RU2372713C1 - Приемное устройство многочастотного сигнала - Google Patents
Приемное устройство многочастотного сигнала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2372713C1 RU2372713C1 RU2008139176/09A RU2008139176A RU2372713C1 RU 2372713 C1 RU2372713 C1 RU 2372713C1 RU 2008139176/09 A RU2008139176/09 A RU 2008139176/09A RU 2008139176 A RU2008139176 A RU 2008139176A RU 2372713 C1 RU2372713 C1 RU 2372713C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- computer
- signal
- output
- threshold
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в средствах радиосвязи. Технический результат - повышение эффективности приема многочастотного сигнала. Это достигается тем, что в устройство введены первый (3) и второй (4) вычислители, а также n блоков сравнения с порогом (5.1-5.n), выход каждого из которых является соответствующим выходом устройства, при этом n выходов первого вычислителя (3) соединены с соответствующими входами второго вычислителя (4) и вторыми входами соответствующих блоков сравнения с порогом (5.1-5.n), а первые входы каждого из них подсоединены к выходу второго вычислителя (4), кроме того, выход каждого из n интеграторов (2.1-2.n) соединен с соответствующим входом первого вычислителя (3). 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в средствах радиосвязи.
Известны устройства связи с частотным разделением каналов, описанные в учебном пособии «Системы, сети и устройства телекоммуникаций». Учебное пособие. // В.И.Николаев, Ю.Б.Нечаев, В.В.Прилепский, С.С.Гремяченский. Воронежский научно-исследовательский институт связи, 2004, стр.81, 82, недостатком которых является низкая скорость передачи данных, ограниченная временными характеристиками узкополосных фильтров, за счет которых осуществляется формирование и разделение сигналов.
Известны устройства связи с временным разделением каналов, описанные в учебном пособии «Системы, сети и устройства телекоммуникаций». Учебное пособие. // В.И.Николаев, Ю.Б.Нечаев, В.В.Прилепский, С.С.Гремяченский. Воронежский научно-исследовательский институт связи, 2004, стр.82, 83, недостатком которых является невысокая скорость передачи информации, ограниченная полосой пропускания одного информационного канала.
Известны устройства, в которых используются сигналы с расширением спектра за счет применения фазовой манипуляции, описанные в учебном пособии «Основы теории радиотехнических систем». Учебное пособие. // В.И.Борисов, В.М.Зинчук, А.Е.Лимарев, Н.П.Мухин. Под ред. В.И.Борисова. Воронежский научно-исследовательский институт связи, 2004, стр.251-254», недостатком которых является невысокая скорость передачи информации, ограниченная полосой сигнала, которая после соответствующей обработки сужается в коэффициент сжатия раз.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является оптимальный максимума правдоподобия детектор, описанный в книге Прокис Джон «Цифровая связь». Пер. с англ. / Под ред. Д.Д.Кловского. - М.: Радио и связь. 2000, стр.141, 208, 219-221, 593-596, принятый за прототип.
Структурная схема устройства-прототипа приведена на фиг.1, где обозначено:
1.1-1.n - блоки умножения;
2.1-2.n - интеграторы;
6.1-6.n - сумматоры;
7 - блок выбора по максимуму.
Устройство-прототип содержит n линеек, состоящих из соответствующих последовательно соединенных блока умножения 1, интегратора 2 и сумматора 6, причем выход каждого сумматора 6.1-6.n соединен с соответствующим входом блока выбора по максимуму 7, выход которого является выходом устройства. Кроме того, первые входы блоков умножения 1.1-1n объединены и являются входом устройства, вторые входы этих блоков являются входами для соответствующих опорных напряжений Sоп.1-Sоп.n. Вторые входы сумматоров 6.1-6.n являются входами для соответствующих отрицательных пороговых напряжений Е1/2-Е1/n.
Устройство-прототип работает следующим образом.
На вход устройства поступает аддитивная смесь сигнала и помехи
где Us - сигнал,
Up - помеха.
После умножения на соответствующие опорные сигналы Sоп.i в блоках умножения 1.1-1.n и интегрирования интеграторами 2.1-2.n на выходах интеграторов 2.1-2.n образуется соответствующая аддитивная смесь сигнала и помехи - результат преобразования сигнала и помехи, т.е. умножения на опорный сигнал и интегрирования (корреляционные метрики):
где Kis, Кip - коэффициенты преобразования сигнала и помехи соответственно, зависящие от вида используемой системы ортогональных функций.
В блоке выбора по максимуму 7 выбирается сигнал, соответствующий наибольшей корреляционной метрике.
Недостатком прототипа является низкая эффективность приема многочастотного сигнала.
Для устранения указанного недостатка в приемное устройство, содержащее n параллельных линеек, каждая из которых состоит из соответствующих последовательно соединенных блока умножения и интегратора, при этом первые входы n блоков умножения объединены и являются входом устройства, вторые входы блоков умножения являются входами для соответствующих опорных напряжений, согласно изобретению введены первый и второй вычислители, а также n блоков сравнения с порогом, выход каждого из которых является соответствующим выходом устройства, при этом n выходов первого вычислителя соединены с соответствующими входами второго вычислителя и вторыми входами соответствующих блоков сравнения с порогом, а первые входы каждого из них подсоединены к выходу второго вычислителя, кроме того, выход каждого из n интеграторов соединен с соответствующим входом первого вычислителя.
Структурная схема заявляемого устройства приведена на фиг.2, где обозначено:
1.1-1.n - блоки умножения;
2.1-2.n - интеграторы;
3, 4 - первый и второй вычислители;
5.1-5.n - блоки сравнения с порогом.
Предлагаемое устройство содержит n параллельных линеек (каналов), каждая из которых состоит из соответствующих последовательно соединенных блока умножения 1 и интегратора 2, причем выход каждого интегратора 2.1-2.n соединен с соответствующим входом первого вычислителя 3, n выходов которого соединены с соответствующими n входами второго вычислителя 4 и вторыми входами соответствующих блоков сравнения с порогом 5.1-5.n, первые входы которых подсоединены к выходу второго вычислителя 4.
Выходы блоков сравнения с порогом 5.1-5.n являются выходами устройства. При этом первые входы блоков умножения 1.1-1.n объединены и являются входом устройства, вторые входы этих блоков являются входами для соответствующих опорных напряжений Sоп.1-Sоп.n.
В качестве первого 3 и второго 4 вычислителей может быть использован процессор или программируемая логическая интегральная схема ПЛИС. Количество соединений между первым 3 и вторым 4 вычислителями определяется типами используемых процессоров или ПЛИС.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В передатчике радиостанции многочастотный сигнал (с неравномерной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ)) формируется в виде суммы п сигналов следующего вида (фиг.3, 4)
если сигнал передается и
если сигнал не передается,
где Fв, Fн - верхняя и нижняя частоты многочастотного сигнала соответственно,
fсi - частота спектра сигнала,
fвсi, fнсi - верхняя и нижняя частоты части любого сигнала, за счет использования которой передается информация,
i - номер сигнала с центральной частотой части спектра сигнала fцi, за счет использования которой передается информация.
Значение центральной частоты части спектра, в которой передается информация, определяется следующим образом:
где fс, F3 - ширина полосы сигнала и ширина полосы защитного частотного интервала соответственно.
Защитный частотный интервал используется, поскольку на практике форма спектра сигнала отличается от прямоугольной.
Значения центральной частоты спектров сигналов могут быть записаны также в следующем виде:
Коэффициент преобразования (к) записывается в виде:
В данном случае в качестве метода модуляции используется частотная манипуляция, т.е.
наличие сигнала на f1 (Uсi=U2) - передается 1,
наличие сигнала на f2 (Uсi=U1) - передается 0.
На вход устройства поступает аддитивная смесь сигнала и помехи:
где Uci, Upi, ωci, ωpi, φci, φp - амплитуда, частота и фаза частотных составляющих сигнала и помехи соответственно;
N - число несущих (центральных) частот;
K - число частотных составляющих помехи.
После умножения на соответствующие опорные сигналы и интегрирования на выходе n-го канала аддитивная смесь сигнала и помехи может быть записана следующим образом:
где Dcni, Dpni - коэффициенты преобразования i-й составляющей сигнала и помехи в n-ом канале (линейке) соответственно.
Произведя вычисления получим, что для i≠k
где Uо - амплитуда опорного напряжения.
Для i=n
Причем коэффициенты Dni одинаковы для частотной составляющей сигнала и составляющей помехи на той же частоте.
Поскольку коэффициенты Dni одинаковы для частотной составляющей сигнала и составляющей помехи на той же частоте, система линейных уравнений (8) может быть записана следующим образом
Система уравнений (11) является системой n линейных уравнений с n неизвестными. Неизвестными здесь являются сумма произведения амплитуды сигнала на косинус φci и помехи - на косинус φpi составляющих сигнала и составляющих помехи одной и той же частоты
Значения неизвестных рассчитываются в первом вычислителе 3. Расчет значений неизвестных осуществляется любым известным методом решения систем линейных уравнений.
Во второй вычислитель 4 поступают рассчитанные в первом вычислителе 3 суммы произведения амплитуды сигнала на косинус φci и помехи - на косинус φpi составляющих сигнала и составляющих помехи одной и той же частоты.
Во втором вычислителе 4 рассчитываются значения пороговых напряжений для сигналов.
Расчет значения порогового напряжения осуществляется следующим образом.
Среди рассчитанных значений суммы произведения амплитуды сигнала на косинус φci и помехи - на косинус φpi отыскиваются максимальное и минимальное значения этих суммарных сигналов
В качестве порогового напряжения используется среднее значение максимальной и минимальной амплитуд суммарных сигналов
На первые входы блоков сравнения с порогом 5.1-5.n подаются одинаковые постоянные напряжения с амплитудой Ucp.
Сигнал с неравномерной АЧХ может формироваться за счет применения метода обратного преобразования Фурье (ОбПФ), за счет использования специальных фильтров, имеющих АЧХ необходимой формы.
Заявленное устройство направлено на решение задачи восстановления в цифровом виде значений сумм произведений амплитуд составляющих сигнала на косинус φci и помехи на косинус φpi, для каждой частоты, которые используются при формировании сигнала, причем сигналы в данном случае могут формироваться с использованием произвольной сетки частот, а не только с использованием сетки кратных частот (например, ω, 2ω, 3ω и т.д.), как в случае использования сигналов с ортогональным частотным уплотнением (OFDM).
Повышение эффективности приема многочастотного сигнала в данном случае обеспечивается за счет того, что в цифровом виде восстанавливаются значения сумм произведений амплитуд составляющих сигнала на косинус φci и помехи на косинус φpi для каждой частоты, которые используются при формировании сигнала, которые затем сравнивается с порогом, в отличие от прототипа, в котором с порогом сравнивается сумма корреляционных откликов сигналов, сформированных на всех поднесущих (т.е. умножения на опорный сигнал и интегрирования).
Claims (5)
1. Приемное устройство многочастотного сигнала, содержащее n параллельных линеек, каждая из которых состоит из соответствующих последовательно соединенных блока умножения и интегратора, при этом первые входы n блоков умножения объединены и являются входом устройства, вторые входы блоков умножения являются входами для соответствующих опорных напряжений, отличающееся тем, что введены первый вычислитель - вычислитель значений амплитуд суммы сигнала и помехи, и второй вычислитель - вычислитель значений пороговых напряжений, а также n блоков сравнения с порогом, выход каждого из которых является соответствующим выходом устройства, при этом n выходов первого вычислителя соединены с соответствующими входами второго вычислителя и вторыми входами соответствующих блоков сравнения с порогом, а первые входы каждого из них подсоединены к выходу второго вычислителя, кроме того, выход каждого из n интеграторов соединен с соответствующим входом первого вычислителя.
2. Приемное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве первого и второго вычислителей использован процессор.
3. Приемное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве первого и второго вычислителей использована программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС).
4. Приемное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве первого вычислителя использована ПЛИС, а в качестве второго вычислителя - процессор.
5. Приемное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве первого вычислителя использован процессор, а в качестве второго - ПЛИС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008139176/09A RU2372713C1 (ru) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Приемное устройство многочастотного сигнала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008139176/09A RU2372713C1 (ru) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Приемное устройство многочастотного сигнала |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2372713C1 true RU2372713C1 (ru) | 2009-11-10 |
Family
ID=41354858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008139176/09A RU2372713C1 (ru) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Приемное устройство многочастотного сигнала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2372713C1 (ru) |
-
2008
- 2008-10-01 RU RU2008139176/09A patent/RU2372713C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5335134B2 (ja) | 周波数オフセット推定方法および周波数オフセット推定装置 | |
Fish et al. | Delay-Doppler channel estimation in almost linear complexity | |
CN107534633B (zh) | 载波相位调制方法及装置以及检测多级相位编码数字信号的应用 | |
CN1243629A (zh) | 数据传输方法和无线系统 | |
JP2013507024A (ja) | デジタル・データをマルチキャリア送信するためのシステムおよびそのシステムを用いた送信方法 | |
CN111713081B (zh) | Ofdm信号和噪声估计 | |
MX2013015077A (es) | Metodo y modulo para estimar la distorsión de frecuencia en un sistema digital de telecomunicaciones. | |
CN101371251A (zh) | 通信系统中用于信道估计的插值方法及相关设备 | |
RU2372713C1 (ru) | Приемное устройство многочастотного сигнала | |
Cui et al. | An efficient filter banks based multicarrier system in cognitive radio networks | |
Mfeze et al. | Comparative approach of Doppler spectra for fading channel modelling by the filtered white Gaussian noise method | |
CN113315733B (zh) | 一种时频同步方法、通信系统及存储介质 | |
RU2358401C1 (ru) | Устройство для передачи и приема дискретных сообщений с использованием сигналов с прямым расширением и автокорреляционным сжатием спектра | |
RU2682904C1 (ru) | Способ обмена информацией с использованием модуляции частотным сдвигом и когерентным накоплением сигнала | |
Sagar et al. | FPGA Implementation of 8-bit SSA Multiplier for designing OFDM Transceiver | |
RU2642846C2 (ru) | Способ определения координат источника радиоизлучения | |
Guo et al. | Super-Resolving a Frequency Band [Tips & Tricks] | |
Iliev et al. | Necessary conditions for synthesis of side-lobe suppression filters for phase manipulated signals | |
CN104980390B (zh) | 一种双斜率组合chirp信号的解调方法 | |
Ge et al. | High performance compressed sampling for OFDM-UWB systems | |
RU141481U1 (ru) | Радиолиния с повышенной помехозащищенностью передачи сигналов | |
Iliev et al. | A Survey of Periodic Binary Nearly Perfect Signals with Lengths N≡ 1mod4 | |
RU2456743C1 (ru) | Способ адаптивного подавления помех | |
KR101818656B1 (ko) | 2 이상의 샘플링 채널을 사용하여 신호의 복소 샘플링을 수행하고 이들 채널들 간에 시간지연을 계산하기 위한 방법 및 시스템 | |
RU2369018C1 (ru) | Система передачи информации хаотическими сигналами |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201002 |