RU2313902C1 - Method for relative amplitude demodulation of digital signals - Google Patents

Method for relative amplitude demodulation of digital signals Download PDF

Info

Publication number
RU2313902C1
RU2313902C1 RU2006118194/09A RU2006118194A RU2313902C1 RU 2313902 C1 RU2313902 C1 RU 2313902C1 RU 2006118194/09 A RU2006118194/09 A RU 2006118194/09A RU 2006118194 A RU2006118194 A RU 2006118194A RU 2313902 C1 RU2313902 C1 RU 2313902C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
comparator
threshold
difference
signal
Prior art date
Application number
RU2006118194/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Андреевич Постников (RU)
Владислав Андреевич Постников
Original Assignee
Владислав Андреевич Постников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владислав Андреевич Постников filed Critical Владислав Андреевич Постников
Priority to RU2006118194/09A priority Critical patent/RU2313902C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2313902C1 publication Critical patent/RU2313902C1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: technology for processing impulse electric signals, possible use as a decisive in end digital equipment, and also in regenerators and repeaters, where restoration of primary video-impulse shape of binary signals is supported.
SUBSTANCE: method includes comparing levels neighboring bits accumulated in RC-integrators, and gain in signal/noise ratio results from mutual compensation of noises during subtraction, and this effect increases with narrowing of pass bands of RC-accumulators. When polarity of parcels is changed at output of differential cascade - positive and negative drops, on repeat of sign pattern of parcels 2nd comparator is used, which disables output of differential cascade and connects memory of last recognized bit to output of device.
EFFECT: increased signal/noise ratio.
1 tbl

Description

Изобретение относится к технике обработки видеоимпульсных электрических сигналов и может найти применение в измерительной технике, дальней проводной и волоконно-оптической связи, а также в радио- и радиорелейной связи.The invention relates to techniques for processing video-pulse electrical signals and can find application in measuring equipment, long-distance wired and fiber-optic communications, as well as in radio and microwave communications.

Аналогом изобретения может служить способ приема детерминированного сигнала ([1], стр.451, рис.11.3, б), предусматривающий использование согласованного фильтра и порогового устройства.An analogue of the invention can serve as a method for receiving a deterministic signal ([1], p. 451, Fig. 11.3, b), involving the use of a matched filter and threshold device.

Прототипом изобретения является «Способ и устройство аналогового выделения и накопления импульсных сигналов» (патент №2212111 от 10.09.03), где, с целью оптимальной свертки псевдослучайной последовательности, измеряют разницу в накопленных на интеграторах за время одного бита ближайших уровнях: (сигнал + помехи) и (помехи) и суммируют полученные на каждом бите перепады уровней. Такая обработка достаточна при известном зондирующем сигнале, формируемом в рефлектометре, для опознавания же последовательности неизвестных битов необходима другая процедура.The prototype of the invention is the "Method and device for analogue extraction and accumulation of pulse signals" (patent No. 2212111 from 09.10.03), where, in order to optimize convolution of the pseudorandom sequence, the difference in the nearest levels accumulated on the integrators during one bit is measured: (signal + interference ) and (interference) and summarize the level differences received on each bit. Such processing is sufficient for a known probing signal generated in an OTDR; another procedure is needed to recognize the sequence of unknown bits.

Сущность изобретения заключается в сопоставлении, путем вычитания, накопленных на RC-цепочках уровней входного напряжения за время τ текущего бита сигнала и предыдущего бита, запомненного на время τ. То есть необходимы два накопителя, подключаемые попеременно к входу устройства на время τ и сохраняющие накопленный (за время τ) уровень еще на время τ. В конце каждого интервала τ, в промежутке примерно от 0.9τ до τ, происходит сравнение накопленных уровней H1 и H2 в разностном каскаде Р и определение полярности измеренной разности (H1(2)-H2(1)) в 1-м компараторе с нулевым порогом.The essence of the invention is to compare, by subtracting the input voltage levels accumulated on the RC chains for the time τ of the current bit of the signal and the previous bit stored for the time τ. That is, two drives are needed that are connected alternately to the input of the device for a time τ and preserve the accumulated (over time τ) level for another time τ. At the end of each interval τ, in the interval from about 0.9τ to τ, the accumulated levels of H 1 and H 2 in the difference cascade P are compared and the polarity of the measured difference (H 1 (2) -H 2 (1) ) in the 1st comparator with a zero threshold.

В простейшем случае, при приеме точек (меандра), достаточно лишь подключать выходы накопителей попеременно, через интервал τ, к инвертирующим и неинвертирующим входам разностного каскада.In the simplest case, when receiving points (meander), it is enough to just connect the drive outputs alternately, through the interval τ, to the inverting and non-inverting inputs of the difference cascade.

При повторении значности посылок решающее значение имеет первая из повторяемых посылок. Ее опознанная по разности накоплений (H1(2)-H2(1)) значность распространяется на все остальные. При этом используется различитель повторяемости полярности битов - 2-й компаратор с порогом переключения, равным 0.5H1(H2), на который подается напряжение, равное |H1(2)-H2(1)|. При повторении битов 2-й компаратор отключает выход 1-го компаратора, подключая одновременно к выходу устройства запись памяти последнего опознанного бита, хранящейся в регистре сдвига. Порог 0.5Н берется потому, что в среднем число перепадов и повторений одинаково.When repeating the significance of the premises, the first of the repeated premises is critical. Its significance identified by the difference in accumulations (H 1 (2) -H 2 (1) ) applies to all others. In this case, a bit polarity repeater is used - the 2nd comparator with a switching threshold equal to 0.5H 1 (H 2 ), to which a voltage equal to | H 1 (2) -H 2 (1) | is applied. When the bits are repeated, the 2nd comparator disables the output of the 1st comparator, connecting simultaneously to the output of the device a memory record of the last recognized bit stored in the shift register. The threshold of 0.5 N is taken because on average the number of drops and repetitions is the same.

Краткая оценка предпочтительности предлагаемого способа.A brief assessment of the preference of the proposed method.

Найдем отношение сигнал/шум q=msn на выходе RC-накопителя при условии, что на него воздействует прямоугольный импульс амплитуды Аo и длительности τ в присутствии белого шума с функцией корреляции

Figure 00000001
Здесь ms(t) - среднее значение сигнала, σn(t) - среднеквадратичное значение шума, No -спектральная плотность шума, δ(τ) - дельта-функция. ТогдаWe find the signal-to-noise ratio q = m s / σ n at the output of the RC drive, provided that it is affected by a rectangular pulse of amplitude A o and duration τ in the presence of white noise with a correlation function
Figure 00000001
Here m s (t) is the average signal value, σ n (t) is the rms noise value, N o is the spectral noise density, and δ (τ) is the delta function. Then

Figure 00000002
где
Figure 00000003
. Полагая ατ<<1 (при этом exp(-ατ)≅1-ατ), придем к выражению
Figure 00000004
характерному для оптимального приема (E=Ao2τ - энергия импульса).
Figure 00000002
Where
Figure 00000003
. Putting ατ << 1 (in this case exp (-ατ) ≅1-ατ), we arrive at the expression
Figure 00000004
characteristic for optimal reception (E = A o 2 τ is the pulse energy).

Считая, что на первом интервале τ принимается сигнал с шумом, а на 2-м - только шум, причем вход и выход 1-го накопителя на интервале τ≤t≤2τ изолированы от корпуса, получим на выходе разностного каскада q1=ατAo/σ(n1-n2). Здесь σ2(n1-n2)=2σn2(1-R) (см. [1], стр.179), где R=exp(-ατ), то есть σ2(n1-n2)=α3τ2No, a

Figure 00000005
То есть выигрыш в отношении сигнал/шум по сравнению с q растет по мере сужения полосы пропускания фильтра RC, см. таблицу.Assuming that a signal with noise is received in the first interval τ, and only noise in the 2nd interval, and the input and output of the 1st drive in the interval τ≤t≤2τ are isolated from the housing, we obtain at the output of the difference stage q 1 = ατA o / σ (n 1 -n 2 ). Here, σ 2 (n 1 -n 2 ) = 2σ n 2 (1-R) (see [1], p. 179), where R = exp (-ατ), that is, σ 2 (n 1 -n 2 ) = α 3 τ 2 N o , a
Figure 00000005
That is, the gain in signal-to-noise ratio compared to q increases as the bandwidth of the RC filter narrows, see table.

ατατ 0.10.1 0.010.01 0.0010.001

Figure 00000006
Figure 00000006
2.2362.236 7.0727.072 22.3622.36

В такое же число раз уменьшается среднеквадратичное значение шума σ(n1-n2) и при повторениях значности битов.The rms noise value σ (n 1 -n 2 ) also decreases by the same number of times when repeating the significance of the bits.

Источник информацииThe source of information

1. Тихонов В.И. «Статистическая радиотехника», М., 1966 г.1. Tikhonov V.I. "Statistical radio engineering", M., 1966

Claims (1)

Способ относительной амплитудной демодуляции цифровых сигналов, при котором входное напряжение подключают попеременно, на время τ длительности бита ко входу двух накопительных RC-цепочек, сохраняют накопленный уровень еще на время τ, в конце каждого интервала τ производят сравнение накопленных уровней H1 и H2 в разностном каскаде, причем выходы накопительных RC-цепочек попеременно, через интервал τ, переключают к инвертирующим и неинвертирующим входам разностного каскада и определяют полярность измеренной разности напряжений (Н1(2)-H2(1)) в первом компараторе с нулевым порогом, тем самым опознавая сочетания битов 1/0 и 0/1, причем для опознавания значности повторяющихся битов определяют абсолютное значение разности напряжений |H1(2)-H2(1)| и сравнивают его с порогом 0,5H1(H2) во втором компараторе, который в случае непревышения порога отключает выход первого компаратора, подключая одновременно к выходу устройства запись значности последнего опознанного бита, хранящейся в регистре сдвига.The method of relative amplitude demodulation of digital signals, in which the input voltage is connected alternately, for a time τ of the bit duration to the input of two storage RC circuits, the accumulated level is stored for another time τ, at the end of each interval τ, the accumulated levels of H 1 and H 2 are compared difference cascade, and the outputs of the accumulating RC circuits alternately, through the interval τ, switch to the inverting and non-inverting inputs of the difference cascade and determine the polarity of the measured voltage difference (H 1 (2) -H 2 (1) ) in the first comparator with a zero threshold, thereby identifying the combinations of bits 1/0 and 0/1, and to recognize the significance of the repeated bits, the absolute value of the voltage difference | H 1 (2) -H 2 (1) | and compare it with a threshold of 0.5H 1 (H 2 ) in the second comparator, which, in case the threshold is not exceeded, turns off the output of the first comparator, simultaneously connecting to the device output a record of the value of the last recognized bit stored in the shift register.
RU2006118194/09A 2006-05-29 2006-05-29 Method for relative amplitude demodulation of digital signals RU2313902C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006118194/09A RU2313902C1 (en) 2006-05-29 2006-05-29 Method for relative amplitude demodulation of digital signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006118194/09A RU2313902C1 (en) 2006-05-29 2006-05-29 Method for relative amplitude demodulation of digital signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2313902C1 true RU2313902C1 (en) 2007-12-27

Family

ID=39019103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006118194/09A RU2313902C1 (en) 2006-05-29 2006-05-29 Method for relative amplitude demodulation of digital signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2313902C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11275161B2 (en) Ultrasound receiver circuitry and related apparatus and methods
JP4317095B2 (en) Method for transmitting data, communication system, and apparatus configured to receive a signal
JP5611906B2 (en) Semiconductor device, inspection method thereof and transmission circuit
US7940838B1 (en) Distortion characterization system
KR20150132183A (en) System and method for low data-rate communication over a carrier current
JPH06318879A (en) Digital communication equipment
JP4176479B2 (en) Frequency analysis method, frequency analysis apparatus, and spectrum analyzer
RU2313902C1 (en) Method for relative amplitude demodulation of digital signals
JP5032327B2 (en) Method and apparatus for recognizing interference phenomena in information channels
RU2297722C2 (en) Method and device for accelerated search of broadband signal
US6356220B1 (en) A/D converting device, A/D converting method and optical pulse testing apparatus
US20170366221A1 (en) Clear channel assessment
CN104394028B (en) A kind of method and system for measuring communication physical layer channel frequency amplitude response
Daponte et al. PRBS selection for velocity measurements with compressive sampling-based DS-CDMA radio navigation receivers
RU2427075C2 (en) Asynchronous-cepstrum method of extracting encoded information sent to user using ultra-wideband pulses
JP4317094B2 (en) Method for transmitting data, communication system, and apparatus configured to receive a signal
CN113702676A (en) Broadband arbitrary waveform generation device and method based on CML interface
Ibrahim et al. Design and development of bit error measurement using FPGA for visible light communication
Gu et al. Information-theoretic compressive measurement for frequency hopping pattern recognition
Shaban et al. Performance comparison of ED, TR and DTR IR-UWB receivers for combined PAM-PPM modulation in realistic UWB channels
JP2010534967A (en) Synchronization of receiver to signal with known structure
Scherr et al. A polarity correlator in a UWB-PN-Radar for the detection of multiple targets
RU2212111C2 (en) Method and device for analog separation and accumulation of pulse signals
Donato et al. Algorithm for complementary-derived orthogonal sequences applied to measurements in noisy channels
Gremigni et al. UWB ranging performance tests in different radio environments

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080530