения «обратной работы», а потери в помехоустойчивости меньше, чем при ОФМн. При 2φ=160° эти потери практически полностью отсутствуют (P160°/P180°=1,05≈1).It follows from the table that the manipulation angle is in the range 140 ° ≤2φ <160 °, when the level of the carrier is sufficient to exclude "reverse operation", and the loss in noise immunity is less than with OFMn. At 2φ = 160 °, these losses are almost completely absent (P 160 ° / P 180 ° = 1.05≈1).
С выхода блока 1 ФМн сигнал поступает на сигнальный вход фазового детектора 2 непосредственно и на его опорный вход через фильтр 3, фазовращатель 4 на 90°, усилитель-ограничитель амплитуды 5. Фильтр 3 пропускает на свой выход только колебание несущей частоты, которое в блоках 4, 5 формируется в опорное колебание uo(t)=Uocosωt, где Uo=Ucosωt.From the output of unit 1, the QPSK signal is fed to the signal input of the phase detector 2 directly and to its reference input through a filter 3, a phase shifter 4 by 90 °, an amplifier-limiter of amplitude 5. Filter 3 passes to its output only the oscillation of the carrier frequency, which in blocks 4 , 5 is formed into a reference oscillation u o (t) = U o cosωt, where U o = Ucosωt.
Фазовый детектор 2 состоит из перемножителя сигналов и ФНЧ.Phase detector 2 consists of a signal multiplier and a low-pass filter.
На выходе перемножителя колебаниеOscillator output
uп(t)=uФМ(t)uo(t)=Usin[ωt+γ(t)φ]·UOcosωt=0,5UUO{sin[γ(t)φ]+sin[2ωt+γ(t)φ]}.u p (t) = u FM (t) u o (t) = Usin [ωt + γ (t) φ] · U O cosωt = 0.5UU O {sin [γ (t) φ] + sin [2ωt + γ (t) φ]}.
Второе слагаемое на удвоенной промежуточной частоты 2ω ФНЧ отфильтровывается и на его выходе имеет место только первое слагаемое uФ(t)=0,5UoUsin[γ(t)φ] - знакопеременные импульсы прямоугольной формы, т.е. переданный сигнал.The second term at the doubled intermediate frequency 2ω of the low-pass filter is filtered out and only the first term u Ф (t) = 0.5U o Usin [γ (t) φ] - alternating square-shaped pulses, that is, takes place at its output transmitted signal.
Технико-экономическим эффектом изобретения является исключения обратной работы при уменьшении вероятности ошибки приема сигнала практически в 2 раза и упрощении детектора. The technical and economic effect of the invention is to eliminate reverse work while reducing the probability of signal reception errors by almost 2 times and simplifying the detector.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №10038. Прием фазовой телеграфии без синхронного гетеродина/ Ярославский Л.С. и др., 1952.1. A.S. USSR No. 10038. Reception of phase telegraphy without a synchronous local oscillator / Yaroslavsky L.S. et al., 1952.
2. Патент РФ №2113062. Формирователь опорного колебания для детектирования фазоманипулированных сигналов /Волков А.А. Приоритет от 28.09.1994.2. RF patent No. 2113062. Reference oscillator for detecting phase-shift keyed signals / Volkov A.A. Priority from 09/28/1994.
3. Окунев Ю.Б. Цифровая передача информации фазомодулированными сигналами. - М.: Радио и связь, 1991.3. Okunev Yu.B. Digital transmission of information by phase-modulated signals. - M .: Radio and communications, 1991.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004105524/09A RU2269207C9 (en) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | RECEIVER OF SIGNALS WITH ABSOLUTE PHASE MANIPULATION FOR ANGLE 140°≤2φ≤160° |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004105524/09A RU2269207C9 (en) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | RECEIVER OF SIGNALS WITH ABSOLUTE PHASE MANIPULATION FOR ANGLE 140°≤2φ≤160° |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004105524A RU2004105524A (en) | 2005-08-10 |
RU2269207C2 true RU2269207C2 (en) | 2006-01-27 |
RU2269207C9 RU2269207C9 (en) | 2007-03-20 |
Family
ID=35844532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004105524/09A RU2269207C9 (en) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | RECEIVER OF SIGNALS WITH ABSOLUTE PHASE MANIPULATION FOR ANGLE 140°≤2φ≤160° |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2269207C9 (en) |
-
2004
- 2004-02-26 RU RU2004105524/09A patent/RU2269207C9/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Окунев Ю.Б. Цифровая передача информации фазоманипулированными сигналами. М.: Радио и связь, 1991. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004105524A (en) | 2005-08-10 |
RU2269207C9 (en) | 2007-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0534486B1 (en) | Direct conversion FSK demodulator | |
EP1643704B1 (en) | Frequency-shift-keying demodulator and method of frequency-shift-keying | |
JPH07244157A (en) | System for measuring distance between two mutually movable stations | |
RU2269207C2 (en) | RECEIVER OF SIGNALS WITH ABSOLUTE PHASE MANIPULATION FOR ANGLE 140°≤2φ≤60° | |
US5586147A (en) | Demodulation method using quadrature modulation | |
EP0723335B1 (en) | Radio receiver apparatus of orthogonal detection type comprising local oscillator means with improved automatic frequency control arrangement | |
RU2425457C1 (en) | Device of quadrature reception of frequency-manipulated signals | |
RU2405273C1 (en) | Demodulator of phase-shift signals | |
RU124461U1 (en) | Coherent Signal Detector with 180 ° Phase Manipulation | |
RU2707729C1 (en) | Quadrature amplitude shift keying signal reception device | |
RU2568315C1 (en) | Apparatus of generating quadrature amplitude-shift keyed signals | |
RU2247474C1 (en) | Device for quadrature reception of frequency-keyed signals | |
RU145405U1 (en) | 180 ° SIGNAL SHAPER WITH 180 ° PHASE MANIPULATION | |
RU2714222C1 (en) | Coherent signal detector with double absolute phase manipulation by 180 °c | |
RU2431917C1 (en) | Digital phase automatic frequency control system | |
EP1662653B1 (en) | Demodulator of frequency modulated signals | |
RU135464U1 (en) | 180 ° SINGLE-BAND CLIPPED SHAPER FORMER WITH PHASE MANIPULATION AT 180 ° | |
RU2781271C1 (en) | Amplitude shift keying demodulator | |
RU2569578C1 (en) | Phase-compensating image channel suppressor in radio signal receiver | |
RU2136115C1 (en) | Device for demodulation of multiple-position signals | |
GB2213026A (en) | Control arrangement for a phase shift keying system | |
RU2756906C1 (en) | Qam signal receiving device | |
RU2804430C1 (en) | Single phase difference modulation method | |
RU2514160C2 (en) | Device for determining frequency, type of modulation and keying of received signals | |
RU2504903C2 (en) | Regional information communication system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TH4A | Reissue of patent specification | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080227 |