RU2371845C1 - Radio receiver of digital information - Google Patents

Radio receiver of digital information Download PDF

Info

Publication number
RU2371845C1
RU2371845C1 RU2008126696/09A RU2008126696A RU2371845C1 RU 2371845 C1 RU2371845 C1 RU 2371845C1 RU 2008126696/09 A RU2008126696/09 A RU 2008126696/09A RU 2008126696 A RU2008126696 A RU 2008126696A RU 2371845 C1 RU2371845 C1 RU 2371845C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
signal
phase
block
Prior art date
Application number
RU2008126696/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Андреевич Мелешков (RU)
Геннадий Андреевич Мелешков
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения"
Priority to RU2008126696/09A priority Critical patent/RU2371845C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2371845C1 publication Critical patent/RU2371845C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: device comprises band filter, matched filter, balance modulator, demodulator, unit of memory for digital counts of amplitude phase detector signal, solving symbol unit, two block decoders, reception interrupter of signal unit, unit of phase signal processing, unit of frequency band shift, receiver of information, at the same time one of inlets of balance modulator is connected to outlet of generator of pseudonoise signals.
EFFECT: accounting and compensation of parasite shift of phase signal from Doppler effect.
3 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах с фазовым методом модуляции для приема блоков информации по каналам связи. На входе радиоприемника действует сумма сигнала и помехи x(t)=uk(t)+n(t), прием происходит в отсутствие и наличии эффекта Доплера. Приемник обеспечивает вхождение в связь по несущей частоте и слежение за несущей частотой, усиливает принятый сигнал, переносит сигнал в область промежуточных частот и видеочастот, демодулирует сигнал и преобразует его в блоки цифровой информации, которые передает получателю информации.The invention relates to radio engineering and can be used in radio systems with a phase modulation method for receiving blocks of information over communication channels. At the input of the radio, the sum of the signal and interference x (t) = uk (t) + n (t) acts, reception occurs in the absence and presence of the Doppler effect. The receiver provides entry into the communication on the carrier frequency and tracking the carrier frequency, amplifies the received signal, transfers the signal to the region of intermediate frequencies and video frequencies, demodulates the signal and converts it into blocks of digital information that transmits to the recipient of information.

Близким по технической сущности к предлагаемому устройству является приемное устройство [1, с.69-83], содержащее фильтры сигнала, выполняющие оптимальную обработку сигнала, которые целенаправлены на уменьшение влияния шума, воздействующего на вход приемника. При этом шумы, обусловленные эффектом Доплера, не подавляются.Close in technical essence to the proposed device is a receiving device [1, p.69-83], containing signal filters that perform optimal signal processing, which are aimed at reducing the influence of noise affecting the input of the receiver. In this case, the noise due to the Doppler effect is not suppressed.

Указанный недостаток, а именно: шумы, обусловленные эффектом Доплера, частично устраняется в приемном устройстве [2].The indicated drawback, namely: noise caused by the Doppler effect, is partially eliminated in the receiving device [2].

Наиболее полно шумы, обусловленные эффектом Доплера, устраняются в радиоприемнике [3], принятом за прототип, который содержит (см. Фиг.1) приемник (ПР), вход которого является входом полосового фильтра, который соединен с согласованным фильтром, выход которого является выходом приемника и подключен к первому (сигнальному) входу балансного модулятора (БМ), к второму входу которого подключен генератор широкополосного сигнала (ГШПС), выход (БМ) подключен к входу демодулятора (ДМ), первый выход которого соединен с входом декодера (ДК), со второго выхода (ДМ) снимаются отсчеты фазового сигнала, выход (ДК) соединен с получателем информации (ПИ). Последовательно соединенные полосовой фильтр (ПФ) с полосой пропускания F и согласованный фильтр (СФ) обеспечивают ограничение полосы приема на радиочастоте, что ограничивает влияние других радиосистем различного назначения на полезный принимаемый сигнал приемника. Выбор параметров фильтров (ПФ) и (СФ) зависит от способа оптимальной обработки:The noise caused by the Doppler effect is most completely eliminated in the radio receiver [3], adopted for the prototype, which contains (see Figure 1) a receiver (PR), the input of which is the input of the bandpass filter, which is connected to the matched filter, the output of which is the output the receiver and is connected to the first (signal) input of the balanced modulator (BM), the second input of which is connected to a broadband signal generator (GPS), the output (BM) is connected to the input of the demodulator (DM), the first output of which is connected to the input of the decoder (DC), from the second you ode (MM) samples are taken of the phase signal output (DC) coupled to the receiver of information (PI). The series-connected bandpass filter (PF) with the passband F and the matched filter (SF) limit the reception band at the radio frequency, which limits the effect of other radio systems for various purposes on the useful received signal of the receiver. The choice of filter parameters (PF) and (SF) depends on the optimal processing method:

- создание равномерной амплитудно-частотной характеристики, линейность фазово-частотной характеристики в заданном диапазоне частот;- creating a uniform amplitude-frequency response, linear phase-frequency response in a given frequency range;

- использование стробирования;- the use of gating;

- использование оптимальных, квазиоптимальных схем приема сигналов при наличии межсимвольных искажений;- the use of optimal, quasi-optimal signal reception schemes in the presence of intersymbol distortions;

- линейный гармонический корректор сигнала для ослабления межсимвольных помех.- A linear harmonic signal corrector to attenuate intersymbol interference.

Приемник выполняет вхождение в связь по несущей частоте и слежение за несущей частотой, усиливает принятый сигнал, переносит сигнал в область промежуточных частот и видеочастот, выполняет демодуляцию, фильтруя принимаемый сигнал от помех, и декодирует принимаемый сигнал посредством помехоустойчивого декодирования блоков информации, исключая неправильно принятые символы. Неправильно принятые символы могут образовываться от эффекта Доплера.The receiver enters into communication on the carrier frequency and monitors the carrier frequency, amplifies the received signal, transfers the signal to the region of intermediate frequencies and video frequencies, performs demodulation by filtering the received signal from interference, and decodes the received signal by noise-correcting decoding of information blocks, eliminating incorrectly received symbols . Incorrectly received characters may result from the Doppler effect.

Для синхронизации передаваемого сигнала по частоте и задержке от эффекта Доплера [2] приемник содержит балансный модулятор (БМ), который выполняет функции перемножителя, и генератор широкополосного сигнала (ГШПС). Блок модуляторов (БМ) определяет и учитывает величину частоты Доплера для несущей частоты сигнала fc, определяет требуемую частоту гетеродинов fг, переносит сигнал в промежуточную радиочастоту fп, компенсирует доплеровское смещение несущей частоты fc±fд и задержку сигналов, преобразуя радиосигнал в видеосигнал. Технический результат этого устройства заключается в том, что позволяют при наличии шумовых помех и эффекта Доплера избежать выхода из синхронизма принимаемого сигнала и опорного сигнала.To synchronize the transmitted signal in frequency and delay from the Doppler effect [2], the receiver contains a balanced modulator (BM), which performs the functions of a multiplier, and a broadband signal generator (GSPS). The modulator unit (BM) determines and takes into account the value of the Doppler frequency for the signal carrier frequency f c , determines the required local oscillator frequency f g , transfers the signal to the intermediate radio frequency f p , compensates for the Doppler shift of the carrier frequency f c ± f d and signal delay, converting the radio signal into video signal. The technical result of this device is that in the presence of noise interference and the Doppler effect, it is possible to avoid the synchronism of the received signal and the reference signal.

Демодулятор (ДМ) анализирует x(t) и принимает решение о том, какой сигнал был передан, и в соответствии с принятым решением выдает символ оценки

Figure 00000001
. Если
Figure 00000002
, то осуществлен правильный прием, если
Figure 00000003
, то при принятии решения была совершена ошибка из-за помехи на входе приемника. Демодулятор (ДМ) определяет каждый сигнал блока информации. Декодер (ДК), использующий помехоустойчивое кодирование, исправляет ограниченное количество ошибок бит информации в кадре, вызванных шумами и эффектом Доплера. С выхода декодера (ДК) получателю информации (ПИ) передается блок информации в зависимости от сформированной в ДК статусной информации.The demodulator (DM) analyzes x (t) and decides which signal was transmitted, and in accordance with the decision it gives an evaluation symbol
Figure 00000001
. If
Figure 00000002
then the correct reception is made if
Figure 00000003
, when making the decision, an error was made due to interference at the input of the receiver. A demodulator (DM) defines each signal of an information block. A decoder (DK) using noise-correcting coding corrects a limited number of information bit errors in a frame caused by noise and the Doppler effect. From the output of the decoder (DC) to the recipient of information (PI), a block of information is transmitted depending on the status information generated in the DC.

Однако в известном устройстве-прототипе происходит оценка изменения частоты However, in the known prototype device, the frequency change is evaluated

f для автоподстройки от эффекта Доплера для одной из частот (несущей частоты, центральной частоты спектра, частоты спектра, по которой определяются синхроимпульсы бит информации и пр.). Сигнал передается спектральными составляющими, каждая из которых получает от эффекта Доплера свое смещение fдi (по формуле Доплеровского сдвига частоты). Преобразование сигнала в область видеочастот убирает полностью изменение частот от эффекта Доплера только для одной частоты. У всех остальных спектральных составляющих гетеродин устраняет доплеровское смещение не полностью, перенос по оси частот преобразователями частоты происходит на величину частоты гетеродина, равную f. В результате неполной компенсации возникают частотно-фазовые смещения спектральных составляющих фазового сигнала от эффекта Доплера, что объясняет возникновение паразитных фазовых смещений (ПФС) видеосигнала, влекущих возникновение ошибок в символах информации. ПФС могут быть постоянны и изменяться, в том числе периодически, в пределах кадра информации. Период ПФС может составлять 1,1 мс. То есть прототип не дает одинаковую компенсацию эффекта Доплера для всех составляющих спектра передаваемого сигнала. ПФС в кадре носят случайный характер, так как зависят от эффекта Доплера и от спектра передаваемого сигнала в кадре. ПФС искажают информацию подобно шумам, поэтому отнесены к шумам.f for auto-tuning from the Doppler effect for one of the frequencies (carrier frequency, center frequency of the spectrum, spectrum frequency, by which the sync pulses of the information bits are determined, etc.). The signal is transmitted by spectral components, each of which receives its offset f di from the Doppler effect (according to the Doppler frequency shift formula). Converting the signal to the region of video frequencies completely removes the frequency change from the Doppler effect for only one frequency. For all other spectral components, the local oscillator does not completely eliminate the Doppler shift, the transfer along the frequency axis by the frequency converters occurs by the local oscillator frequency equal to f . As a result of incomplete compensation, frequency-phase shifts of the spectral components of the phase signal from the Doppler effect occur, which explains the occurrence of spurious phase shifts (SFC) of the video signal, which entail the occurrence of errors in the information symbols. SFCs can be constant and change, including periodically, within the frame of information. The SFC period can be 1.1 ms. That is, the prototype does not give the same compensation for the Doppler effect for all components of the spectrum of the transmitted signal. SFCs in the frame are random in nature, since they depend on the Doppler effect and on the spectrum of the transmitted signal in the frame. SFCs distort information like noise, and therefore are classified as noise.

Технический результат предложенного радиоприемника цифровой информации (Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4) заключается в учете и компенсации паразитного смещения фазового сигнала от эффекта Доплера.The technical result of the proposed digital information radio receiver (FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4) consists in taking into account and compensating for stray phase signal displacement from the Doppler effect.

На Фиг.2 представлена структурная схема радиоприемника цифровой информации, содержащая следующие блоки:Figure 2 presents the structural diagram of a digital information radio receiver containing the following blocks:

1 - полосовой фильтр (ПФ);1 - band-pass filter (PF);

2 - согласованный фильтр (СФ);2 - matched filter (SF);

3 - балансный модулятор (БМ);3 - balanced modulator (BM);

4 - демодулятор (ДМ);4 - demodulator (DM);

5 - декодер блочный (ДК);5 - block decoder (DK);

6 - получатель информации (ПИ);6 - recipient of information (PI);

7 - прерыватель приема блоков сигналов (ППБС);7 - chopper receiving signal blocks (PPBS);

8 - блок обработки фазового сигнала (БОФС);8 - phase signal processing unit (BOFS);

9 - блок сдвига полосы частот (БСПЧ);9 - block shift the frequency band (BSPCH);

10 - решающий блок символьный (РБС);10 - decisive block character (RBS);

11 - второй декодер блочный (ВДК);11 - second block decoder (VDK);

12 - блок памяти (ПАМ).12 - memory block (PAM).

На Фиг.3 приведен первый вариант выполнения демодулятора 4, содержащий:Figure 3 shows a first embodiment of a demodulator 4, comprising:

13 - детектор энергетический (ДЭ);13 - energy detector (DE);

14 - фазовый детектор амплитудный (ФДА);14 - amplitude phase detector (FDA);

15 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП).15 - analog-to-digital Converter (ADC).

На Фиг.4 приведен второй вариант реализации демодулятора 4, содержащий:Figure 4 shows a second embodiment of a demodulator 4, comprising:

16 - второй фазовый детектор амплитудный (ВФДА);16 - second amplitude phase detector (VFDA);

17 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);17 - analog-to-digital Converter (ADC);

18 - второй решающий блок символьный (ВРБС).18 - the second decision block character (VRBS).

С учетом приема блоков информации в предлагаемом приемнике при фазовом методе модуляции (КИМ-ФМn) приняты обозначения:Considering the reception of information blocks in the proposed receiver with the phase modulation method (KIM-FMn), the following notations are accepted:

- символ

Figure 00000004
принимает значения "0" или "1", решение принимается «решающим правилом» демодулятора ДМ;- symbol
Figure 00000004
takes the values "0" or "1", the decision is made by the "decisive rule" of the DM demodulator;

- символы

Figure 00000005
- блок символов, который подлежит декодированию декодером ДК;- characters
Figure 00000005
- a block of characters that is to be decoded by a decoder DC;

- символы

Figure 00000006
- блок символов после декодирования декодером ДК, если применялось декодирование с исправлением ошибок, и все ошибки в блоке были исправлены, или ошибок в блоке не было.- characters
Figure 00000006
- a block of characters after decoding by a decoder of a recreation center, if decoding with error correction was applied, and all errors in the block were corrected, or there were no errors in the block.

Радиоприемник цифровой информации содержит соединенные последовательно полосовой фильтр (ПФ) 1, согласованный фильтр (СФ) 2, балансный модулятор (БМ) 3, демодулятор (ДМ) 4, декодер блочный (ДБ) 5, получатель информации (ПИ) 6, причем второй вход балансного модулятора (БМ) 3 подключен к выходу генератора шумоподобных сигналов (ГШПС), со второго выхода демодулятора (ДМ) 4 снимаются отсчеты фазового сигнала, отличается тем, что в него введены прерыватель приема блоков сигналов (ППБС) 7, блок обработки фазового сигнала (БОФС) 8, блок сдвига полосы частот (БСПЧ) 9, решающий блок символьный (РБС) 10, второй декодер блочный (ВДБ) 11, блок памяти (ПАМ) 12, причем вход прерывателя приема блоков сигналов (ППБС) 7 подключен ко второму выходу декодера блочного (ДБ) 5, а выход соединен с первыми входами блока обработки фазового сигнала (БОФС) 8 и блока сдвига полосы частот (БСПЧ) 9, выход которого через последовательно соединенные решающий блок символьный (РБС) 10, второй декодер блочный (ВДК) 11 подключен ко второму входу получателя информации (ПИ) 6, а второй выход демодулятора (ДМ) 4 подключен к входу блока памяти (ПАМ) 12, выход которого соединен со вторым входом блока обработки фазового сигнала (БОФС) 8 и третьим входом блока сдвига полосы частот (БСПЧ) 9, второй вход которого подключен к выходу блока (БОФС) 8.A digital information radio receiver comprises a band-pass filter (PF) 1 connected in series, a matched filter (SF) 2, a balanced modulator (BM) 3, a demodulator (DM) 4, a block decoder (DB) 5, an information receiver (PI) 6, and the second input balance modulator (BM) 3 is connected to the output of a noise-like signal generator (GSHPS), the phase signal samples are taken from the second output of the demodulator (DM) 4, it differs in that a signal block receiving chopper (PPBS) 7, a phase signal processing unit ( BOFS) 8, block shift the frequency band (B IF) 9, the decisive character block (RBS) 10, the second block decoder (VDB) 11, the memory block (PAM) 12, and the input of the signal block receiving circuit breaker (BPS) 7 is connected to the second output of the block decoder (DB) 5, and the output connected to the first inputs of the phase signal processing unit (BFS) 8 and the frequency band shift unit (BSPCH) 9, the output of which is connected through a symbol decision block (RBS) 10, the second block decoder (VDC) 11 is connected to the second input of the information receiver (PI ) 6, and the second output of the demodulator (DM) 4 is connected to the input of the memory unit (PAM) 12, the output of which is connected to the second input of the phase signal processing unit (BOFS) 8 and the third input of the frequency shift unit (BSPCH) 9, the second input of which is connected to the output of the unit (BOFS) 8.

По первому варианту выполнения демодулятора (ДМ) 4 с выхода балансного модулятора БМ (3) сигнал поступает на вход демодулятора (ДМ) 4, который является входом фазового детектора амплитудного (ФДА) 14 и входом детектора энергетического (ДЭ) 13, выход которого является первым выходом демодулятора (ДМ) 4, второй выход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 15, вход которого подключен к выходу фазового детектора амплитудного (ФДА) 14.According to the first embodiment of the demodulator (DM) 4, from the output of the balanced modulator BM (3), the signal is fed to the input of the demodulator (DM) 4, which is the input of the phase amplitude detector (PDA) 14 and the input of the energy detector (DE) 13, the output of which is the first the output of the demodulator (DM) 4, the second output of which is connected to the output of an analog-to-digital converter (ADC) 15, the input of which is connected to the output of the phase amplitude detector (FDA) 14.

По второму варианту выполнения демодулятора (ДМ) 4 с выхода балансного модулятора БМ (3) сигнал поступает на вход демодулятора (ДМ) 4, который является входом второго фазового детектора амплитудного (ВФДА) 16, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 17, выход которого соединен со входом второго решающего блока символьного (ВРБС) 18, выход которого является первым выходом демодулятора (ДМ) 4, второй выход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 17.According to the second embodiment of the demodulator (DM) 4, from the output of the balanced modulator BM (3), the signal is fed to the input of the demodulator (DM) 4, which is the input of the second phase amplitude detector (VFDA) 16, the output of which is connected to the input of the analog-to-digital converter (ADC) ) 17, the output of which is connected to the input of the second decision block character (VRBS) 18, the output of which is the first output of the demodulator (DM) 4, the second output of which is connected to the output of the analog-to-digital converter (ADC) 17.

Радиоприемник цифровой информации работает следующим образом.A digital information radio operates as follows.

Блоки (ПФ) 1, (СФ) 2, (БМ) 3 приемника делают прием информации в реальном масштабе времени.Blocks (PF) 1, (SF) 2, (BM) 3 receivers make receiving information in real time.

С помощью полосового фильтра (ПФ) 1 добиваются ограничения полосы приема на радиочастоте, что ограничивает влияние других радиосистем различного назначения на полезный принимаемый сигнал приемника. Однако фильтр с ограниченной полосой пропускания служит причиной образования переходных процессов и искажения бит передаваемого сигнала. Выбор параметра фильтра зависит от способа оптимальной обработки. При приеме сигналов [1, с.69-83] применяют оптимальную обработку на видеочастоте интегратором, установленным на выходе синхронного детектора. Методы оптимальной обработки учитывают: воздействие на вход приемника белого гауссовского шума, появление межсимвольных искажений импульса кодовой комбинации от наложения откликов от предшествующих импульсов. При этом оптимальная обработка может содержать:Using a band-pass filter (PF) 1, the reception bandwidth at the radio frequency is limited, which limits the effect of other radio systems for various purposes on the useful received signal of the receiver. However, a filter with a limited bandwidth causes transients and bit distortion of the transmitted signal. The choice of filter parameter depends on the optimal processing method. When receiving signals [1, pp. 69-83] apply the optimal processing at the video frequency by the integrator installed at the output of the synchronous detector. The optimal processing methods take into account: the effect of white Gaussian noise on the input of the receiver, the appearance of intersymbol distortions of the code combination pulse from the overlapping responses from previous pulses. In this case, the optimal processing may contain:

- создание равномерной амплитудно-частотной характеристики, линейность фазо-частотной характеристики в заданном диапазоне частот;- creating a uniform amplitude-frequency response, linearity of the phase-frequency response in a given frequency range;

- использование стробирования, использование оптимальных, квазиоптимальных схем приема сигналов при наличии межсимвольных искажений;- the use of gating, the use of optimal, quasi-optimal signal reception schemes in the presence of intersymbol distortions;

- использование стробирующих импульсов, выделенных в результате предварительной тактовой синхронизации;- the use of gating pulses allocated as a result of preliminary clock synchronization;

- линейный гармонический корректор сигнала для ослабления межсимвольных помех.- A linear harmonic signal corrector to attenuate intersymbol interference.

Из рассмотренного видно, что оптимальная обработка целенаправлена на уменьшение влияния шумовых помех и ограниченной полосы пропускания от межсимвольных помех.It can be seen from the above that optimal processing is aimed at reducing the influence of noise interference and a limited bandwidth from intersymbol interference.

Балансный модулятор (БМ) 3. Примером балансного модулятора может служить балансный модулятор приемного устройства ФМ сигналов по [2], блок корреляторов которого содержит перемножители и интеграторы, обеспечивающие выполнение функций поиска, захвата и слежения за спектром сигнала. Для вхождения в связь используется опорный сигнал в виде ФМ ШПС. При наличии эффекта Доплера частота гетеродина основного канала корректируется и применяется корректировка длительности импульсов опорного сигнала. Технический результат этого устройства заключается в том, что устройство содержит схемы, которые позволяют при наличии эффекта Доплера избежать выхода из синхронизма принимаемого сигнала и опорного сигнала. Определяется и учитывается величина разностной частоты, знак разностной частоты, учитываются средняя частота радиосигнала fc, частоты гетеродинов fг, промежуточные радиочастоты fп.Balanced modulator (BM) 3. An example of a balanced modulator is a balanced modulator of an FM signal receiving device according to [2], the correlator block of which contains multipliers and integrators that provide the functions of search, capture and tracking of the signal spectrum. To enter the connection, a reference signal is used in the form of FM SHPS. In the presence of the Doppler effect, the frequency of the local oscillator of the main channel is adjusted and the pulse width of the reference signal is applied. The technical result of this device is that the device contains circuits that allow, in the presence of the Doppler effect, to avoid the synchronism of the received signal and the reference signal. The value of the difference frequency, the sign of the difference frequency is determined and taken into account, the average frequency of the radio signal f c , the frequencies of the local oscillators f g , the intermediate radio frequencies f p are taken into account.

Фазовый детектор энергетический (ДЭ) 13 демодулятора (ДМ) 4 работает на основе отношения Рсш. Примером энергетического детектора служит фазовый детектор, в основе которого лежит кинематический фильтр. Схемное решение предусматривает измерение отношения сигнал/шум по несущей, выставление уровня принимаемого сигнала на входе интегратора со сбросом. (ДЭ) 13 решает, что есть бит от превышения уровня сигнала, накопленного интегратором, по отношению к уровню шума. Моменты сброса интегратора вырабатываются схемой символьной синхронизации. Амплитудные значения фазовых отсчетов не определяются.The energy phase detector (DE) 13 of the demodulator (DM) 4 operates on the basis of the ratio P s / P w . An example of an energy detector is a phase detector, which is based on a kinematic filter. The circuit solution provides for measuring the signal-to-noise ratio along the carrier, setting the level of the received signal at the input of the integrator with a reset. (DE) 13 decides that there is a bit from exceeding the signal level accumulated by the integrator with respect to the noise level. Integrator reset times are generated by a symbol synchronization circuit. The amplitude values of phase readings are not determined.

Фазовый детектор амплитудный (ФДА) 14 преобразует выходной сигнал демодулятора (ДМ) 3 в фазовый сигнал амплитуды

Figure 00000007
где обозначена амплитуда полезного фазового сигнала
Figure 00000008
.Amplitude phase detector (FDA) 14 converts the output signal of the demodulator (DM) 3 into an amplitude phase signal
Figure 00000007
where the amplitude of the useful phase signal is indicated
Figure 00000008
.

Демодулятор (ДМ) 4 содержит (Фиг.3, Фиг.4) аналого-цифровой преобразователь 15 (17). Аналого-цифровой преобразователь преобразует фазовый сигнал изменяющегося напряжения в последовательность цифровых отсчетов. Пусть блок содержит k бит информации, тогда для блока информации будет mk отсчетов, m - число отсчетов на символ информации по теореме Котельникова.The demodulator (DM) 4 contains (Figure 3, Figure 4) analog-to-digital Converter 15 (17). An analog-to-digital converter converts the phase signal of a changing voltage into a sequence of digital samples. Let the block contain k bits of information, then for the information block there will be mk samples, m is the number of samples per information symbol by Kotelnikov’s theorem.

Цифровые отсчеты (АЦП) с выхода 4-2 блока 4 записываются в блок памяти 12 (ПАМ).Digital samples (ADC) from the output 4 -2 of block 4 are recorded in the memory block 12 (PAM).

Применяемые для борьбы с шумами фильтры не исключают полностью искажений и потерь принимаемой информации. Для уменьшения потерь служит декодер блочный (ДК) 5 помехоустойчивого кодирования, который исправляет ошибки символов блока, возникающие от шумов и эффекта Доплера. Пример - декодер Рида-Соломона (R-S).Filters used to combat noise do not completely eliminate the distortion and loss of received information. To reduce losses, a block decoder (DK) 5 error-correcting coding is used, which corrects block symbol errors arising from noise and the Doppler effect. An example is a Reed-Solomon decoder (R-S).

Декодер с R-S кодом (255, 223) имеет хорошую корректирующую способность при всплеске ошибок. При декодировании R-S кодового блока на приемном конце корректируется до 16 ошибок на блок. Если число ошибочных символов на блок превышает 16 ошибок, то ошибочные символы обнаруживаются в процессе декодирования и выставляется статусная информация о качестве декодированных данных.A decoder with an R-S code (255, 223) has a good corrective ability for burst errors. When decoding the R-S code block at the receiving end, up to 16 errors per block are corrected. If the number of erroneous characters per block exceeds 16 errors, then erroneous characters are detected during the decoding process and status information on the quality of the decoded data is set.

Декодер (ДК) 5 содержит два выхода. На первый выход ДМ 4 передается блок бит, если ошибки не обнаружены или исправлены. На второй выход ДМ 4 передается сигнал статусной информации, означающий, что кодовый блок отбраковывается и стирается. Сигнал второго выхода открывает работу других устройств командой «Включено».Decoder (DK) 5 contains two outputs. A block of bits is transmitted to the first output of DM 4 if errors are not detected or corrected. A signal of status information is transmitted to the second output of DM 4, meaning that the code block is rejected and erased. The second output signal opens the operation of other devices with the “Enabled” command.

Декодер 5 (ДК) определяет приемлемость блока данных для использования по назначению в зависимости от числа правильно принятых бит. Правильно принятый блок информации передается без задержки с выхода 5-1 декодера блочного (ДК) 5 на первый вход 6-1 получателя информации (ПИ) 6, а статусная информация передается через выход 5-2 на вход прерывателя приема блоков сигналов (ППБС) 7, с выхода которого сигнал поступает на первые входы блока обработки фазового сигнала (БОФС) 8 и блока сдвига полосы частот (БСПЧ) 9. Блок обработки фазового сигнала (БОФС) 8 определяет начальное смещение υсмо фазового сигнала в блоке и параметры периодичности смещения постоянной составляющей υсмф(t) фазового сигнала; а блок сдвига полосы частот (БСПЧ) 9 компенсирует указанные смещения.Decoder 5 (DK) determines the suitability of a data block for its intended use, depending on the number of correctly received bits. A correctly received information block is transmitted without delay from the output 5 -1 of the block decoder (DC) 5 to the first input 6 -1 of the information receiver (PI) 6, and the status information is transmitted through the output 5 -2 to the input of the signal block receiving interrupter (PPBS) 7 , the output of which the signal is fed to the first inputs of the phase signal processing unit (BOFS) 8 and the frequency band shift unit (BSPCH) 9. The phase signal processing unit (BOFS) 8 determines the initial offset υ see the phase signal in the unit and the frequency parameters of the bias of the constant component υ smf (t) phase signal; and the block shift the frequency band (BSPCH) 9 compensates for these offsets.

Блок памяти (ПАМ) 12 запоминает отсчеты фазового сигнала ec(ti).The memory unit (PAM) 12 stores the samples of the phase signal e c (t i ).

Блок обработки фазового сигнала (БОФС) 8.Phase Signal Processing Unit (BOFS) 8.

На первый 8-1 вход блока обработки фазового сигнала (БОФС) 8 поступает сигнал «Включено», который открывает работу БОФС. Работа БОФС начинается, когда (ДК) 5 обнаруживается неисправимое количество ошибок в блоке. Отсчеты фазового сигнала из блока памяти (ПАМ) 12 поступают на второй 8-2 вход блока БОФС 8. В результате обработки фазовых отсчетов определяются оценка фазы φ1 фазового сигнала в начале блока и оценивается по скорости смещения фазового сигнала компенсируемая частота. По записанным в память отсчетам БОФС определяет параметры смещения фазового сигнала способом [4, стр.428]. Преобразования содержат следующие вычислительные операции:The first 8 -1 input of the phase signal processing unit (BOFS) 8 receives the signal "Enabled", which opens the BOFS. The operation of the BOFS starts when (DK) 5 an unrecoverable number of errors is detected in the block. Samples of the phase signal from the memory unit (AMP) 12 provided to the second input unit 8 -2 BOFS 8. The processing phase samples determined phase estimate φ 1 a phase signal at the beginning of the block and is estimated by the phase offset signal frequency compensated speed. According to the samples recorded in the memory, the BOFS determines the parameters of the phase signal displacement by the method [4, p. 428]. Transformations contain the following computational operations:

- оценка фазы φ1 в начале мерного интервала на отрезке T1;- assessment of the phase φ 1 at the beginning of the measuring interval on the interval T 1 ;

- оценка фазы φ2 в конце мерного интервала на отрезке Т2;- evaluation of the phase φ 2 at the end of the measuring interval on the segment T 2 ;

- определение компенсируемой частоты

Figure 00000009
и компенсируемой фазы сигнала в начале мерного интервала φгср1; n - число перескоков фазы на 2 π; φср - требуемое положение начального уровня. Оценки φг и Ωг передаются с выхода БОФС в БСПЧ.- definition of compensated frequency
Figure 00000009
and the compensated phase of the signal at the beginning of the measuring interval φ g = φ cf- φ 1 ; n is the number of phase jumps by 2 π; φ cf - the required position of the initial level. Estimates of φ g and Ω g are transmitted from the output of the BOFS to the BSPH.

Блок сдвига полосы частот (БСПЧ) 9 использует устройство сдвига полосы частот по [5], которое выполняет компенсацию ПФС. В литературе это называется применение способа улучшения помехоустойчивости цифрового демодулятора с использованием напряжения смещения и многоуровневого квантования 161. Алгоритм компенсации заключается в следующем. Отсчеты фазового сигнала из блока ПАМ 12 поступают на третий 9-3 вход БСПЧ 9, на первый вход 9-1 поступает сигнал «Работа», на второй вход 9-2 БСПЧ 9 поступают оценки параметров сдвига φг, Ωг. БСПЧ 9 выполняет компенсацию смешения сдвигом полосы частот. При этом отсчеты фазового сигнала ec(ti) преобразуются сигналом гетеродина ег(ti)=modгг(ti)] по формуле епр(ti)=modс(ti)+ег(ti)].The frequency band shift unit (BSPCH) 9 uses the frequency band shift device according to [5], which performs SFC compensation. In the literature, this is called the application of a method for improving the noise immunity of a digital demodulator using bias voltage and multi-level quantization 161. The compensation algorithm is as follows. The samples of the phase signal from the PAM block 12 are fed to the third 9 -3 input of the BSPCH 9, the “Work” signal is supplied to the first input 9 -1 , the estimates of the shift parameters φ g , Ω g are received at the second input 9 -2 of the BSPCH 9. BSPCH 9 performs compensation for the mixing shift of the frequency band. In this case, the samples of the phase signal e c (t i ) are converted by the local oscillator signal e g (t i ) = mod g + Ω g (t i )] according to the formula e pr (t i ) = mod [e c (t i ) + e g (t i )].

Решающий блок символьный (РБС) 10 по преобразованным отсчетам фазового сигнала епр(ti) «решающим правилом» определяет двоичные коды блока информации.Symbol decision block (RBS) 10 according to the converted samples of the phase signal e pr (t i ) "decisive rule" determines the binary codes of the information block.

Второй декодер блочный (ВДК) 11 выполняет помехоустойчивое декодирование и передает блок информации потребителю. Пример ВДК - декодер Рида-Соломона (R-S).The second block decoder (VDC) 11 performs noise-decoding and transmits a block of information to the consumer. An example of a VDK is a Reed-Solomon decoder (R-S).

Составляющая ПФС эффекта Доплера.PPS component of the Doppler effect.

Составляющая ПФС от доплеровского смещения частоты влияет на возникновение ошибок в потоке бит на уровне фазового сигнала, до образования потока бит. Составляющая ПФС образуется смещением нулевого уровня фазового сигнала от доплеровского смещения частоты и проявляется тем сильнее, чем шире спектр модулирующего сигнала и чем дальше он смещен от несущей частоты, что иллюстрируется следующим образом.The SFC component from the Doppler frequency offset affects the occurrence of errors in the bit stream at the phase signal level, before the formation of the bit stream. The PPS component is formed by the shift of the zero level of the phase signal from the Doppler frequency shift and is manifested the stronger, the wider the spectrum of the modulating signal and the farther it is offset from the carrier frequency, which is illustrated as follows.

Формула доплеровского смещения частоты F∂i=(2W/λ)cosγi [7, стр.7], где Wcosγi - радиальная скорость КА относительно СР, λ - длина волны. Формула применима к несущей, к составляющим спектра и группам составляющих спектра. Пусть излучаются f=1/λ=11000·106 Гц - несущая частота, Fτ=40·106 Гц - средняя частота группы составляющих спектра сигналов длительности τ, Fτo=80·106 Гц - средняя частота группы составляющих спектра сигналов длительности τо. Тогда при доплеровском смещении F=50000 Гц, на несущей частоте f, спектральные составляющие излученного сигнала f+Fτ и f+fτo на входе приемника будут иметь значения f=(11000*106+50000+181,8) Гц и fFτo=(11000·106+50000+363,6) Гц и возникают колебания разностной частоты fFτо-f=181,8 Гц, а при автоподстройке тактовой частоты считывания по частоте fFτо возникает смещение фазового сигнала с периодом Т=1/F=5,5 мс (см. Фиг.5), где F=fFτo-f.The formula for the Doppler frequency shift is F ∂i = (2W / λ) cos γi [7, p. 7], where Wcosγ i is the radial velocity of the spacecraft relative to the superlattice, λ is the wavelength. The formula is applicable to the carrier, to the components of the spectrum and groups of the components of the spectrum. Let f = 1 / λ = 11000 · 10 6 Hz be emitted — the carrier frequency, F τ = 40 · 10 6 Hz — the average frequency of the group of components of the spectrum of signals of duration τ, F τo = 80 · 10 6 Hz — the average frequency of the group of components of the signal spectrum duration τ about . Then, with the Doppler shift F = 50,000 Hz, at the carrier frequency f, the spectral components of the emitted signal f + F τ and f + f τo at the receiver input will have the values f = (11000 * 10 6 + 50000 + 181.8) Hz and f Fτo = (11000 · 10 6 + 50000 + 363.6) Hz and differences in the difference frequency occur f Fτо -f = 181.8 Hz, and when the clock frequency of the readout is automatically tuned to the frequency f Fτо , a phase signal with a period T appears = 1 / F = 5.5 ms (see Figure 5), where F = f Fτo -f .

Влияние эффекта Доплера при непрерывном излучении известно [7, с.10]. Эффект проявляется в сдвиге спектральных составляющих колебаний на доплеровскую частоту и в изменении фазы колебаний с доплеровской частотой с течением времени относительно преобразования координат неподвижной системы в подвижную. Фаза плоской волны электромагнитного поля инвариантна относительно преобразований координат одной системы в другую.The influence of the Doppler effect in continuous radiation is known [7, p.10]. The effect is manifested in a shift of the spectral components of the oscillations by the Doppler frequency and in a change in the phase of the oscillations with the Doppler frequency over time relative to the transformation of the coordinates of the stationary system into the mobile. The phase of a plane wave of an electromagnetic field is invariant with respect to transformations of the coordinates of one system into another.

Будем рассматривать влияние эффекта Доплера для передатчика, расположенного в неподвижной системе координат. Приемник может быть в той же неподвижной системе координат или переходить в подвижную систему координат. В последнем случае он движется с постоянной скоростью в направлении к приемнику или от приемника.We will consider the effect of the Doppler effect for a transmitter located in a fixed coordinate system. The receiver can be in the same fixed coordinate system or go into a moving coordinate system. In the latter case, it moves at a constant speed in the direction of the receiver or from the receiver.

Выделение информации из радиосигнала добиваются детектированием (демодуляцией). Исследование преобразования сигналов при детектировании в литературе рассматривалось на сумме двух синусоид. Показано, что при детектировании колебания х=sinω1t+ε sinω2t, где ω1 и ω2 частоты синусоид, образуется сигнал разностной частотой ω12. При сложении синусоид с разными ω1, ω2 и ε возникают биения, частота биений определяется периодом ТД повторения максимумов или минимумов результирующего колебания, при несоизмеримых частотах образующих колебаний результирующее колебание вообще не периодично. Основные виды детекторов: «линейный» детектор и квадратичный детектор. Квадратичное детектирование дает при детектировании биений результат в более сложном случае, когда амплитуды образующих колебаний не равны, т.е (ε>1 и ε≤1). Схема детектирования Костаса строится по принципу квадратичного детектирования [1, с.240].Isolation of information from a radio signal is achieved by detection (demodulation). The study of signal conversion during detection in the literature was considered on the sum of two sinusoids. It is shown that upon detecting the oscillations x = sinω 1 t + ε sinω 2 t, where ω 1 and ω 2 are the sinusoid frequencies, a signal with a difference frequency ω 12 is formed . When sinusoids with different ω 1 , ω 2, and ε are added, beats occur, the beat frequency is determined by the period T D of the repetition of the maxima or minima of the resulting oscillation, at incommensurable frequencies of the generating oscillations, the resulting oscillation is not periodic at all. The main types of detectors: a “linear” detector and a quadratic detector. Quadratic detection gives a result in the detection of beats in a more complicated case, when the amplitudes of the generating oscillations are not equal, i.e. (ε> 1 and ε≤1). Costas detection scheme is built on the principle of quadratic detection [1, p.240].

При модуляции несущей частоты синусоидой частоты ω1 на частотной оси появляются частоты f-ω1/2π, f, f+ω1/2π.When the carrier frequency is modulated by a sinusoid of frequency ω 1 , frequencies f-ω 1 / 2π, f, f + ω 1 / 2π appear on the frequency axis.

Пусть: f=11000·106 Гц, (f-ω1/2π)=10900·106 Гц, (f+ω1/2π)=11100·106 Гц, амплитуды зеркальной составляющей (f-ωi/2π) и составляющей (f+ω1/2π) равны, а остаток несущей (f) подавлен. При частоте доплеровского смещения 50000 Гц на несущей частоте составляющие частоты примут значения смещений 49545,4 Гц и 50454,5 Гц. Разностная частота оказывается 909 Гц. Период разностной частоты Тд=1,1 мс.Let: f = 11000 · 10 6 Hz, (f-ω 1 / 2π) = 10900 · 10 6 Hz, (f + ω 1/2 π ) = 11100 · 10 6 Hz, the amplitude of the mirror component (f-ω i / 2π) and the component (f + ω 1 / 2π) are equal, and the remainder of the carrier (f) is suppressed. At a Doppler frequency of 50,000 Hz at the carrier frequency, the component frequencies will take offsets of 49545.4 Hz and 50454.5 Hz. The difference frequency is 909 Hz. The period of the difference frequency Td = 1.1 ms.

В качестве иллюстрации для равных амплитуд построен график результирующего колебания на ЭВМ (Фиг.5б), где Тз - область интерференционных замираний, при падении отношения Рсш до порогового значения, информация, которой может быть модулирована несущая, принята не будет. Графики, приведенные на Фиг.5-Фиг.11, построены на ЭВМ в системе Delphi 3 Standart.As an illustration for equal amplitudes, a graph of the resulting oscillation on a computer is constructed (Fig. 5b), where T3 is the region of interference fading, when the ratio P c / P w falls to a threshold value, information that can be modulated by the carrier will not be accepted. The graphs shown in Fig.5-Fig.11, built on a computer in the Delphi 3 Standart system.

Если такты считывания отсчетов фазы фазомодулированного сигнала синхронизованы частотой (f+ω1/2π), то демодулятор фазы даст картину (Фиг.5в) с Тд=1,1 мс.If the read cycles of the phase samples of the phase-modulated signal are synchronized with the frequency (f + ω 1 / 2π), then the phase demodulator will give a picture (Fig. 5c) with Td = 1.1 ms.

Искажения фазового сигнала при импульсной модуляции от проявления эффекта Доплера приведено на Фиг.9.The distortion of the phase signal during pulse modulation from the manifestation of the Doppler effect is shown in Fig.9.

Влияние эффекта Доплера при импульсной модуляции известно [7, с.15]. Эффект проявляется в сдвиге спектра частот импульса колебаний на доплеровскую частоту и в изменении фазы колебаний с доплеровской частотой от одного периода повторения импульсов к другому относительно начальной фазы излучаемых колебаний. Изменение фазы за период повторения ΔφтдТп, где Тп - период повторения импульсов, ωд - доплеровская частота на приемной стороне.The influence of the Doppler effect in pulse modulation is known [7, p.15]. The effect manifests itself in a shift of the frequency spectrum of the oscillation pulse by the Doppler frequency and in a change in the phase of the oscillations with the Doppler frequency from one pulse repetition period to another relative to the initial phase of the emitted oscillations. Phase change over the repetition period Δφ t = ω d T p , where T p is the pulse repetition period, ω d is the Doppler frequency at the receiving side.

Покажем искажения фазового сигнала при непрерывной фазовой модуляции меандром. Сигнал содержит дискретные спектральные составляющие с амплитудой ск, фазой φк и постоянную составляющую со, выражающие среднее значение функции за период. Спектр дискретный. Для меандра период повторения импульсов Тп=2τ, где τ - длительность импульса. Основная модулирующая частота ω1=2π/τ. Частоты спектральных составляющих kω1. Пусть фазомодулированный сигнал передающего устройства имеет υН=0; υВ=90 град. На Фиг.6а показан сигнал, содержащий три гармоники и постоянную составляющую по формуле 1+sin(ω1)+0.3·sin(3·ω1)+0.15·sin(5·ω1). На Фиг.6 показан сигнал, содержащий две гармоники ω1 и 3ω1.We show the distortion of the phase signal during continuous phase modulation by the meander. The signal contains discrete spectral components with an amplitude c k , phase φ k and a constant component c o , expressing the average value of the function over a period. The spectrum is discrete. For the meander, the pulse repetition period is T p = 2τ, where τ is the pulse duration. The main modulating frequency ω 1 = 2π / τ. The frequencies of the spectral components kω 1 . Let the phase-modulated signal of the transmitting device has υ Н = 0; υ В = 90 deg. On figa shows a signal containing three harmonics and a constant component according to the formula 1 + sin (ω 1 ) + 0.3 · sin (3 · ω 1 ) + 0.15 · sin (5 · ω 1 ). Figure 6 shows a signal containing two harmonics ω 1 and 3ω 1 .

Рассмотрим два случая синхронизации импульсов частотой 3ω1 или ω1 на приемной стороне:Consider two cases of synchronization of pulses with a frequency of 3ω 1 or ω 1 on the receiving side:

А - передачи бит информации в виде последовательности …111000111000…111000…, содержащей повторяющуюся последовательность, состоящую из шести символов 111000. Последовательность передается суммой двух частот ω1 и 3ω1. Синхроимпульсы бит информации образуются (на передающей и приемной стороне) от сигнала частоты 3ω1 и синхронизованы, как изображено на Фиг.7.A - transmission of information bits in the form of a sequence ... 111000111000 ... 111000 ... containing a repeating sequence consisting of six 111000 characters. The sequence is transmitted by the sum of two frequencies ω 1 and 3ω 1 . The clock pulses of the information bits are generated (on the transmitting and receiving side) from the frequency signal 3ω 1 and are synchronized, as shown in Fig.7.

Б - передачи бит информации в виде последовательности …10101010…. Последовательность передается суммой двух частот ω1 и 3ω1. Синхроимпульсы бит информации образуются от сигнала частоты ω1 и синхронизованы, как изображено на фиг.8.B - transmission of information bits in the form of a sequence ... 10101010 .... The sequence is transmitted by the sum of two frequencies ω 1 and 3ω 1 . The clock pulses of the information bits are generated from the frequency signal ω 1 and synchronized, as shown in Fig. 8.

Для записи сигналов применены обозначения: x=ω1; (1), (0) - коэффициенты, обозначающие наличие или отсутствие составляющей сигнала; доплеровское смещение Δω частоты учитывается коэффициентом Δω/ω, записывается в виде х·(1+0,015), где 0,015=Δω/ω; фаза составляющей в момент времени t записывается в радианах при условии, что 2π соответствует периоду частоты биений. На Фиг.9в в периоде биений ТБ колебательного процесса показано 28 периодов частоты 3ω1, 168 бит информации. Для подвижной системы координат, фаза φБ=0 рад частоты биений Δω равна нулю в момет t1, вид фазового сигнала для шести первых бит показан на Фиг.9г рис.га. На Фиг.9г: рис.га; рис.гб; рис.гв; рис.гг и рис.гд показан вид фазового сигнала при значениях фаз: 0; 1,36; 3,14; 4,5 и 6,28 рад (на периоде биений 168 бит). Для частоты биений 181,8 Гц, несущей частоты 11000·106 Гц, скорости передачи бит информации - 60 Мбит/с, период биений оказывается 5,5 мс. На периоде биений будет 330·103 бит информации. При значениях фаз разностной частоты: 1,36; 3,14; 4,5 и 6,28 рад вид фазового сигнала будет, как на рис.гб; рис.гв; рис.гг и рис.гд.To record the signals used notation: x = ω 1 ; (1), (0) - coefficients indicating the presence or absence of a signal component; the Doppler frequency shift Δω is taken into account by the coefficient Δω / ω, is written in the form x · (1 + 0.015), where 0.015 = Δω / ω; the phase of the component at time t is written in radians, provided that 2π corresponds to the period of the beat frequency. On figv in the period of beats T B the oscillatory process shows 28 periods of frequency 3ω 1 , 168 bits of information. For a moving coordinate system, the phase φ B = 0 rad beat frequency Δω is equal to zero at moment t 1 , the phase signal for the first six bits is shown in Fig. On Figg: fig.ga; pic gb; fig. guards; Fig. gg and Fig. gd shows the type of phase signal at phase values: 0; 1.36; 3.14; 4.5 and 6.28 rad (for a beat period of 168 bits). For the beat frequency of 181.8 Hz, the carrier frequency of 11000 · 10 6 Hz, the bit rate of the information is 60 Mbit / s, the beat period is 5.5 ms. On the beat period there will be 330 · 10 3 bits of information. With the values of the phases of the difference frequency: 1.36; 3.14; 4.5 and 6.28 rad the form of the phase signal will be, as in fig. GB; fig. guards; fig.yy and fig.yy

На фиг.11 показан фазовый согнал, имеющий колебание постоянной составляющей в подвижной системе координат, колебание постоянной составляющей с периодом ТД, биения с периодом ТБ. При уменьшении доплеровской частоты fд до нуля доплеровское смещение разностных частот составляющих спектра также уменьшается до нуля, а составляющая смещения фазового сигнала от этого пропадает.11 shows a phase driven signal having a constant component oscillation in a moving coordinate system, a constant component oscillation with a period T D , a beat with a period T B. When the Doppler frequency f d is reduced to zero, the Doppler shift of the difference frequencies of the spectrum components also decreases to zero, and the component of the phase signal offset from this disappears.

Иллюстрация компенсации фазового сигнала блоком сдвига полосы частот (БСПЧ) 9.Illustration of phase signal compensation by a frequency shift unit (BSPH) 9.

На Фиг.12а представлена реализация излучаемого фазового сигнала на интервале Т, показана (пунктирными линиями) огибающая излучаемого сигнала во временной области на отрезке Т, фазовая модуляция 0; 90°.On Fig a presents the implementation of the emitted phase signal in the interval T, is shown (in dashed lines) the envelope of the emitted signal in the time domain on the segment T, phase modulation 0; 90 °.

На Фиг.12б представлены синхроимпульсы отсчетов фазы. Предполагается, для простоты, за время информационного бита цифровой фазовый детектор снимает два отсчета фазы, первый (υ1) отсчет нулевого уровня, второй (υ2) отсчет сигнала. Для объяснения возникновения инверсий воспользуемся «решающим правилом» определения информационного бита: (υ21)>0 - бит есть, (υ21)≤0 - бита нет.On Fig b presents the clock pulses of the phase samples. For simplicity, it is assumed that during the information bit the digital phase detector takes two phase samples, the first (υ 1 ) zero level sample, the second (υ 2 ) signal sample. To explain the occurrence of inversions, we use the “decisive rule” for determining the information bit: (υ 21 )> 0 - there is a bit, (υ 21 ) ≤0 - there is no bit.

На Фиг.12в представлен код излучаемого сигнала.On Fig in the code of the emitted signal.

На Фиг.12г представлена реализация принимаемого сигнала в смеси с ПФС. На фиг. видно, что полезный сигнал (с модуляцией 0; 90°) в сумме с помехой достигает уровня 2π и наблюдается инверсия символов.12 g shows the implementation of the received signal in a mixture with SFC. In FIG. it is seen that the useful signal (with modulation 0; 90 °) in total with the interference reaches the level of 2π and the inversion of the characters is observed.

Инверсия символов возникла на четвертом, пятом и шестом битовом символах.Character inversion occurred on the fourth, fifth and sixth bit characters.

На Фиг.13а представлен сигнал с выхода фазового детектора, записанный в оперативную память.On Fig a presents the signal from the output of the phase detector recorded in RAM.

На Фиг.13б представлены синхроимпульсы отсчетов фазы.On Fig b presents the clock of the phase samples.

На Фиг.13в представлен код символов блока информации, который был бы зафиксирован, если бы не было преобразований, записанных в оперативную память отсчетов.On Fig in presents the character code of the information block, which would be fixed if there were no transformations recorded in the random access memory of the samples.

На Фиг.13г представлено рассчитанное смещение фаз.13 g shows the calculated phase displacement.

На Фиг.13д представлены преобразованные отсчеты фаз.13 d shows converted phase samples.

На Фиг.13е представлен код символов блока информации, полученный «решающим правилом» после выполнения алгоритма преобразования.On Fig e presents the character code of the information block obtained by the "decision rule" after the execution of the conversion algorithm.

При заданных допустимых отношениях сигнал/шум вероятность формирования ошибок в кодах цифрового потока мала, ошибки исправляются применением декодирования. В этом задержки времени приема информации не происходит.For given acceptable signal-to-noise ratios, the probability of errors in the digital stream codes is small, errors are corrected by decoding. In this time delay, information reception does not occur.

Задержка в появлении бит блока на втором входе получателя информации (ПИ) 6 возникает, когда блоки, обеспечивающие компенсацию, включаются в работу командой «Включено», которая вырабатывается демодулятором (ДМ) 4, что происходит при сильном влиянии эффекта Доплера, возникновении всплесков помех, в том числе от падения мощности сигнала. В результате работы БОФС и БСПЧ уменьшается количество ошибок для исправления декодером, декодирование становится эффективным и потери блоков информации радиоприемником уменьшаются.The delay in the appearance of a block bit at the second input of the information recipient (PI) 6 occurs when the blocks providing compensation are included in the operation by the “Enabled” command, which is generated by the demodulator (DM) 4, which occurs when the Doppler effect is strong, bursts of noise occur, including from a drop in signal power. As a result of the BOFS and BSPCH operation, the number of errors for correction by the decoder decreases, decoding becomes effective and the loss of information blocks by the radio receiver is reduced.

Источники информацииInformation sources

1. И.М.Тепляков и др. «Радиосистемы передачи информации», М.: «Радио и связь», 1982, с.69-83, 230-234.1. I. M. Teplyakov and others. "Radio transmission systems", M .: "Radio and communication", 1982, p. 69-83, 230-234.

2. Устройство по патенту Российской Федерации №2197064 (заявка 2001105566/09 от 27.02.2007, МПК Н04В 1/10, H04L 27/22).2. The device according to the patent of the Russian Federation No. 2197064 (application 2001105566/09 of 02.27.2007, IPC Н04В 1/10, H04L 27/22).

3. Л.Е.Варакин «Системы связи с шумоподобными сигналами», М.: «Радио и связь», 1985, с.154, 173, 205, рис.7.1, рис.9.1.3. L.E. Varakin “Communication systems with noise-like signals”, M .: “Radio and communication”, 1985, p.154, 173, 205, fig. 7.1, fig. 9.1.

4. Березин Л.В. и Вейцель В.А. Теория и проектирование радиосистем. «Сов. Радио», 1977, с.428.4. Berezin L.V. and Weitzel V.A. Theory and design of radio systems. “Owls. Radio ", 1977, p. 428.

5. Мелешков Г.А. Устройство сдвига полосы частот, по авторскому свидетельству СССР №824401, 1979.5. Meleshkov G.A. The device for shifting the frequency band, according to the copyright certificate of the USSR No. 824401, 1979.

6. Тузов Г.И. и др. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. «Радио и связь», 1985, с.186, 204.6. Aces G.I. and others. Interference immunity of radio systems with complex signals. “Radio and communication”, 1985, p.186, 204.

7. Колчинский В.Е. и др. Автономные доплеровские устройства и системы навигации летательных аппаратов. «Сов. Радио», 1975, с.10-11.7. Kolchinsky V.E. and others. Autonomous Doppler devices and aircraft navigation systems. “Owls. Radio ", 1975, p.10-11.

Claims (3)

1. Радиоприемник цифровой информации, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр, согласованный фильтр, балансный модулятор, демодулятор, декодер блочный, получатель информации, причем второй вход балансного модулятора подключен к выходу генератора шумоподобных сигналов, причем со второго выхода демодулятора снимаются отсчеты сигнала фазового детектора амплитудного, отличающийся тем, что в него введены прерыватель приема блока сигналов, вход которого подключен ко второму выходу декодера блочного, блок памяти цифровых отсчетов сигнала фазового детектора амплитудного, блок обработки фазового сигнала, выполняющего функции определения оценок компенсируемых частоты и фазы по отсчетам сигнала блока памяти, блок сдвига полосы частот, выполняющий функции компенсации паразитных фазовых смещений в записанных отсчетах сигнала блока памяти, решающий блок символьный, второй декодер блочный, причем выход прерывателя приема блока сигналов командой «Включено» открывающий работу блоков, подключен к первым входам блока обработки фазового сигнала и блока сдвига полосы частот, выход которого через последовательно соединенные решающий блок символьный и второй декодер блочный подключен ко второму входу получателя информации, второй выход демодулятора подключен к входу блока памяти, выход цифровых отсчетов которого соединен со вторым входом блока обработки фазового сигнала и третьим входом блока сдвига полосы частот, второй вход которого подключен к выходу компенсируемых частоты и фазы блока обработки фазового сигнала.1. A digital information radio receiver comprising a series-connected band-pass filter, a matched filter, a balanced modulator, a demodulator, a block decoder, an information receiver, the second input of the balanced modulator connected to the output of the noise-like signal generator, and the signal from the amplitude amplitude phase detector being taken from the second output of the demodulator, characterized in that a breaker for receiving a block of signals, the input of which is connected to the second output of the block decoder, is inserted into it, a digital memory block of accounts of the amplitude phase detector signal, a phase signal processing unit that performs the function of determining estimates of the compensated frequency and phase from the samples of the memory block signal, a frequency band shift unit that performs the functions of compensating for stray phase displacements in the recorded samples of the memory unit signal, the decider block is character, the second block decoder moreover, the output of the chopper receiving the signal block with the “On” command opening the operation of the blocks is connected to the first inputs of the phase signal processing block and the shift block in a frequency axis, the output of which, through a decimal unit connected in series, the character and the second block decoder is connected to the second input of the information receiver, the second output of the demodulator is connected to the input of the memory block, the output of the digital samples of which is connected to the second input of the phase signal processing unit and the third input of the frequency band shift unit , the second input of which is connected to the output of the compensated frequency and phase of the phase signal processing unit. 2. Радиоприемник цифровой информации по п.1, отличающийся тем, что вход демодулятора является входом фазового детектора амплитудного и входом детектора энергетического, выход которого является первым выходом демодулятора, второй выход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу фазового детектора амплитудного.2. The digital information radio receiver according to claim 1, characterized in that the demodulator input is an input of an amplitude phase detector and an energy detector input, the output of which is the first output of a demodulator, the second output of which is connected to the output of an analog-to-digital converter, the input of which is connected to the phase output amplitude detector. 3. Радиоприемник цифровой информации по п.1, отличающийся тем, что вход демодулятора является входом второго фазового детектора амплитудного, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом второго решающего блока символьного, выход которого является первым выходом демодулятора, второй выход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя. 3. The digital information radio receiver according to claim 1, characterized in that the demodulator input is the input of a second amplitude amplitude phase detector, the output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the second symbol decoding unit, the output of which is the first output of the demodulator, the second output of which is connected to the output of an analog-to-digital converter.
RU2008126696/09A 2008-06-30 2008-06-30 Radio receiver of digital information RU2371845C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126696/09A RU2371845C1 (en) 2008-06-30 2008-06-30 Radio receiver of digital information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126696/09A RU2371845C1 (en) 2008-06-30 2008-06-30 Radio receiver of digital information

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2371845C1 true RU2371845C1 (en) 2009-10-27

Family

ID=41353297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008126696/09A RU2371845C1 (en) 2008-06-30 2008-06-30 Radio receiver of digital information

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2371845C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530322C1 (en) * 2013-06-04 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method for radio reception of high-speed information of space radio line, and device for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530322C1 (en) * 2013-06-04 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method for radio reception of high-speed information of space radio line, and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7426234B2 (en) Synchronization signal detector and method
US6614864B1 (en) Apparatus for and method of adaptive synchronization in a spread spectrum communications receiver
US6671311B1 (en) Receiver for use in a code shift keying spread spectrum communications system
US20120281740A1 (en) Transmitting apparatus, receiving apparatus and communication system
JP2009074856A (en) Spread spectrum radar system
US6985512B1 (en) Asynchronous spread-spectrum communications
US20080025431A1 (en) Transmitting apparatus and method, receiving apparatus and method
GB2528769A (en) Radio communication
RU2371845C1 (en) Radio receiver of digital information
US6002711A (en) Spread spectrum communication system for error compensation of carrier frequency
JP2006261826A (en) Receiving apparatus and method
JP2004150892A (en) Time synchronization signal transmitting apparatus, time synchronization signal receiving apparatus, and time synchronization signal carrier system
US8155243B2 (en) Method for the detection of symbols and associated receiver
JP2001223674A (en) Spread spectrum demodulator
RU2295778C1 (en) Method of provision of radiocommunication between guided objects and center of guidance
KR20060069220A (en) Device and method for timing recovery based on window
JP5286321B2 (en) Method and system for bit detection and synchronization
RU2435323C2 (en) Method to transfer information by means of noise-like signals
KR20090107052A (en) Phase correction device
JP4621046B2 (en) Frequency error detection device and reception device
JP4565163B2 (en) Impulse transmission method and receiving apparatus
KR100431768B1 (en) Frequency shift keying data detection system
JP3877607B2 (en) Offset frequency detection method and synchronization deviation amount detection method
Othman et al. Phase offset estimation of SOQPSK waveform by the analysis of the angle distribution
Damman et al. Signal-Agnostic Technique for Satellite Doppler Correction

Legal Events

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

Effective date: 20100701