RU2333611C2 - Method of processing phase modulated signal in receiving channel and device for processing phase modulated signal - Google Patents
Method of processing phase modulated signal in receiving channel and device for processing phase modulated signal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333611C2 RU2333611C2 RU2005141157/09A RU2005141157A RU2333611C2 RU 2333611 C2 RU2333611 C2 RU 2333611C2 RU 2005141157/09 A RU2005141157/09 A RU 2005141157/09A RU 2005141157 A RU2005141157 A RU 2005141157A RU 2333611 C2 RU2333611 C2 RU 2333611C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- channel
- amplified
- input signal
- processing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к технике радиосвязи, в частности к системам радиосвязи массового использования, где при передаче сигнала используется фазовая модуляция, и предназначено для приема и обработки радиочастотных информационных сигналов с цифровой или аналоговой фазовой модуляцией.The invention relates to radio communication technology, in particular to mass-use radio communication systems, where phase modulation is used for signal transmission, and is intended for receiving and processing radio frequency information signals with digital or analog phase modulation.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
В настоящее время для радиосвязи на длинных, средних и коротких волнах для обработки принятого сигнала используются различные гетеродинные схемы.At present, various heterodyne circuits are used for radio communication at long, medium, and short waves to process the received signal.
Известен способ обработки фазо- или частотно-модулированного сигнала в приемном канале, в соответствии с которым принятый сигнал пропускают через полосовой высокочастотный фильтр, далее усиливают принятый сигнал и подвергают его одинарной или двойной обработке с использованием гетеродинов с последующей демодуляцией сигнала (см. книгу: Дингес С.И. Мобильная связь: технология DECT. - М.: Солон-пресс, 2003. с.115-132). Устройство для обработки фазомодулированного сигнала включает, по крайней мере, последовательно соединенные входной фильтр (преселекторный фильтр), малошумящий входной усилитель, один или два гетеродина, усилитель промежуточной частоты, и демодулятор, на выходе из которого получают полезный сигнал. Известные технические решения с использованием гетеродинов во многих случаях обладают недостаточным динамическим диапазоном и теряют работоспособность, если преселекторный фильтр не ослабляет мощные помехи в достаточной степени, в результате чего они попадают на вход усилителя и переводят его в нелинейный режим работы, что, в свою очередь, приводит к сильным искажениям полезного сигнала, еще большему усилению помех и значительному расширению их спектра. Аналогичная ситуация возникает и в случаях, когда использование преселекторных фильтров нежелательно по каким-либо причинам (большие размеры, высокая стоимость).A known method of processing a phase or frequency-modulated signal in the receiving channel, according to which the received signal is passed through a high-pass filter, then the received signal is amplified and subjected to single or double processing using local oscillators followed by signal demodulation (see book: Dinges S.I. Mobile communication: DECT technology. - M .: Solon-press, 2003. p.115-132). A device for processing a phase-modulated signal includes at least a series-connected input filter (preselective filter), a low-noise input amplifier, one or two local oscillators, an intermediate frequency amplifier, and a demodulator, at the output of which a useful signal is obtained. Known technical solutions using local oscillators in many cases have insufficient dynamic range and lose operability if the preselector filter does not attenuate powerful interference to a sufficient degree, as a result of which they get to the input of the amplifier and put it into non-linear operation, which, in turn, leads to severe distortion of the useful signal, an even greater increase in interference and a significant expansion of their spectrum. A similar situation arises in cases where the use of preselector filters is undesirable for some reason (large size, high cost).
Известен способ обработки фазо- или частотно-модулированного сигнала в приемном канале, в соответствии с которым усиливают принятый сигнал, а далее отдельно обрабатывают синфазную и реактивную (квадратурную) составляющие сигнала с последующей цифровой обработкой указанных сигналов с получением на выходе демодулированного полезного сигнала. Соответственно устройство для обработки фазо- или частотно-модулированного сигнала включает в себя малошумящий входной усилитель, к выходу из которого подключены два канала обработки усиленного входного сигнала. В каждом из каналов установлен свой блок гетеродина, при этом сигнал промежуточной частоты, подаваемый на блок гетеродина первого канала, сдвинут по фазе на 90° относительно сигнала промежуточной частоты, подаваемого на гетеродин второго канала, с использованием соответствующего блока сдвига по фазе (см. например, патент США №5398002, НКИ 329/302, МКИ H03D 3/00, 14.05.1995). Как и в предыдущем решении, при наличии мощных потерь на входе наблюдается сильное искажение полезного сигнала, и подавление помех связано с жесткими требованиями к характеристикам аппаратуры приемного канала.A known method of processing a phase or frequency modulated signal in a receiving channel, in accordance with which the received signal is amplified, is then separately processed in-phase and reactive (quadrature) components of the signal, followed by digital processing of these signals to obtain a demodulated useful signal at the output. Accordingly, a device for processing a phase- or frequency-modulated signal includes a low-noise input amplifier, to the output of which two channels of processing the amplified input signal are connected. Each channel has its own local oscillator unit, and the intermediate frequency signal supplied to the first channel local oscillator block is 90 ° out of phase with respect to the intermediate frequency signal supplied to the second channel local oscillator using the corresponding phase shift block (see, for example , US patent No. 5398002, NKI 329/302, MKI H03D 3/00, 05/14/1995). As in the previous solution, in the presence of powerful input losses, a strong distortion of the useful signal is observed, and noise suppression is associated with stringent requirements for the characteristics of the equipment of the receiving channel.
Известен способ обработки фазо- или частотно-модулированного сигнала с прямым преобразованием сигнала, в соответствии с которым принятый сигнал усиливают, из усиленного сигнала вырезают полосу частот, соответствующую рабочей полосе несущей частоты принятого сигнала, и вычитают полученный вспомогательный сигнал из усиленного сигнала. Полученный таким образом сигнал демодулируют и оцифровывают демодулированный сигнал. Соответственно устройство для обработки фазо- или частотно модулированного сигнала содержит, преселекторный фильтр, малошумящий усилитель, активную линию задержки, активный полосно-заграждающий фильтр, вычитающее устройство, демодулятор, гетеродин, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, схему автоматической регулировки усиления, фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь и блок цифровой обработки (см., например, Ивлев Д.Н. Некоторые особенности приема фазомодулированного сигнала на фоне мощной узкополосной аддитивной помехи, превышающей динамический диапазон приемника. // Вестник Нижегородского университета им.Н.И.Лобачевского. Серия «Радиофизика». Вып.1(2), 2004. C.111-118). Известное техническое решение обеспечивает достаточно успешный прием узкополосных фазомодулированных сигналов в аддитивной смеси с мощными узкополосными помехами, превышающими динамический диапазон устройства. Однако малошумящий усилитель, входящий в данное устройство, должен иметь пренебрежимо малую величину амплитудно-фазовой конверсии в нелинейном режиме работы, что практически трудно достижимо без использования дорогостоящих усилителей и фильтров. Использование же в составе устройства усилителя с существенной величиной амплитудно-фазовой конверсии приведет в условиях действия мощной помехи к сильному случайному искажению фазы информационного сигнала, а это, в свою очередь, приведет к искажению передаваемой информации.A known method of processing a phase or frequency-modulated signal with direct signal conversion, according to which the received signal is amplified, cut out the frequency band corresponding to the working frequency band of the received signal carrier from the amplified signal and subtract the received auxiliary signal from the amplified signal. The signal thus obtained is demodulated and a demodulated signal is digitized. Accordingly, a device for processing a phase or frequency modulated signal comprises a preselector filter, a low-noise amplifier, an active delay line, an active band-stop filter, a subtractor, a demodulator, a local oscillator, an amplifier with adjustable gain, an automatic gain control circuit, a low-pass filter, analog-to-digital converter and digital processing unit (see, for example, Ivlev D.N. Some features of receiving a phase-modulated signal against a powerful narrow-band add-on tive interference exceeding the dynamic range of the receiver. // Bulletin Nizhegorodsky University of Nizhni. "Radio Physics" series. Issue 1 (2), 2004. C.111-118). The known technical solution provides a fairly successful reception of narrow-band phase-modulated signals in an additive mixture with powerful narrow-band noise exceeding the dynamic range of the device. However, the low-noise amplifier included in this device must have a negligible amount of amplitude-phase conversion in a nonlinear mode of operation, which is almost impossible to achieve without the use of expensive amplifiers and filters. The use of an amplifier with a significant amplitude-phase conversion as a part of the device will, under the conditions of powerful interference, lead to a strong random distortion of the phase of the information signal, and this, in turn, will lead to a distortion of the transmitted information.
Таким образом, для систем мобильной связи и радиовещания существует потребность в разработке эффективных средств для обработки фазомодулированного сигнала, способных обеспечить качественный прием входного сигнала и выделение из него полезного сигнала с минимальными искажениями полезного сигнала.Thus, there is a need for mobile communication and broadcasting systems to develop effective means for processing a phase-modulated signal, capable of providing high-quality reception of the input signal and extracting from it a useful signal with minimal distortion of the useful signal.
РАКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является разработка способа обработки фазомодулированного сигнала в приемном канале и соответствующего устройства, обеспечивающих качественный прием узкополосных фазомодулированных сигналов в аддитивной смеси с мощной узкополосной помехой, превышающей динамический диапазон приемника, в том числе при наличии существенной амплитудно-фазовой конверсии при усилении принятого сигнала. Другой задачей настоящего изобретения является разработка способа обработки фазомодулированного сигнала, для реализации которого можно использовать освоенные промышленностью функциональные блоки, и соответствующего устройства для обработки фазомодулированного сигнала, обеспечивающего высокое качество обработки принятого сигнала даже при наличии на входе приемника малошумящего усилителя с большой величиной амплитудно-фазовой конверсии, что позволит уменьшить стоимость устройства обработки и соответственно уменьшить стоимость приемника в целом за счет минимизации или полного исключения из его структуры внешних пассивных фильтров.The objective of the present invention is to develop a method for processing a phase-modulated signal in a receiving channel and a corresponding device that provides high-quality reception of narrow-band phase-modulated signals in an additive mixture with a powerful narrow-band noise that exceeds the dynamic range of the receiver, including in the presence of a significant amplitude-phase conversion when amplifying the received signal. Another objective of the present invention is to develop a method for processing a phase-modulated signal, for the implementation of which it is possible to use functional units mastered by the industry, and a corresponding device for processing a phase-modulated signal, which ensures high quality processing of the received signal even if there is a low-noise amplifier with a large amplitude-phase conversion at the input of the receiver , which will reduce the cost of the processing device and, accordingly, reduce the cost the receiver as a whole by minimizing or completely eliminating external passive filters from its structure.
Для достижения поставленной задачи предлагается способ обработки фазомодулированного сигнала в приемнике, заключающийся в том, что:To achieve this goal, a method for processing a phase-modulated signal in a receiver is proposed, which consists in the following:
- усиливают входной сигнал во входном усилителе с последующей обработкой усиленного входного сигнала в двух различных каналах, при этом в первом канале обрабатывают текущее мгновенное значение усиленного входного сигнала, а во втором канале обрабатывают значение текущей мощности усиленного входного сигнала, усредненное за период окна наблюдения длительностью, не меньше одного периода колебаний усиленного входного сигнала;- amplify the input signal in the input amplifier with subsequent processing of the amplified input signal in two different channels, while the first channel processes the current instantaneous value of the amplified input signal, and the second channel processes the value of the current power of the amplified input signal averaged over the observation window duration, not less than one period of oscillations of the amplified input signal;
- при обработке усиленного входного сигнала в указанном первом канале из усиленного входного сигнала вырезают полосу частот, соответствующую рабочей полосе несущей частоты входного полезного сигнала, и полученный вспомогательный сигнал первого канала вычитают из усиленного входного сигнала, демодулируют полученный таким образом сигнал, и оцифровывают демодулированный сигнал на выходе первого канала, получая выходной сигнал первого канала, включающий в себя полезный сигнал и фазовые помехи;- when processing the amplified input signal in the specified first channel, the frequency band corresponding to the working band of the carrier frequency of the input useful signal is cut out from the amplified input signal, and the received auxiliary signal of the first channel is subtracted from the amplified input signal, the signal thus obtained is demodulated, and the demodulated signal is digitized by the output of the first channel, receiving the output signal of the first channel, including the useful signal and phase noise;
- при обработке усиленного входного сигнала во втором канале из усиленного входного сигнала формируют вспомогательный сигнал второго канала, пропорциональный текущей мощности входного сигнала за период окна наблюдения, оцифровывают указанный вспомогательный сигнал и корректируют указанный оцифрованный вспомогательный сигнал, используя данные об искажениях, вносимых при усилении принятого текущего сигнала и обработке вспомогательного сигнала во втором канале, получая выходной сигнал второго канала, указывающий на мощность входного сигнала на входе во входной усилитель;- when processing the amplified input signal in the second channel, the auxiliary signal of the second channel is formed from the amplified input signal, which is proportional to the current power of the input signal for the period of the observation window, the specified auxiliary signal is digitized and the specified digitized auxiliary signal is corrected using the distortion data introduced during amplification of the received current signal and processing the auxiliary signal in the second channel, receiving the output signal of the second channel, indicating the power of the input signal at the input of the input amplifier;
- далее обрабатывают выходной сигнал первого канала и исключают из него фазовые помехи, используя выходной сигнал второго канала и информацию об амплитудно-фазовой характеристике входного усилителя.- further, the output signal of the first channel is processed and phase noise is eliminated from it, using the output signal of the second channel and information about the amplitude-phase characteristic of the input amplifier.
Предпочтительно, периоды дискретизации при оцифровке сигналов в первом и втором каналах равны.Preferably, the sampling periods when digitizing the signals in the first and second channels are equal.
Кроме того, оцифровку сигналов в первом и втором каналах выполняют одновременно.In addition, the digitization of signals in the first and second channels is performed simultaneously.
Предпочтительно, при обработке усиленного текущего сигнала в первом канале перед выполнением операции вычитания в усиленный текущий сигнал вносят фазовые искажения и/или задержку по времени, присущие операции вырезания из текущего усиленного сигнала полосы частот.Preferably, when processing the amplified current signal in the first channel before performing the subtraction operation, the phase distortion and / or time delay inherent in the operation of cutting out the current amplified signal of the frequency band is introduced into the amplified current signal.
Кроме того, при обработке усиленного текущего сигнала в первом канале после выполнения операции демодулирования из демодулированного сигнала вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот модулирующего сигнала.In addition, when processing the amplified current signal in the first channel after performing the demodulation operation, frequencies outside the working frequency band of the modulating signal are cut out from the demodulated signal.
Кроме того, при обработке усиленного текущего сигнала в первом канале перед оцифровкой демодулированного сигнала его усиливают до нормированного уровня.In addition, when processing the amplified current signal in the first channel, before digitizing the demodulated signal, it is amplified to a normalized level.
Предпочтительно, при обработке сигнала во втором канале усиленный текущий сигнал обрабатывают в окне наблюдения непрерывно и формируют непрерывный вспомогательный сигнал второго канала.Preferably, when processing the signal in the second channel, the amplified current signal is processed in the observation window continuously and a continuous auxiliary signal of the second channel is generated.
Далее из непрерывного вспомогательного сигнала второго канала вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот данного вспомогательного сигнала второго канала.Then, frequencies are cut out from the continuous auxiliary signal of the second channel outside the working frequency band of this auxiliary signal of the second channel.
Кроме того, непрерывный вспомогательный сигнал второго канала преобразуют в расширенный вспомогательный сигнал второго канала, уменьшая влияние нелинейности коэффициента усиления.In addition, the continuous auxiliary signal of the second channel is converted into an extended auxiliary signal of the second channel, reducing the effect of non-linearity of the gain.
Кроме того, далее из расширенного вспомогательного сигнала второго канала вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот данного расширенного вспомогательного сигнала второго канала.In addition, frequencies are then cut out from the extended auxiliary signal of the second channel outside the working frequency band of this extended auxiliary signal of the second channel.
Предпочтительно, при обработке текущего сигнала во втором канале перед оцифровкой вспомогательного сигнала его усиливают до нормированного уровня.Preferably, when processing the current signal in the second channel, before digitizing the auxiliary signal, it is amplified to a normalized level.
Кроме того, в соответствии с одним из осуществлении настоящего изобретения, при обработке сигнала во втором канале усиленный текущий сигнал обрабатывают в окне наблюдения непрерывно и формируют вспомогательный сигнал второго канала, усредненный за период окна наблюдения.In addition, in accordance with one embodiment of the present invention, when processing a signal in a second channel, the amplified current signal is continuously processed in the observation window and an auxiliary signal of the second channel is generated, averaged over the period of the observation window.
Предпочтительно, при этом длительность окна наблюдения равна периоду дискретизации при оцифровке сигналов в первом и втором каналах.Preferably, the duration of the observation window is equal to the sampling period when digitizing the signals in the first and second channels.
Кроме того, в соответствии с одним из осуществлении настоящего изобретения, далее из вспомогательного сигнала второго канала вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот данного вспомогательного сигнала второго канала.In addition, in accordance with one embodiment of the present invention, frequencies are then cut out from the auxiliary signal of the second channel outside the operating frequency band of this auxiliary signal of the second channel.
Кроме того, в соответствии с этим осуществлением настоящего изобретения, далее вспомогательный сигнал второго канала преобразуют в расширенный вспомогательный сигнал второго канала, уменьшая влияние нелинейности коэффициента усиления.In addition, in accordance with this embodiment of the present invention, thereafter, the auxiliary signal of the second channel is converted into an expanded auxiliary signal of the second channel, reducing the effect of non-linearity of the gain.
Далее из расширенного вспомогательного сигнала второго канала вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот данного расширенного вспомогательного сигнала второго канала.Next, frequencies are cut out from the extended auxiliary signal of the second channel outside the working frequency band of this extended auxiliary signal of the second channel.
Предпочтительно, при обработке текущего сигнала во втором канале перед оцифровкой вспомогательного сигнала его усиливают до нормированного уровня.Preferably, when processing the current signal in the second channel, before digitizing the auxiliary signal, it is amplified to a normalized level.
Для достижения поставленной задачи предлагается также устройство для обработки фазомодулированного сигнала в приемном канале, включающее:To achieve this objective, a device for processing a phase-modulated signal in a receiving channel is also proposed, including:
усилитель входного сигнала;input amplifier;
систему обработки усиленного входного сигнала, присоединенную к выходу указанного усилителя и имеющую два канала обработки усиленного входного сигнала: первый канал, в котором обрабатывается текущее мгновенное значение усиленного входного сигнала, и второй канал, в котором обрабатывается значение текущей мощности усиленного входного сигнала, усредненное за период окна наблюдения длительностью не меньше одного периода колебаний усиленного входного сигнала; при этом первый канал системы обработки усиленного входного сигнала включает в себя последовательно установленные полосно-заграждающий фильтр, вырезающий из усиленного входного сигнала полосу частот, соответствующую рабочей полосе несущей частоты входного полезного сигнала, блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом усилителя входного сигнала, демодулятор и аналого-цифровой преобразователь, в котором формируется выходной сигнал первого канала, а второй канал системы обработки усиленного входного сигнала включает в себя последовательно установленные блок формирования вспомогательного сигнала второго канала обработки, пропорционального текущей мощности входного сигнала за период окна наблюдения, аналого-цифровой преобразователь вспомогательного сигнала и блок коррекции оцифрованного вспомогательного сигнала второго канала обработки, в котором из оцифрованного вспомогательного сигнала второго канала формируется выходной сигнал второго канала, равный текущей мощности входного сигнал перед усилителем;a system for processing an amplified input signal connected to the output of the specified amplifier and having two channels for processing the amplified input signal: the first channel in which the current instantaneous value of the amplified input signal is processed, and the second channel in which the value of the current power of the amplified input signal averaged over the period is processed observation windows with a duration of at least one oscillation period of the amplified input signal; the first channel of the amplified input signal processing system includes a sequentially installed band-stop filter that cuts out from the amplified input signal a frequency band corresponding to the working band of the carrier frequency of the input useful signal, a subtraction unit, the second input of which is connected to the output of the input signal amplifier, a demodulator and an analog-to-digital converter in which the output signal of the first channel is generated, and the second channel of the amplified input signal processing system includes I have sequentially installed a block for generating an auxiliary signal of the second processing channel proportional to the current power of the input signal for the period of the observation window, an analog-to-digital converter of the auxiliary signal and a correction block for the digitized auxiliary signal of the second processing channel, in which the output signal of the second channel is formed from the digitized auxiliary signal of the second channel equal to the current input power in front of the amplifier;
блок обработки выходных сигналов первого и второго каналов системы обработки усиленного входного сигнала, к которому присоединены выходы первого и второго каналов обработки усиленного входного сигнала и в котором из выходного сигнала первого канала исключаются фазовые помехи, используя выходной сигнал второго канала и информацию об амплитудно-фазовой характеристике входного усилителя.an output signal processing unit of the first and second channels of the amplified input signal processing system to which outputs of the first and second channels of the amplified input signal processing are connected and in which phase noise is excluded from the output signal of the first channel using the output signal of the second channel and information on the amplitude-phase characteristic input amplifier.
При этом в первом канале системы обработки усиленного входного сигнала между вторым входом блока вычитания и усилителем входного сигнала установлен блок коррекции сдвига по времени и/или фазе в полосно-заграждающем фильтре.Moreover, in the first channel of the processing system of the amplified input signal between the second input of the subtraction unit and the amplifier of the input signal, a correction unit for the shift in time and / or phase in the band-block filter is installed.
Кроме того, в первом канале системы обработки усиленного входного сигнала на выходе из блока демодулирования дополнительно установлен фильтр, вырезающий частоты за пределами рабочей полосы частот модулирующего сигнала.In addition, in the first channel of the processing system of the amplified input signal at the output of the demodulation unit, an additional filter is installed that cuts frequencies outside the working frequency band of the modulating signal.
Кроме того, в первом канале системы обработки усиленного входного сигнала на входе в аналого-цифровой преобразователь дополнительно установлен усилитель.In addition, an amplifier is additionally installed in the first channel of the amplified input signal processing system at the input to the analog-to-digital converter.
Кроме того, во втором канале системы обработки усиленного входного сигнала на выходе из блока формирования вспомогательного сигнала второго канала системы обработки, пропорционального текущей мощности входного сигнала за период окна наблюдения, установлен экспандер.In addition, in the second channel of the processing system of the amplified input signal at the output of the auxiliary signal generating unit of the second channel of the processing system, which is proportional to the current input signal power for the observation window period, an expander is installed.
Кроме того, во втором канале системы обработки усиленного входного сигнала на входе в аналого-цифровой преобразователь дополнительно установлен усилитель.In addition, an amplifier is additionally installed in the second channel of the amplified input signal processing system at the input to the analog-to-digital converter.
В основу изобретения положена обработка усиленного входного сигнала в двух различных каналах, при этом в первом канале обрабатывают текущее мгновенное значение усиленного входного сигнала и получают на выходе сигнал с небольшой долей помех, обусловленных неидеальностью фильтрации в первом канале обработки, но со всеми искажениями, обусловленными амплитудно-фазовой конверсией во входном усилителе в данном сигнале, и для их устранения обрабатывают усиленный входной сигнал во втором канале и получают на выходе из второго канала сигнал, содержащий информацию о фазовых искажениях, вносимых входным усилителем, используя которую можно исключить фазовые помехи из выходного сигнала первого канала обработки и получить на выходе полезный сигнал с минимальными искажениями, обусловленными в основном только неидеальностью фильтрации в первом и втором каналах, что приведет к улучшению качества приема сигнала. Фактически во втором канале получают сигнал, пропорциональный текущей мощности принятого сигнала, что дает возможность, зная амплитудно-фазовую характеристику входного усилителя (паспортные данные или результаты прямого измерения характеристики конкретного усилителя), обработать выходной сигнал первого канала и исключить из него фазовые помехи.The invention is based on processing the amplified input signal in two different channels, while the current instantaneous value of the amplified input signal is processed in the first channel and the signal is received at the output with a small amount of interference due to imperfect filtering in the first processing channel, but with all distortions caused by the amplitude -phase conversion in the input amplifier in this signal, and to eliminate them, process the amplified input signal in the second channel and receive a signal at the output of the second channel, containing information on phase distortion introduced by the input amplifier, using which it is possible to exclude phase noise from the output signal of the first processing channel and to obtain a useful signal with minimal distortion, caused mainly by imperfect filtering in the first and second channels, which will lead to improved reception quality signal. In fact, in the second channel, a signal is obtained proportional to the current power of the received signal, which makes it possible, knowing the amplitude-phase characteristic of the input amplifier (passport data or the results of direct measurement of the characteristics of a specific amplifier), to process the output signal of the first channel and eliminate phase noise from it.
Равенство периодов дискретизации при оцифровке сигналов в первом и втором каналах и одновременность выполнения оцифровки сигналов упрощает согласование работы двух каналов.The equality of the sampling periods when digitizing the signals in the first and second channels and the simultaneous execution of the digitization of the signals simplifies the coordination of the two channels.
При обработке усиленного текущего сигнала в первом канале перед выполнением операции вычитания в усиленный текущий сигнал вносят фазовые искажения и/или задержку по времени, присущие операции вырезания из текущего усиленного сигнала полосы частот, что повышает качество обработки сигнала в первом канале.When processing the amplified current signal in the first channel before performing the subtraction operation, the phase distortion and / or time delay inherent in the operation of cutting out the frequency band from the current amplified signal is added to the amplified current signal, which improves the quality of signal processing in the first channel.
При обработке усиленного текущего сигнала в первом канале после выполнения операции демодулирования из демодулированного сигнала вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот модулирующего сигнала, что повышает качество обработки сигнала в первом канале, исключая все случайные помехи за пределами рабочей полосы частот.When processing the amplified current signal in the first channel after performing the demodulation operation, the frequencies outside the working frequency band of the modulating signal are cut out from the demodulated signal, which improves the quality of signal processing in the first channel, eliminating all random interference outside the working frequency band.
При обработке усиленного текущего сигнала в первом канале перед оцифровкой демодулированного сигнала его дополнительно усиливают до нормированного уровня, что обеспечивает более качественное выполнение оцифровки сигнала в первом канале.When processing the amplified current signal in the first channel, before digitizing the demodulated signal, it is additionally amplified to a normalized level, which ensures better quality of the digitization of the signal in the first channel.
При обработке сигнала во втором канале усиленный текущий сигнал обрабатывают в окне наблюдения непрерывно и формируют непрерывный вспомогательный сигнал второго канала, что упрощает согласование обработки усиленного входного сигнала в первом и втором каналах.When processing the signal in the second channel, the amplified current signal is processed in the observation window continuously and a continuous auxiliary signal of the second channel is generated, which simplifies the matching of the processing of the amplified input signal in the first and second channels.
Из непрерывного вспомогательного сигнала второго канала вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот данного вспомогательного сигнала второго канала упрощает дальнейшую обработку сигнала и исключает влияние помех за пределами рабочей полосы частот.From a continuous auxiliary signal of the second channel, frequencies outside the working frequency band of this auxiliary signal of the second channel are cut out, simplifies further signal processing and eliminates the influence of interference outside the working frequency band.
Непрерывный вспомогательный сигнал второго канала расширяют, уменьшая влияние нелинейности коэффициента усиления, и далее из расширенного вспомогательного сигнала второго канала вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот данного расширенного вспомогательного сигнала второго канала, что упрощает дальнейшую обработку сигнала и исключает влияние помех за пределами рабочей полосы частот.The continuous auxiliary signal of the second channel is expanded, reducing the influence of non-linearity of the gain, and then the frequencies outside the working frequency band of this extended auxiliary signal of the second channel are cut out from the extended auxiliary signal of the second channel, which simplifies further signal processing and eliminates the effect of interference outside the working frequency band.
При обработке текущего сигнала во втором канале перед оцифровкой вспомогательного сигнала его усиливают до нормированного уровня, что обеспечивает более качественное выполнение оцифровки сигнала во втором канале.When processing the current signal in the second channel before digitizing the auxiliary signal, it is amplified to a normalized level, which ensures better quality of the digitization of the signal in the second channel.
При другом осуществлении настоящего изобретения, при обработке сигнала во втором канале усиленный текущий сигнал обрабатывают в окне наблюдения непрерывно и формируют вспомогательный сигнал второго канала, усредненный за период окна наблюдения, причем длительность окна наблюдения равна периоду дискретизации при оцифровке сигналов в первом и втором каналах, что упрощает согласование обработки усиленного входного сигнала в первом и втором каналах.In another embodiment of the present invention, when processing a signal in the second channel, the amplified current signal is continuously processed in the observation window and an auxiliary signal of the second channel is generated, averaged over the period of the observation window, the duration of the observation window being equal to the sampling period when the signals are digitized in the first and second channels, which simplifies matching processing amplified input signal in the first and second channels.
В данном примере осуществления изобретения, из вспомогательного сигнала второго канала также вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот данного вспомогательного сигнала второго канала, что упрощает дальнейшую обработку сигнала и исключает влияние помех за пределами рабочей полосы частот.In this embodiment, frequencies outside the operating frequency band of this auxiliary signal of the second channel are also cut out from the auxiliary signal of the second channel, which simplifies further signal processing and eliminates the influence of interference outside the working frequency band.
В данном примере осуществления изобретения, вспомогательный сигнал второго канала расширяют, уменьшая влияние нелинейности коэффициента усиления, и далее из расширенного вспомогательного сигнала второго канала вырезают частоты за пределами рабочей полосы частот данного расширенного вспомогательного сигнала второго канала, что упрощает дальнейшую обработку сигнала и исключает влияние помех за пределами рабочей полосы частот.In this embodiment, the auxiliary signal of the second channel is expanded, reducing the influence of non-linearity of the gain, and then the frequencies outside the working frequency band of this extended auxiliary signal of the second channel are cut out from the expanded auxiliary signal of the second channel, which simplifies further signal processing and eliminates the influence of interference beyond outside the operating frequency band.
При обработке текущего сигнала во втором канале перед оцифровкой вспомогательного сигнала его усиливают до нормированного уровня что обеспечивает более качественное выполнение оцифровки сигнала во втором канале.When processing the current signal in the second channel, before digitizing the auxiliary signal, it is amplified to a normalized level, which ensures better quality of the digitization of the signal in the second channel.
Предложенное устройство для обработки фазомодулированного сигнала в приемном канале содержит совокупность функциональных блоков, выполняющих отдельные операции способа обработки фазомодулированного сигнала в приемном канал, с достижением тех же технических результатов.The proposed device for processing a phase-modulated signal in a receiving channel contains a set of functional blocks that perform separate operations of a method for processing a phase-modulated signal in a receiving channel, with the achievement of the same technical results.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении качества приема сигнала на фоне мощной помехи в системах радиосвязи массового использования, например, приемным устройством мобильной связи или широковещательным радиоприемником, в том числе, за счет уменьшения влияния на качество полезного сигнала амплитудно-фазовой конверсии во входном усилителе, а также в возможности исключения из схем систем радиосвязи дорогостоящих пассивных фильтров, что к тому же способствует минимизации размеров приемного модуля.The technical result from the use of the invention is to improve the quality of signal reception against the background of powerful interference in mass-use radio communication systems, for example, by a mobile receiving device or a broadcast radio receiver, including by reducing the influence of the amplitude-phase conversion in the input amplifier on the quality of the useful signal , as well as the possibility of excluding expensive passive filters from the circuits of radio communication systems, which also helps to minimize the size of the receiving module.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На чертеже приведена структурная схема устройства для обработки фазомодулированного сигнала в приемном канале, например цифрового помехоустойчивого приемника фазомодулированных сигналов.The drawing shows a structural diagram of a device for processing a phase-modulated signal in a receiving channel, for example, a digital noise-resistant receiver of phase-modulated signals.
ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Приемный канал цифрового приемника содержит антенну 1, преселекторный фильтр 2 (ППФ) (может отсутствовать), малошумящий усилитель 3 входного сигнала, и систему обработки усиленного входного сигнала, присоединенную к выходу усилителя 3 и имеющую два канала 4 и 5 обработки усиленного входного сигнала.The receiving channel of the digital receiver includes an antenna 1, a preselective filter 2 (PPF) (may be absent), a low-noise input signal amplifier 3, and an amplified input signal processing system connected to the output of amplifier 3 and having two channels 4 and 5 of the amplified input signal processing.
Первый канал 4 системы обработки усиленного входного сигнала, в котором обрабатывается текущее мгновенное значение усиленного входного сигнала, включает в себя активный полосно-заграждающий фильтр 6 (ПЗФ), вырезающий из усиленного входного сигнала полосу частот, соответствующую рабочей полосе несущей частоты принятого входного сигнала, блок 7 вычитания, первый вход которого соединен с полосно-заграждающим фильтром 6 (ПЗФ), а второй вход соединен с выходом усилителя 3 через активную линию 8 задержки, являющуюся блоком коррекции сдвига усиленного входного сигнала по времени (или по фазе) в полосно-заграждающем фильтре 6. К блоку 7 вычитания последовательно подсоединены демодулятор 9, фильтр 10 нижней частоты (ФНЧ), вырезающий частоты за пределами рабочей частот модулирующего сигнала, согласующий усилитель 11 с автоматической регулировкой усиления, например, с использованием блока 12 автоматического регулирования усиления (АРУ) в линии обратной связи, и аналого-цифровой преобразователь 13 (АЦП), в котором в цифровой форме формируется выходной сигнал первого канала 4. Для управления демодулятором 9 используется регулируемый (перенастраиваемый) гетеродин 14.The first channel 4 of the amplified input signal processing system, in which the current instantaneous value of the amplified input signal is processed, includes an active band-stop filter 6 (PZF) that cuts out from the amplified input signal a frequency band corresponding to the working frequency band of the received input signal, block 7 subtraction, the first input of which is connected to the band-stop filter 6 (PZF), and the second input is connected to the output of the amplifier 3 through the active delay line 8, which is the block shift correction amplification of the input signal in time (or phase) in the band-block filter 6. A demodulator 9, a low-pass filter (low-pass filter) 10 that cuts frequencies outside the operating frequency of the modulating signal, matching amplifier 11 with automatic gain control, are connected in series to the subtraction unit 7 , for example, using the automatic gain control (AGC) unit 12 in the feedback line, and an analog-to-digital converter 13 (ADC), in which the output signal of the first channel 4 is generated in digital form. demodulator 9 uses an adjustable (reconfigurable) local oscillator 14.
Второй канал 5 системы обработки усиленного входного сигнала, в котором обрабатывается текущее значение усиленного входного сигнала, усредненное за период окна наблюдения длительностью не меньше одного периода колебаний, включает в себя последовательно установленные блок 15 формирования вспомогательного сигнала второго канала обработки, пропорционального текущей мощности входного сигнала за период окна наблюдения, экспандер 16, фильтр нижних частот 17 (ФНЧ), согласующий усилитель 18 с автоматической регулировкой усиления, например с использованием блока 19 автоматического регулирования усиления (АРУ) в линии обратной связи, аналого-цифровой преобразователь 20 (АЦП) вспомогательного сигнала второго канала и блок 21 коррекции оцифрованного вспомогательного сигнала второго канала обработки с подключенным к нему, или встроенным в него, блоком памяти 22. В блоке 21 коррекции в цифровой форме формируется выходной сигнал второго канала 4, равный текущей мощности входного сигнала перед усилителем.The second channel 5 of the amplified input signal processing system, in which the current value of the amplified input signal, averaged over the observation window period of at least one oscillation period, is processed, includes a block 15 for generating an auxiliary signal of the second processing channel proportional to the current input signal power for observation window period, expander 16, low-pass filter 17 (low-pass filter), matching amplifier 18 with automatic gain control, for example with using the automatic gain control (AGC) block 19 in the feedback line, the analog-to-digital converter 20 (ADC) of the auxiliary signal of the second channel and the block 21 of the correction of the digitized auxiliary signal of the second processing channel with the memory unit 22 connected to it or built into it. In block 21 correction in digital form, the output signal of the second channel 4, equal to the current power of the input signal in front of the amplifier.
На выходе устройства для обработки фазомодулированного сигнала установлен блок 23 обработки выходных сигналов первого 4 и второго 5 каналов системы обработки усиленного входного сигнала с подключенным к нему, или встроенным в него блоком памяти 24. К блоку 23 выходы аналого-цифрового преобразователя 13 первого канала 4 и блока 21 коррекции оцифрованного вспомогательного сигнала второго канала 5.At the output of the device for processing the phase-modulated signal, a block 23 for processing the output signals of the first 4 and second 5 channels of the amplified input signal processing system with a memory unit 24 connected to it or a built-in memory unit 24 is installed. The outputs of the analog-to-digital converter 13 of the first channel 4 and block 21 correction of the digitized auxiliary signal of the second channel 5.
В разработанном цифровом помехоустойчивом приемном канале обработки фазомодулированных сигналов принятый антенной 1 входной сигнал усиливается малошумящим входным усилителем 3, а затем обрабатывается в двух каналах.In the developed digital noise-resistant receiving channel for processing phase-modulated signals, the input signal received by antenna 1 is amplified by a low-noise input amplifier 3, and then it is processed in two channels.
В первом канале 4 усиленный входной сигнал поступает на полосно-задерживающий фильтр 6 и линию 8 задержки, а затем поступает на блок 7 вычитания, где из сигнала, прошедшего линию задержки, вырезается сигнал, прошедший через полосно-задерживающий фильтр 6. Далее сигнал поступает на демодулятор 9. В изобретении можно использовать одноканальный демодулятор, но предпочтительнее использовать квадратурный демодулятор с разделением сигнала на синфазную и реактивную (квадратурную) составляющие. Демодулированный сигнал проходит через фильтр 10 нижних частот, согласующий усилитель 11 с автоматической регулировкой усиления и аналого-цифровой преобразователь 13.In the first channel 4, the amplified input signal is fed to the band-stop filter 6 and the delay line 8, and then fed to the subtraction unit 7, where from the signal that passed the delay line, the signal passed through the band-delay filter 6. Then the signal goes to demodulator 9. In the invention, a single-channel demodulator can be used, but it is preferable to use a quadrature demodulator with separation of the signal into in-phase and reactive (quadrature) components. The demodulated signal passes through a low-pass filter 10, a matching amplifier 11 with automatic gain control and an analog-to-digital converter 13.
Во втором канале 5 усиленный входной сигнал подается в блок 15 формирования вспомогательного сигнала второго канала обработки, пропорционального текущей мощности входного сигнала за период окна наблюдения, а далее в экспандер 16, фильтр нижних частот 17, согласующий усилитель 18 с автоматической регулировкой усиления, аналого-цифровой преобразователь 20 и блок 21 коррекции оцифрованного вспомогательного сигнала второго канала обработки, в который из блока памяти 22 поступает информация о динамической характеристике по мощности усилителя 3. В блоке 21 коррекции в цифровой форме формируется выходной сигнал второго канала 4, равный текущей мощности входного сигнала перед усилителем.In the second channel 5, the amplified input signal is supplied to the auxiliary signal generating unit 15 of the second processing channel, which is proportional to the current input signal power for the observation window period, and then to the expander 16, a low-pass filter 17, matching amplifier 18 with automatic gain control, analog-to-digital a converter 20 and a block 21 for correcting the digitized auxiliary signal of the second processing channel, into which information about the dynamic response of the power of amplifier 3 is received from the memory unit 22 block 21 correction in digital form the output signal of the second channel 4, equal to the current power of the input signal in front of the amplifier.
Выходные сигналы первого и второго каналов системы обработки усиленного входного сигнала поступают в блок 23 цифровой обработки, в который из блока памяти 24 поступает информация об амплитудно-фазовой характеристике малошумящего входного усилителя. Зная текущую мощность входного сигнала перед усилителем 3 и амплитудно-фазовую характеристику усилителя 3, можно определить фазовые искажения выходного сигнала первого канала 4 системы обработки усиленного входного сигнала и исключить их из выходного сигнала первого канала 4, получив на выходе устройства полезный сигнал с минимальными искажениями.The output signals of the first and second channels of the amplified input signal processing system are sent to a digital processing unit 23, into which information about the amplitude-phase characteristic of a low-noise input amplifier is received from the memory unit 24. Knowing the current input signal power in front of amplifier 3 and the amplitude-phase characteristic of amplifier 3, one can determine the phase distortions of the output signal of the first channel 4 of the amplified input signal processing system and exclude them from the output signal of the first channel 4, having received a useful signal with minimal distortion at the output of the device.
Обработка принятого входного сигнала в приемном канале в соответствии с настоящим изобретением происходит следующим образом.The processing of the received input signal in the receiving channel in accordance with the present invention is as follows.
Антенна 1 обеспечивает прием входного сигнала, представляющего собой аддитивную смесь полезного информационного узкополосного фазомодулированного сигнала u1(t), мощной узкополосной помехи и произвольных относительно слабых помех. Преселекторный фильтр 2, который может отсутствовать, в определенной степени, недостаточной для подавления мощной помехи, осуществляет фильтрацию входного сигнала. Малошумящий усилитель 3 усиливает входной сигнал u2(t) (смесь слабого полезного сигнала u1(t) с мощной помехой) и одновременно ограничивает уровень мощной помехи. Усиленный входной сигнал u3(t) с выхода малошумящего усилителя 3, содержащий полезный сигнал u1(t) с искаженной амплитудой и расширенные в спектральной области помехи, подается в систему обработки усиленного входного сигнала.Antenna 1 provides the reception of an input signal, which is an additive mixture of useful information narrowband phase-modulated signal u 1 (t), powerful narrowband interference and arbitrary relatively weak interference. A preselector filter 2, which may be absent, to a certain extent, insufficient to suppress powerful interference, filters the input signal. A low-noise amplifier 3 amplifies the input signal u 2 (t) (a mixture of a weak useful signal u 1 (t) with powerful interference) and at the same time limits the level of powerful interference. The amplified input signal u 3 (t) from the output of the low-noise amplifier 3, containing the useful signal u 1 (t) with distorted amplitude and extended in the spectral region of the noise, is fed to the amplified input signal processing system.
В первом канале 4 усиленный входной сигнал u3(t) поступает на вход активной линии задержки 8 и активного полосно-заграждающего фильтра 6. Активный полосно-заграждающий фильтр 6 подавляет в усиленном входном сигнале u3(t) полезный входной сигнал u1(t) на его частоте - в полосе частот, соответствующей рабочей полосе несущей частоты входного полезного сигнала сигнала, пропуская на выход помехи. Активная линия задержки 8 преобразует фазовый спектр сигнала u3(t), состоящего из полезного сигнала u1(t) с искаженной амплитудой и помех, по тому же закону, что и активный полосно-заграждающий фильтр 6, не меняя при этом амплитудного спектра. В блоке вычитания 7 производится вычитание из сигнала, поступающего с выхода активной линии задержки 8, сигнала помех с выхода активного полосно-заграждающего фильтра 5. Таким образом, на выходе вычитающего устройства 7 будет присутствовать сигнал u7(t), включающий в себя усиленный полезный сигнал u1(t) с искажениями, обусловленными эффектом амплитудно-фазовой конверсии в малошумящем входном усилителе 3, небольшой остаточной долей помех, обусловленной неидеальностью фильтрации и помехами в полосе полезного сигнала. При этом степень ослабления полезного сигнала на выходе вычитающего устройства 7 по сравнению с входами активной линии задержки 8 и активного полосно-заграждающего фильтра 6, обусловленного конечной величиной коэффициента ослабления активного полосно-заграждающего фильтра 6 в полосе заграждения, будет равна в децибелахIn the first channel 4, the amplified input signal u 3 (t) is fed to the input of the active delay line 8 and the active bandpass filter 6. The active bandpass filter 6 suppresses the useful input signal u 1 (t in the amplified input signal u 3 (t) ) at its frequency - in the frequency band corresponding to the working band of the carrier frequency of the input signal useful signal, passing interference output. The active delay line 8 converts the phase spectrum of the signal u 3 (t), consisting of a useful signal u 1 (t) with distorted amplitude and interference, according to the same law as the active bandpass filter 6, without changing the amplitude spectrum. In the subtraction unit 7, the interference signal from the output of the active band-stop filter 5 is subtracted from the signal from the output of the active delay line 8. Thus, at the output of the subtractor 7 there will be a signal u 7 (t), which includes the amplified useful signal u 1 (t) with distortions due to the effect of amplitude-phase conversion in the low-noise input amplifier 3, a small residual interference fraction due to non-ideal filtering and interference in the useful signal band. In this case, the degree of attenuation of the useful signal at the output of the subtractor 7 in comparison with the inputs of the active delay line 8 and the active band-stop filter 6, due to the final attenuation coefficient of the active band-stop filter 6 in the bandwidth, will be equal to decibels
где αдБ - коэффициент ослабления в децибелах активного полосно-заграждающего фильтра 6 в полосе заграждения.where α dB is the attenuation coefficient in decibels of the active band-stop filter 6 in the fence band.
При коэффициенте ослабления полосно-заграждающего фильтра 6 в полосе непропускания, равном 30 дБ (что вполне достижимо), полезная составляющая сигнала u7(t) ослабится всего на 0,3 дБ.When the attenuation coefficient of the band-stop filter 6 in the bandwidth equal to 30 dB (which is quite achievable), the useful component of the signal u 7 (t) will weaken by only 0.3 dB.
С помощью демодулятора 9, на который подается сигнал с гетеродина 14, производится демодуляция выделенного сигнала u7(t). Демодулированный сигнал u9(t) может подаваться на обработку в аналого-цифровой преобразователь 13 сразу после демодулятора, но предпочтительно выполнить дополнительную обработку демодулированного сигнала в фильтре нижних частот и усилителе. Фильтр 10 нижних частот осуществляет защиту от наложения спектров при оцифровке сигнала u9(t) с помощью аналого-цифрового преобразователя 13. Согласующий усилитель 11 с автоматической регулировкой усиления выполняет усиление сигнала до необходимого аналого-цифровому преобразователю 13 уровня. Аналого-цифровой преобразователь 13 осуществляет преобразование демодулированного сигнала u9(t) в цифровой выходной сигнал первого канала 4, а далее цифровой выходной сигнал u13(t) первого канала поступает в блок цифровой обработки 23.Using a demodulator 9, to which the signal from the local oscillator 14 is supplied, the selected signal u 7 (t) is demodulated. The demodulated signal u 9 (t) can be fed for processing to the analog-to-digital converter 13 immediately after the demodulator, but it is preferable to perform additional processing of the demodulated signal in the low-pass filter and amplifier. The low-pass filter 10 protects against overlapping spectra when the signal u 9 (t) is digitized using an analog-to-digital converter 13. A matching amplifier 11 with automatic gain control performs signal amplification to the required analog-to-digital level 13 converter. An analog-to-digital converter 13 converts the demodulated signal u 9 (t) into the digital output signal of the first channel 4, and then the digital output signal u 13 (t) of the first channel is supplied to the digital processing unit 23.
Параллельно во втором канале 5 в блоке 15 из усиленного входного сигнала u3(t) формируют вспомогательный сигнал u15(t), пропорциональный текущей мощности входного сигнала. При формировании вспомогательного сигнала u15(t) выделяют окно наблюдения длительностью τ не меньше одного периода колебаний усиленного входного сигнала. Для формирования вспомогательного сигнала u15(t) в настоящем изобретении используют два способа.In parallel, in the second channel 5 in block 15, an auxiliary signal u 15 (t) is formed from the amplified input signal u 3 (t), which is proportional to the current input signal power. When forming the auxiliary signal u 15 (t), an observation window with a duration τ of at least one oscillation period of the amplified input signal is allocated. Two methods are used in the present invention to generate the auxiliary signal u 15 (t).
В соответствии с первым способом усиленный входной сигнал обрабатывают непрерывно, например, используя последовательно соединенные диод и RC-фильтр, и получают на выходе из блока 15 сигнал, пропорциональный мощности высокочастотного усиленного входного сигнала u3(t). Длительность окна наблюдения в первом способе много больше одного периода колебаний усиленного входного сигнала. Указанный вспомогательный сигнал u15(t) фактически отражает изменение текущей мощности усиленного выходного сигнала u3(t) на выходе малошумящего усилителя 3. Вспомогательный сигнал u15(t) может подаваться на обработку в аналого-цифровой преобразователь 20 сразу после блока 15, но предпочтительно выполнить дополнительную обработку вспомогательного сигнала u15(t) в экспандере 16, фильтре нижних частот 17 и усилителе 18. Экспандер 16 осуществляет расширение (нелинейное преобразование) вспомогательного сигнала u15(t) с выхода блока 15 с целью выравнивания отношения мощности квантованного с помощью аналого-цифрового преобразователя 20 сигнала к мощности шума квантования для различных интервалов изменения значений квантуемого сигнала. В качестве экспандера может быть использован, например, антилогарифмирующий усилитель. Фильтр 17 нижних частот осуществляет защиту от наложения спектров при оцифровке сигнала u15(t) в аналого-цифровом преобразователе 20. Согласующий усилитель 18 с автоматической регулировкой усиления выполняет усиление сигнала до необходимого аналого-цифровому преобразователю 20 уровня. Аналого-цифровой преобразователь 20 преобразует вспомогательный сигнал u15(t) в цифровой сигнал u20(t), а далее указанный цифровой сигнал поступает в блок коррекции 21. В блоке 21 коррекции, используя информацию о динамической характеристике по мощности усилителя 3, хранящуюся в блоке памяти 22, по известной зависимости уровня выходной мощности малошумящего усилителя 3 от уровня его входной мощности с учетом расширения сигнала экспандером 16, цифровой сигнал u20(t) преобразуют в выходной цифровой сигнал u21(t), пропорциональный мощности входного сигнала u2(t) на входе в усилитель 3 в полосе несущей частоты входного сигнала помехи.In accordance with the first method, the amplified input signal is processed continuously, for example, using a diode and an RC filter connected in series, and, at the output of block 15, a signal proportional to the power of the high-frequency amplified input signal u 3 (t) is obtained. The duration of the observation window in the first method is much longer than one oscillation period of the amplified input signal. The specified auxiliary signal u 15 (t) actually reflects a change in the current power of the amplified output signal u 3 (t) at the output of the low-noise amplifier 3. The auxiliary signal u 15 (t) can be fed to the analog-to-digital converter 20 for processing immediately after block 15, but preferably perform additional processing of the auxiliary signal 15 u (t) in the expander 16, the low pass filter 17 and an amplifier 18. The expander 16 performs the expansion (nonlinear transformation) of the auxiliary signal 15 u (t) output from block 15 for the purpose Compensating Nia power ratio quantized using analog-to-digital converter 20 the signal to quantization noise power for different intervals of quantized values of the signal changes. As an expander, for example, an anti-logarithmic amplifier can be used. The low-pass filter 17 provides protection against overlapping when digitizing the signal u 15 (t) in the analog-to-digital converter 20. A matching amplifier 18 with automatic gain control performs signal amplification to the required analog-to-digital level converter 20. An analog-to-digital converter 20 converts the auxiliary signal u 15 (t) into a digital signal u 20 (t), and then the indicated digital signal is supplied to the correction unit 21. In the correction unit 21, using the information about the dynamic power characteristic of the amplifier 3 stored in a memory unit 22, a known dependence of the output power level of the low noise amplifier 3 from the level of its input power with the signal expansion expander 16, a digital signal 20 u (t) is converted into a digital output signal 21 u (t), proportional to the input power I drove u 2 (t) at the input of the amplifier 3 in the band of the carrier frequency of the input signal interference.
В соответствии со вторым способом назначают длительность τ окна наблюдения, например, один или несколько периодов колебаний усиленного входного сигнала. Предпочтительно назначать длительность τ окна наблюдения равной периоду дискретизации при оцифровке сигналов в первом и втором каналах системы обработки. Усиленный входной сигнал u3(t) обрабатывают в блоке 15 формирования вспомогательного сигнала, в качестве которого используют интегрирующее устройство. Усиленный входной сигнал u3(t) интегрируют за период окна наблюдения в соответствии с формулойIn accordance with the second method, the duration τ of the observation window is assigned, for example, one or more oscillation periods of the amplified input signal. It is preferable to set the duration τ of the observation window to be equal to the sampling period when digitizing the signals in the first and second channels of the processing system. The amplified input signal u 3 (t) is processed in the auxiliary signal generating unit 15, which uses an integrating device. The amplified input signal u 3 (t) is integrated over the period of the observation window in accordance with the formula
На выходе из блока 15 получают сигнал u15(t), отслеживающий текущую мощность высокочастотного усиленного входного сигнала u3(t). Указанный вспомогательный сигнал u15(t) фактически отражает характер изменения текущей мощности усиленного выходного сигнала u3(t) на выходе малошумящего усилителя 3. Вспомогательный сигнал u15(t) может подаваться на обработку в аналого-цифровой преобразователь 20 сразу после блока 15, но предпочтительно выполнить дополнительную обработку вспомогательного сигнала u15(t) в экспандере 16, фильтре нижних частот 17 и усилителе 18. Экспандер 16 осуществляет нелинейное преобразование вспомогательного сигнала u15(t) с выхода блока 15 с целью выравнивания отношения мощности квантованного с помощью аналого-цифрового преобразователя 20 сигнала к мощности шума квантования для различных интервалов изменения значений квантуемого сигнала. В качестве экспандера может быть использован, например, антилогарифмирующий усилитель. Фильтр 17 нижних частот осуществляет защиту от наложения спектров при оцифровке сигнала u15(t) в аналого-цифровом преобразователе 20. Согласующий усилитель 18 с автоматической регулировкой усиления выполняет усиление сигнала до необходимого аналого-цифровому преобразователю 20 уровня. Аналого-цифровой преобразователь 20 преобразует вспомогательный сигнал u15(t) в цифровой сигнал, а далее указанный цифровой сигнал поступает в блок коррекции 21. В блоке 21 коррекции, используя информацию о динамической характеристике усилителя 3, хранящуюся в блоке памяти 22, по известной зависимости уровня выходной мощности малошумящего усилителя 3 от уровня его входной мощности с учетом расширения сигнала экспандером 16, цифровой сигнал u20(t) преобразуют в выходной цифровой сигнал u21(t), пропорциональный мощности входного сигнала u2(t) на входе в усилитель 3 в полосе несущей частоты входного сигнала помехи.At the output of block 15, a signal u 15 (t) is obtained that tracks the current power of the high-frequency amplified input signal u 3 (t). The specified auxiliary signal u 15 (t) actually reflects the nature of the change in the current power of the amplified output signal u 3 (t) at the output of the low-noise amplifier 3. The auxiliary signal u 15 (t) can be fed to the processing of the analog-to-digital converter 20 immediately after block 15, but preferably perform additional processing of the auxiliary signal 15 u (t) in the expander 16, the low pass filter 18. The amplifier 17 and the expander 16 performs a nonlinear transformation of the auxiliary signal 15 u (t) output from block 15 for the purpose leveling power ratio quantized using analog-to-digital converter 20 the signal to quantization noise power for different intervals of quantized values of the signal changes. As an expander, for example, an anti-logarithmic amplifier can be used. The low-pass filter 17 provides protection against overlapping when digitizing the signal u 15 (t) in the analog-to-digital converter 20. A matching amplifier 18 with automatic gain control performs signal amplification to the required analog-to-digital level converter 20. The analog-to-digital Converter 20 converts the auxiliary signal u 15 (t) into a digital signal, and then the specified digital signal is supplied to the correction unit 21. In the correction unit 21, using the information about the dynamic characteristic of the amplifier 3 stored in the memory unit 22, according to the known dependence the output power level of the low-noise amplifier 3 from the level of its input power, taking into account the expansion of the signal by expander 16, the digital signal u 20 (t) is converted into an output digital signal u 21 (t) proportional to the input signal power u 2 (t) per input de in amplifier 3 in the carrier frequency band of the input interference signal.
Цифровой выходной сигнал u13(t) первого канала 4 обработки и цифровой выходной сигнал u21(t) второго канала 5 обработки поступают в блок 23 цифровой обработки. В блоке 23 цифровой обработки, используя и цифровой выходной сигнал u21(t) второго канала и информацию об амплитудно-фазовой характеристике усилителя 3, хранящуюся в блоке памяти 24, по известным зависимостям определяют сдвиг фазы полезного сигнала в усилителе 3 при нелинейном режиме его работы (сдвиг фазы в рабочей полосе частоты входного полезного сигнала, обусловленный амплитудно-фазовой конверсией в усилителе, при конкретном уровне сигнала на входе в усилитель 3) и корректируют выходной сигнал u13(t), исключая из него указанный фазовый сдвиг. При обработке выходного сигнала u13(t) в блоке 23 цифровой обработки желательно учесть все известные задержки по времени в первом и втором каналах системы обработки усиленного входного сигнала. Полученный выходной сигнал u23(t) будет практически полностью совпадать с усиленным полезным сигналом, отличаясь от него только помехами, обусловленными неидеальностью фильтрации, и помехами в полосе полезного сигнала.The digital output signal u 13 (t) of the first processing channel 4 and the digital output signal u 21 (t) of the second processing channel 5 are input to the digital processing unit 23. In the digital processing unit 23, using the digital output signal u 21 (t) of the second channel and the information on the amplitude-phase characteristic of the amplifier 3 stored in the memory unit 24, the phase shift of the useful signal in the amplifier 3 during non-linear operation is determined by known dependencies (phase shift in the operating frequency band of the input useful signal caused by the amplitude-phase conversion in the amplifier at a specific signal level at the input to amplifier 3) and adjusting the output signal 13 u (t), excluding therefrom said phase Sliding city When processing the output signal u 13 (t) in the digital processing unit 23, it is desirable to take into account all known time delays in the first and second channels of the amplified input signal processing system. The resulting output signal u 23 (t) will almost completely coincide with the amplified useful signal, differing from it only in noise due to non-ideal filtering and noise in the band of the useful signal.
Для реализации предложенного способа используются хорошо отработанные промышленностью блоки: полосно-заграждающие фильтры, фильтры нижних частот, малошумящие усилители, согласующие усилители с автоматической регулировкой усиления, запоминающие устройства, микропроцессоры, обрабатывающие поступающую в них информацию по известным зависимостям, которые учитываются при определении алгоритма обработки данных в микропроцессоре.To implement the proposed method, well-developed blocks are used: band-block filters, low-pass filters, low-noise amplifiers, matching amplifiers with automatic gain control, memory devices, microprocessors that process the information received in them according to known dependencies that are taken into account when determining the data processing algorithm in the microprocessor.
Claims (23)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005141157/09A RU2333611C2 (en) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | Method of processing phase modulated signal in receiving channel and device for processing phase modulated signal |
| KR1020060037705A KR100736558B1 (en) | 2005-12-28 | 2006-04-26 | Method and apparatus of processing phase-modulated signal in a receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005141157/09A RU2333611C2 (en) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | Method of processing phase modulated signal in receiving channel and device for processing phase modulated signal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005141157A RU2005141157A (en) | 2007-07-20 |
| RU2333611C2 true RU2333611C2 (en) | 2008-09-10 |
Family
ID=38430641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005141157/09A RU2333611C2 (en) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | Method of processing phase modulated signal in receiving channel and device for processing phase modulated signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2333611C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598797C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of amplifying and demodulating frequency-modulated signals and device therefor |
| RU177562U1 (en) * | 2017-08-29 | 2018-03-01 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Receiving device |
| RU2680842C1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-02-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио | Caused by the interfering radio signals interference compensation device, during the radio signals with phase modulation reception |
-
2005
- 2005-12-28 RU RU2005141157/09A patent/RU2333611C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ИВЛЕВ Д.Н. Некоторые особенности приема фазоманипулированного сигнала на фоне мощной узкополосной помехи, превышающей динамический диапазон приемника. Вестник Нижегородского университета имени Н.И.Лобачевского, Серия Радиофизика, вып.1(2), 2004, с.111-118, г.Н.Новгород. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598797C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of amplifying and demodulating frequency-modulated signals and device therefor |
| RU177562U1 (en) * | 2017-08-29 | 2018-03-01 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Receiving device |
| RU2680842C1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-02-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио | Caused by the interfering radio signals interference compensation device, during the radio signals with phase modulation reception |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005141157A (en) | 2007-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100329673B1 (en) | Method and apparatus for DC offset clearing and automatic gain control in quadrature receivers | |
| US11546192B2 (en) | Receiver circuits with blocker attenuating rf filter | |
| US3932818A (en) | Spectrum notcher | |
| US20090286499A1 (en) | High dynamic range receiver | |
| US11177988B2 (en) | Receiver circuits with blocker attenuating mixer | |
| US20030027543A1 (en) | Direct conversion receiver | |
| CN102067460B (en) | Rejection of interferers | |
| US4648127A (en) | Noise detector | |
| US9065551B2 (en) | Device and method for adaptively suppressing in-band interference signals in radio receivers | |
| RU2333611C2 (en) | Method of processing phase modulated signal in receiving channel and device for processing phase modulated signal | |
| US20170230921A1 (en) | Automatic gain control method and automatic gain control circuit | |
| CN1938958A (en) | Am reception circuit | |
| US6393011B1 (en) | Receiving circuit of mobile communication terminal having feed forward linearizer | |
| RU53086U1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING A PHASOMODULATED SIGNAL IN THE RECEPTION CHANNEL | |
| EP1067698B1 (en) | Receiver comprising intermodulation interference detection means | |
| US20210083698A1 (en) | Signal processing apparatus and signal processing method | |
| US5396655A (en) | Adaptive canceler for contiguous band filtering | |
| US5930287A (en) | Spread-spectrum communication apparatus | |
| CN109474288B (en) | Circuit structure for improving dynamic range of receiver based on reverse phase offset mechanism | |
| KR100736558B1 (en) | Method and apparatus of processing phase-modulated signal in a receiver | |
| KR100994155B1 (en) | Apparatus and Method for Elimination of Outband Interference Signal | |
| KR20060009258A (en) | Front-end sensitivity booster | |
| JPH08340268A (en) | Receiver | |
| KR100249529B1 (en) | A transceive circuit and method for system terminal in wireless local loop | |
| JPH05291986A (en) | Automatic gain control circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191229 |