RU2454014C1 - Method of demodulating differential phase-shift keying modulation signals (versions) - Google Patents

Method of demodulating differential phase-shift keying modulation signals (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2454014C1
RU2454014C1 RU2010151743/08A RU2010151743A RU2454014C1 RU 2454014 C1 RU2454014 C1 RU 2454014C1 RU 2010151743/08 A RU2010151743/08 A RU 2010151743/08A RU 2010151743 A RU2010151743 A RU 2010151743A RU 2454014 C1 RU2454014 C1 RU 2454014C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
value
correlation function
signal
threshold value
calculated
Prior art date
Application number
RU2010151743/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Аверьянов (RU)
Александр Викторович Аверьянов
Видим Игоревич Бобровский (RU)
Видим Игоревич Бобровский
Сергей Викторович Дворников (RU)
Сергей Викторович Дворников
Сергей Сергеевич Дворников (RU)
Сергей Сергеевич Дворников
Иван Владимирович Иванов (RU)
Иван Владимирович Иванов
Александр Иванович Осадчий (RU)
Александр Иванович Осадчий
Андрей Александрович Устинов (RU)
Андрей Александрович Устинов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2010151743/08A priority Critical patent/RU2454014C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2454014C1 publication Critical patent/RU2454014C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: method relates to methods of receiving digital signals transmitted via differential phase-shift keying (DPSK) modulation. The method is characterised by that a signal is received and filtered and its amplitude is equalised; a reference signal is generated and correlation function thereof is calculated, the correlation function is successively integrated and its value is recorded; the modulus of the difference between values of the correlation functions at different time intervals is calculated and compared with a preset threshold value; the received data entry is assigned a value "one" or "zero" based on the comparison result, wherein the threshold value at each decision-making step is corrected depending on the ratio of "ones" and "zeros" in the demodulated signal. The disclosed versions are distinguished by different methods of correcting the threshold value.
EFFECT: high noise immunity owing to adaptive change of the threshold value for making a decision on the received symbol depending on probability of appearance of logic "ones" and "zeros" in the output sequence of the demodulator in conditions of variation of the level of demodulated signal in a wide range.
7 cl, 3 dwg

Description

Изобретения объединены единым изобретательским замыслом, относятся к радиотехнике, а именно к способам приема цифровых сигналов, передаваемых методом относительной фазовой модуляцией (ОФМ), и могут быть реализованы при демодуляции сигналов с относительной фазовой модуляцией.The inventions are united by a single inventive concept, relate to radio engineering, and in particular to methods for receiving digital signals transmitted by the method of relative phase modulation (OFM), and can be implemented when demodulating signals with relative phase modulation.

Известен способ демодуляции сигналов с ОФМ, описанный в [Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. Пер. с англ. / Под ред. В.В.Маркова. - М.: Связь, 1979, с.300]. Известный способ-аналог заключается в том, что формируют два (синфазный и квадратурный) опорных гармонических сигнала с частотой, равной средней частоте демодулируемого сигнала. Вычисляют на длительности элемента сигнала корреляционные функции раздельно с синфазным и квадратурным опорными сигналами. В момент окончания элемента сигнала фиксируют отсчеты указанных корреляционных функций. Оценку фазы демодулируемого сигнала выполняют путем вычисления функции arctg для отношения этих отсчетов. Затем сравнивают полученную оценку фазы с соответствующей оценкой фазы, полученной на предшествующем элементе сигнала, после чего принимают решение по методу сравнения фаз о переданном информационном символе.There is a method of demodulating signals from OFM, described in [Spilker J. Digital satellite communications. Per. from English / Ed. V.V. Markova. - M .: Communication, 1979, p. 300]. The known analogue method is that they form two (in-phase and quadrature) reference harmonic signals with a frequency equal to the average frequency of the demodulated signal. The correlation functions are calculated on the duration of the signal element separately from the in-phase and quadrature reference signals. At the end of the signal element, the samples of the indicated correlation functions are fixed. The phase estimation of the demodulated signal is performed by calculating the arctg function for the ratio of these samples. Then, the obtained phase estimate is compared with the corresponding phase estimate obtained on the previous signal element, after which a decision is made by the phase comparison method of the transmitted information symbol.

Недостатком указанного способа-аналога является относительно низкая его помехозащищенность, поскольку в условиях помех оценка фазы на выходе демодулятора перестает быть линейно зависимой от фазы демодулируемого сигнала.The disadvantage of this analogue method is its relatively low noise immunity, since under interference conditions the phase estimation at the demodulator output ceases to be linearly dependent on the phase of the demodulated signal.

Известен способ-аналог [патент РФ №2099892, 1997 г., МПК 6 H04L 27/22], заключающийся в том, что для ослабления влияния помех, находящихся вне полосы частот демодулируемого сигнала, предварительно осуществляют его фильтрацию. Так как в сигнале ОФМ информационным параметром является изменение фазы несущей, то для повышения помехозащищенности после фильтрации сигналов ОФМ осуществляют их ограничение по амплитуде. В результате из гармонического сигнала S(t) формируется последовательность прямоугольных импульсов Sп(t), соответствующих знаку мгновенных значений сигнала S(t). Затем формируют пару опорных последовательностей прямоугольных импульсов

Figure 00000001
и
Figure 00000002
, соответствующих знаку мгновенных значений синфазного и квадратурного гармонических сигналов с частотой, равной средней частоте демодулируемого сигнала, и вычисляют на длительности элемента сигнала две корреляционные функции Y и Х последовательности Sп(t) прямоугольных импульсов с опорными импульсными последовательностями
Figure 00000003
и
Figure 00000004
соответственно. В результате получают в момент окончания элемента сигнала отсчеты Yп и Хп указанных корреляционных функций и принимают решение о переданном информационном символе на основе сформированной оценки фазы сигнала. Затем определяют знаки отсчетов Yп и Хп, вычисляют абсолютные значения отсчетов и формируют оценку фазы сигнала путем сравнения с константой.The known analogue method [RF patent No. 2099892, 1997, IPC 6 H04L 27/22], which consists in the fact that to attenuate the effects of interference outside the frequency band of the demodulated signal, it is preliminarily filtered. Since the information parameter in the OFM signal is the change in the phase of the carrier, in order to increase the noise immunity after filtering the OFM signals, they are limited in amplitude. As a result, a sequence of rectangular pulses S p (t) corresponding to the sign of the instantaneous values of the signal S (t) is formed from the harmonic signal S (t). Then form a pair of reference sequences of rectangular pulses
Figure 00000001
and
Figure 00000002
corresponding to the sign of the instantaneous values of the in-phase and quadrature harmonic signals with a frequency equal to the average frequency of the demodulated signal, and two correlation functions S p (t) of rectangular pulses with reference pulse sequences are calculated for the duration of the signal element
Figure 00000003
and
Figure 00000004
respectively. As a result, samples Y p and X p of the indicated correlation functions are obtained at the end of the signal element and a decision is made on the transmitted information symbol based on the generated signal phase estimate. Then determine the signs of the samples Y p and X p , calculate the absolute values of the samples and form an estimate of the phase of the signal by comparing it with a constant.

Недостатком данного способа-аналога является невозможность учета изменения фазы демодулируемого сигнала, произошедшие под воздействием помех, действующих в полосе частот принимаемого сигнала, что ведет к снижению его помехозащищенности.The disadvantage of this analogue method is the inability to take into account the phase changes of the demodulated signal that occurred under the influence of interference acting in the frequency band of the received signal, which leads to a decrease in its noise immunity.

Наиболее близким к заявляемым вариантам является способ демодуляции сигналов с ОФМ, описанный в [патенте РФ №2271071, 2006 г., МПК6 H04L 27/22]. В ближайшем аналоге принимают сигнал S(t), фильтруют и выравнивают его, генерируют опорный сигнал S0(t), вычисляют корреляционную функцию Y(t) между опорным сигналом S0(t) и отфильтрованным сигналом с выровненной амплитудой SC(t). Затем фильтруют результат произведения сигналов S0(t) и SC(t) в блоке уменьшения уровня помехи, обусловленной изменением полярности видеосигнала на выходе фильтра низких частот за время τ, т.е. времени, в течение которого на длительности элемента сигнала Т формируется корреляционная функция Y(t). Затем интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на длительности Т и фиксируют ее значение Yn по окончанию элемента сигнала. Вычисляют абсолютное значение разности

Figure 00000005
между текущим и предшествующим значением корреляционных функций Yn и Yn-1, соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т. Полученное значение модуля разности
Figure 00000006
сравнивают с предварительно сформированным порогом Yпор по правилу: если выполняется неравенство
Figure 00000007
, то решение о демодулируемом символе принимают равным «единице», а в случае невыполнения неравенства принимают равным «нулю».Closest to the claimed options is a method of demodulation of signals with OFM, described in [RF patent No. 2271071, 2006, IPC 6 H04L 27/22]. In the closest analogue, a signal S (t) is received, filtered and equalized, a reference signal S 0 (t) is generated, a correlation function Y (t) between the reference signal S 0 (t) and the filtered signal with equalized amplitude S C (t) is calculated . Then, the result of the product of signals S 0 (t) and S C (t) is filtered in the block for reducing the noise level due to a change in the polarity of the video signal at the output of the low-pass filter over time τ, i.e. time during which the correlation function Y (t) is formed on the duration of the signal element T. Then, the correlation function Y (t) is integrated sequentially over the duration T and its value Y n is fixed at the end of the signal element. The absolute value of the difference is calculated
Figure 00000005
between the current and previous value of the correlation functions Y n and Y n-1 , respectively, at the nth and (n-1) -th time intervals T. The obtained value of the difference modulus
Figure 00000006
compared with a preformed threshold Y then according to the rule: if the inequality
Figure 00000007
, then the decision on the demodulated symbol is taken equal to "one", and in the case of non-fulfillment of the inequality is taken equal to "zero".

Недостатком способа-прототипа является относительно низкая помехозащищенность, обусловленная тем, что решение о демодулируемом символе принимается путем сравнения с предварительно сформированным в отсутствии помех неизменным порогом Yпор, который не учитывает изменения фазы демодулируемого сигнала в результате воздействия помехи.The disadvantage of the prototype method is the relatively low noise immunity, due to the fact that the decision on a demodulated symbol is made by comparing with a constant threshold Y pore previously formed in the absence of interference, which does not take into account phase changes of the demodulated signal as a result of interference.

Целью заявленного изобретения является повышение помехозащищенности способа демодуляции сигналов с ОФМ за счет адаптивного изменения значения порога принятия решения о принятом символе в зависимости от вероятности появления логических «единиц» и «нулей» в выходной последовательности демодулятора в условиях изменения в широких пределах уровня демодулируемого сигнала.The aim of the claimed invention is to increase the noise immunity of the method of demodulation of signals with OFM due to adaptive changes in the threshold value of the decision on the adopted symbol, depending on the likelihood of the appearance of logical "ones" and "zeros" in the output sequence of the demodulator under conditions of a wide variation in the level of the demodulated signal.

В первом варианте поставленная цель достигается тем, что в известном способе демодуляции сигналов с ОФМ принимают сигнал S(t), фильтруют и выравнивают его амплитуду, генерируют опорный сигнал S0(t), вычисляют корреляционную функцию Y(t) между сигналом S0(t) и отфильтрованным сигналом с выровненной амплитудой SC(t) путем их перемножения Y(t)=SC(t)S0(t), интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на временных интервалах длительностью Т и фиксируют ее значение Yn по окончании n-то интервала времени Т, где n=1, 2,…, вычисляют модуль разницы

Figure 00000008
значений корреляционных функций Yn и Yn-1, соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т, полученное значение модуля разницы
Figure 00000009
сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Yпор корреляционной функции и при выполнении условия
Figure 00000010
присваивают принятому информационному элементу значение «единицы», в противном случае - «нуля». Предварительно формируют случайную L - элементную последовательность с равным числом единичных и нулевых элементов в ней, где L есть целое число, а затем изменяют эту последовательность, для чего принятый на n-м временном интервале Т демодулированный информационный элемент записывают первым элементом в L - элементную последовательность, сдвигая все ее элементы на один бит при сохранении ее общей длины L, корректируют пороговое значение корреляционной функции Yпор, для чего вычисляют число «единиц» в измененной L - элементной последовательности, вычисляют отклонение
Figure 00000011
порогового значения корреляционной функции от предварительно заданного его значения Yпор и рассчитывают значение
Figure 00000012
путем алгебраического сложения предварительно заданного порогового значения корреляционной функции Yпор и вычисленного ее отклонения
Figure 00000013
на n-м временном интервале Т,
Figure 00000014
, после чего все действия по демодуляции сигнала S(t) на последующем (n+1)-м временном интервале Т повторяют с учетом откорректированного значения
Figure 00000015
. А отклонение
Figure 00000016
порогового значения корреляционной функции вычисляют по формуле:In the first embodiment, the goal is achieved by the fact that in the known method of demodulating the signals with the OFM receive the signal S (t), filter and equalize its amplitude, generate the reference signal S 0 (t), calculate the correlation function Y (t) between the signal S 0 ( t) and a filtered signal with aligned amplitude S C (t) by multiplying them Y (t) = S C (t) S 0 (t), integrate the correlation function Y (t) sequentially at time intervals of duration T and fix its value Y n at the end of the n-th time interval T, where n = 1, 2, ..., the difference modulus is calculated
Figure 00000008
values of the correlation functions Y n and Y n-1 , respectively, on the n-th and (n-1) -th time intervals T, the obtained value of the difference modulus
Figure 00000009
compare with a predetermined threshold value Y then the correlation function and when the condition
Figure 00000010
assign the value of "one" to the received information element, otherwise - "zero". A random L - element sequence with an equal number of unit and zero elements in it is preliminarily formed, where L is an integer, and then this sequence is changed, for which the demodulated information element received at the nth time interval T is written as the first element in the L - element sequence shifting all its elements by one bit, while maintaining its overall length L, threshold value is corrected correlation function Y pores, which calculated the number of "ones" in the modified L - a follower element spine, calculated deviation
Figure 00000011
threshold value of the correlation function from its predetermined value Y then and calculate the value
Figure 00000012
by algebraic addition of a predetermined threshold value of the correlation function of Y then and its calculated deviation
Figure 00000013
on the n-th time interval T,
Figure 00000014
after which all the actions for demodulating the signal S (t) in the subsequent (n + 1) -th time interval T are repeated taking into account the adjusted value
Figure 00000015
. A deviation
Figure 00000016
the threshold value of the correlation function is calculated by the formula:

Figure 00000017
,
Figure 00000017
,

где k(1) - число «единиц» в L - элементной последовательности.where k (1) is the number of "units" in L is the elemental sequence.

Во втором варианте поставленная цель достигается тем, что в известном способе демодуляции сигналов с ОФМ принимают сигнал S(t), фильтруют и выравнивают его амплитуду, генерируют опорный сигнал S0(t), вычисляют корреляционную функцию Y(t) между сигналом S0(t) и отфильтрованным сигналом с выровненной амплитудой SC(t) путем их перемножения Y(t)=SC(t)S0(t), интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на временных интервалах длительностью Т и фиксируют ее значение Yn по окончании n-го интервала времени Т, где n=1, 2,… вычисляют модуль разницы

Figure 00000018
значений корреляционных функций Yn и Yn-1, соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т, полученное значение модуля разницы
Figure 00000019
сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Yпор корреляционной функции и при выполнении условия
Figure 00000020
присваивают принятому информационному элементу значение «единицы», в противном случае - «нуля». Рассчитывают пороговое значение корреляционной функции
Figure 00000021
на принятом n-м временном интервале Т путем алгебраического сложения предварительно заданного порогового значения корреляционной функции Yпор и вычисленного ее отклонения
Figure 00000022
на (n-1)-м временном интервале Т,
Figure 00000023
, после чего все действия по демодуляции последующего сигнала S(t) на (n+1)-м временном интервале Т повторяют. А отклонение
Figure 00000024
порогового значения корреляционной функции вычисляют по формуле:In the second embodiment, the goal is achieved by the fact that in the known method of demodulating the signals with the OFM receive the signal S (t), filter and equalize its amplitude, generate the reference signal S 0 (t), calculate the correlation function Y (t) between the signal S 0 ( t) and a filtered signal with equalized amplitude S C (t) by multiplying them Y (t) = S C (t) S 0 (t), integrate the correlation function Y (t) sequentially at time intervals of duration T and fix its value Y n at the end of the n-th time interval T, where n = 1, 2, ... calculate the difference modulus
Figure 00000018
values of the correlation functions Y n and Y n-1 , respectively, on the n-th and (n-1) -th time intervals T, the obtained value of the difference modulus
Figure 00000019
compare with a predetermined threshold value Y then the correlation function and when the condition
Figure 00000020
assign the value of "one" to the received information element, otherwise - "zero". The threshold value of the correlation function is calculated.
Figure 00000021
on the accepted nth time interval T by algebraic addition of a predetermined threshold value of the correlation function Y then and its calculated deviation
Figure 00000022
on the (n-1) th time interval T,
Figure 00000023
then all the actions for demodulating the subsequent signal S (t) on the (n + 1) -th time interval T are repeated. A deviation
Figure 00000024
the threshold value of the correlation function is calculated by the formula:

Figure 00000025
Figure 00000025

где L - предварительно заданное целое число; k(1) - сигнал, соответствующий логической «единице»; k(0) - сигнал, соответствующий логическому «нулю».where L is a predefined integer; k (1) is the signal corresponding to the logical "unit"; k (0) is the signal corresponding to the logical "zero".

В третьем варианте поставленная цель достигается тем, что в известном способе демодуляции сигналов с ОФМ принимают сигнал S(t), фильтруют и выравнивают его амплитуду, генерируют опорный сигнал S0(t), вычисляют корреляционную функцию Y(t) между сигналом S0(t) и отфильтрованным сигналом с выровненной амплитудой SC(t) путем их перемножения Y(t)=SC(t)S0(t), интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на временных интервалах длительностью Т и фиксируют ее значение Yn по окончании n-го интервала времени Т, где n=1, 2,…, вычисляют модуль разницы

Figure 00000026
значений корреляционных функций Yn и Yn-1, соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т, полученное значение модуля разницы
Figure 00000027
сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Yпор корреляционной функции и при выполнении условия
Figure 00000028
присваивают принятому информационному элементу значение «единицы», в противном случае - «нуля». Предварительно вычисляют число «единиц» в принятой последовательности длительностью L>200, где L - предварительно заданное целое число, а затем вычисляют отклонение
Figure 00000029
порогового значения корреляционной функции от предварительно заданного ее значения Yпор и рассчитывают корректированное значение
Figure 00000030
путем алгебраического сложения предварительно заданного порогового значения корреляционной функции Yпор и вычисленного ее отклонения
Figure 00000031
на n-м временном интервале Т,
Figure 00000032
, после чего все действия по демодуляции последующего сигнала S(t) на (n+1)-м временном интервале Т повторяют с учетом откорректированного значения
Figure 00000033
. А отклонение порогового значения корреляционной функции
Figure 00000034
вычисляют по формуле:In the third embodiment, the goal is achieved by the fact that in the known method of demodulating the signals with the OFM receive the signal S (t), filter and equalize its amplitude, generate the reference signal S 0 (t), calculate the correlation function Y (t) between the signal S 0 ( t) and a filtered signal with equalized amplitude S C (t) by multiplying them Y (t) = S C (t) S 0 (t), integrate the correlation function Y (t) sequentially at time intervals of duration T and fix its value Y n at the end of the n-th time interval T, where n = 1, 2, ..., the difference modulus is calculated
Figure 00000026
values of the correlation functions Y n and Y n-1 , respectively, on the n-th and (n-1) -th time intervals T, the obtained value of the difference modulus
Figure 00000027
compare with a predetermined threshold value Y then the correlation function and when the condition
Figure 00000028
assign the value of "one" to the received information element, otherwise - "zero". Pre-calculate the number of "units" in the received sequence of duration L> 200, where L is a predefined integer, and then calculate the deviation
Figure 00000029
threshold value of the correlation function from its predetermined value Y then and calculate the corrected value
Figure 00000030
by algebraic addition of a predetermined threshold value of the correlation function of Y then and its calculated deviation
Figure 00000031
on the n-th time interval T,
Figure 00000032
after which all the actions for demodulating the subsequent signal S (t) on the (n + 1) -th time interval T are repeated taking into account the adjusted value
Figure 00000033
. A deviation of the threshold value of the correlation function
Figure 00000034
calculated by the formula:

Figure 00000035
,
Figure 00000035
,

где k(1) - число «единиц» в L - элементной последовательности.where k (1) is the number of "units" in L is the elemental sequence.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленных способах (вариантах) независимо по каждому из трех вариантов, обеспечивается возможность адаптивно изменять значение порога принятия решения о принятом символе в зависимости от вероятности появления логических «единиц» и «нулей» в выходной последовательности демодулятора в условиях изменения в широких пределах уровня демодулируемого сигнала, что указывает на повышение помехозащищенности способа демодуляции сигналов с ОФМ.Thanks to the new set of essential features in the claimed methods (variants) independently for each of the three options, it is possible to adaptively change the threshold value of the decision on the adopted symbol depending on the probability of occurrence of logical “ones” and “zeros” in the output sequence of the demodulator under conditions of changes in wide limits of the level of the demodulated signal, which indicates an increase in the noise immunity of the method of demodulation of signals with OFM.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых показано:The claimed invention is illustrated by drawings, which show:

на фиг.1 - принцип демодуляции ОФМ-сигналов без помех, вносимых каналом;figure 1 - the principle of demodulation OFM signals without interference introduced by the channel;

на фиг.2 - принцип демодуляции ОФМ-сигналов в условиях помех вносимых каналом без адаптации порога принятия решения;figure 2 - the principle of demodulation OFM signals in the conditions of interference introduced by the channel without adapting the decision threshold;

на фиг.3 - принцип демодуляции ОФМ-сигналов в условиях помех вносимых каналом с адаптацией порога принятия решения.figure 3 - the principle of demodulation of the OFM signals in the conditions of interference introduced by the channel with the adaptation of the decision threshold.

Реализация заявленных вариантов способа заключается в следующем.The implementation of the claimed variants of the method is as follows.

Существующая проблема заключается в том, что использование предварительно установленного порогового значения корреляционной функции Yпор между опорным сигналом S0(t) и отфильтрованным сигналом с выровненной амплитудой SC(t) не позволяет учитывать результат воздействия помехи на канал приема. Однако если учитывать статистику появления логических «единиц» и «нулей» на выходе демодулятора, то можно корректировать значение установленного порога Yпор и тем самым компенсировать результат негативного воздействия помех, что и обеспечивается в заявляемых способах (вариантах).The existing problem is that the use of a predetermined threshold value of the correlation function Y then between the reference signal S 0 (t) and the filtered signal with aligned amplitude S C (t) does not allow to take into account the result of the interference on the receive channel. However, if we take into account the statistics of the appearance of logical “ones” and “zeros” at the output of the demodulator, then you can adjust the value of the set threshold Y pores and thereby compensate for the result of the negative impact of interference, which is provided in the claimed methods (options).

В первом варианте последовательность действий над сигналом реализуется следующим образом.In the first embodiment, the sequence of actions on the signal is implemented as follows.

Сигнал с ОФМ принимают в виде аналогового сигнала S(t) по тракту приема. Процедуры приема аналоговых сигналов известны и описаны, например, в [Дж.Возенкрафт, И.Джекобс. Теоретические основы техники связи. Пер. с англ. - М.: Издат «Мир», 1969. с.216-226].The signal from the OFM is received in the form of an analog signal S (t) along the reception path. The procedures for receiving analog signals are known and described, for example, in [J. Wosencraft, I. Jacobs. Theoretical foundations of communication technology. Per. from English - M .: Publishing house "Mir", 1969. S. 216-226].

Затем принятый аналоговый сигнал S(t) фильтруют и выравнивают его амплитуду. После этого генерируют опорный сигнал S0(t). Операции фильтрации, выравнивания амплитуды аналоговых сигналов и генерации опорного сигнала известны и описаны в [Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. с.135-138].Then, the received analog signal S (t) is filtered and its amplitude equalized. After that, a reference signal S 0 (t) is generated. The operations of filtering, equalizing the amplitude of analog signals and generating a reference signal are known and described in [B. Sklyar. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M.: Publishing House "Williams", 2003. S. 135-138].

Вычисляют корреляционную функцию Y(t) между сигналами S0(t) и SC(t) путем их перемножения Y(t)=SC(t)S0(t). Операция вычисления корреляционной функции известна и описана в [Сато Ю. Обработка сигналов. Первое знакомство. / Пер. с яп., под ред. Ёсифуми Амэмия. - М.: Издательский дом «Додека-XXI», 2002. - 176 с., с.66].The correlation function Y (t) between the signals S 0 (t) and S C (t) is calculated by multiplying them Y (t) = S C (t) S 0 (t). The operation of calculating the correlation function is known and described in [Sato Yu. Signal Processing. First meeting. / Per. with Japanese., ed. Yoshifumi Amemiya. - M .: Publishing house "Dodeka-XXI", 2002. - 176 p., S.66].

Интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на временных интервалах длительностью T и фиксируют ее значение Yn по окончании n-то интервала времени Т, где n=1, 2,…. Указанные операции известны и описаны, например, в [Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. с.135-138].Integrate the correlation function Y (t) sequentially at time intervals of duration T and fix its value Y n at the end of the n-th time interval T, where n = 1, 2, .... These operations are known and described, for example, in [B. Sklyar. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M.: Publishing House "Williams", 2003. S. 135-138].

Затем вычисляют модуль разницы

Figure 00000036
значений корреляционных функций Yn и Yn-1, соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т, полученное значение модуля разницы
Figure 00000037
сравнивают с предварительно заданным пороговым значением корреляционной функции Yпор (задать пороговое значение можно, например, путем установления напряжения, соответствующего номинала) и при выполнении условия
Figure 00000038
присваивают принятому информационному элементу значение единицы, в противном случае - нуля. Указанные операции известны и описаны, например, в способе-прототипе [патент РФ №2271071, 2006 год, МПК6 H04L 27/22].Then the difference modulus is calculated
Figure 00000036
values of the correlation functions Y n and Y n-1 , respectively, on the n-th and (n-1) -th time intervals T, the obtained value of the difference modulus
Figure 00000037
compare with a predetermined threshold value of the correlation function Y then (you can set the threshold value, for example, by setting the voltage corresponding to the nominal value) and when the condition
Figure 00000038
assign a value of one to the received information element; otherwise, zero. These operations are known and described, for example, in the prototype method [RF patent No. 2271071, 2006, IPC 6 H04L 27/22].

Кроме того, предварительно формируют случайную L - элементную последовательность с равным числом единичных и нулевых элементов в ней, где L есть целое число, а затем изменяют эту последовательность, для чего принятый на n-м временном интервале Т демодулированный информационный элемент записывают первым элементом в L - элементную последовательность, сдвигая все ее элементы на один бит при сохранении ее общей длинны L. Указанные операции известны и описаны, например, в [В.Григорьев. Передача сигналов в зарубежных информационно-технических системах. - СПб.: ВАС. 1998. стр.83-85].In addition, a random L - element sequence with an equal number of unit and zero elements in it is preformed, where L is an integer, and then this sequence is changed, for which the demodulated information element received at the nth time interval T is written as the first element in L - an elemental sequence, shifting all its elements by one bit while maintaining its total length L. The indicated operations are known and described, for example, in [V.Grigoriev. Signal transmission in foreign information technology systems. - SPb .: YOU. 1998. p. 83-85].

Затем корректируют пороговое значение корреляционной функции Yпор, для чего вычисляют число «единиц» в измененной L - элементной последовательности. Данную операцию можно реализовать, например, путем суммирования «единиц» в L - элементной последовательности.Then adjust the threshold value of the correlation function Y pores, which calculated the number of "ones" in the modified L - element sequence. This operation can be implemented, for example, by summing the "units" in the L - element sequence.

Вычисляют отклонение

Figure 00000039
порогового значения корреляционной функции от предварительно заданного его значения Yпор и рассчитывают значение
Figure 00000040
путем алгебраического сложения предварительно заданного порогового значения корреляционной функции Yпор и вычисленного ее отклонения
Figure 00000041
на n-м временном интервале Т,
Figure 00000042
, после чего все действия по демодуляции сигнала S(t) на последующем (n+1)-м временном интервале Т повторяют с учетом откорректированного значения
Figure 00000043
. Числовую величину отклонения порогового значения корреляционной функции
Figure 00000044
вычисляют по формуле:The deviation is calculated
Figure 00000039
threshold value of the correlation function from its predetermined value Y then and calculate the value
Figure 00000040
by algebraic addition of a predetermined threshold value of the correlation function of Y then and its calculated deviation
Figure 00000041
on the n-th time interval T,
Figure 00000042
after which all the actions for demodulating the signal S (t) on the subsequent (n + 1) -th time interval T are repeated taking into account the adjusted value
Figure 00000043
. The numerical value of the deviation of the threshold value of the correlation function
Figure 00000044
calculated by the formula:

Figure 00000045
Figure 00000045

где k(1) - число «единиц» в L - элементной последовательности.where k (1) is the number of "units" in L is the elemental sequence.

Во втором варианте последовательность действий над сигналом реализуется следующим образом.In the second embodiment, the sequence of actions on the signal is implemented as follows.

Сигнал с ОФМ принимают в виде аналогового сигнала S(t) по тракту приема. Процедуры приема аналоговых сигналов известны и описаны, например, в [Дж.Возенкрафт, И.Джекобс. Теоретические основы техники связи. Пер. с англ. - М.: Издат «Мир», 1969. с.216-226].The signal from the OFM is received in the form of an analog signal S (t) along the reception path. The procedures for receiving analog signals are known and described, for example, in [J. Wosencraft, I. Jacobs. Theoretical foundations of communication technology. Per. from English - M .: Publishing house "Mir", 1969. S. 216-226].

Затем принятый аналоговый сигнал S(t) фильтруют и выравнивают его амплитуду. После этого генерируют опорный сигнал S0(t). Операции фильтрации, выравнивания амплитуды аналоговых сигналов и генерации опорного сигнала известны и описаны в [Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. с.135-138].Then, the received analog signal S (t) is filtered and its amplitude equalized. After that, a reference signal S 0 (t) is generated. The operations of filtering, equalizing the amplitude of analog signals and generating a reference signal are known and described in [B. Sklyar. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M.: Publishing House "Williams", 2003. S. 135-138].

Вычисляют корреляционную функцию Y(t) между сигналами S0(t) и SC(t) путем их перемножения Y(t)=SC(t)S0(t). Операция вычисления корреляционной функции известна и описана в [Сато Ю. Обработка сигналов. Первое знакомство. / Пер. с яп., под ред. Ёсифуми Амэмия. - М.: Издательский дом «Додека-XXI», 2002. - 176 с., с.66].The correlation function Y (t) between the signals S 0 (t) and S C (t) is calculated by multiplying them Y (t) = S C (t) S 0 (t). The operation of calculating the correlation function is known and described in [Sato Yu. Signal Processing. First meeting. / Per. with Japanese., ed. Yoshifumi Amemiya. - M .: Publishing house "Dodeka-XXI", 2002. - 176 p., S.66].

Интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на временных интервалах длительностью Т и фиксируют ее значение Yn по окончании n-го интервала времени T, где n=1, 2,…. Указанные операции известны и описаны, например, в [Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. с.135-138].Integrate the correlation function Y (t) sequentially at time intervals of duration T and fix its value Y n at the end of the nth time interval T, where n = 1, 2, .... These operations are known and described, for example, in [B. Sklyar. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M .: Publishing house "Williams", 2003. S. 135-138].

Затем вычисляют модуль разницы

Figure 00000046
значений корреляционных функций Yn и Yn-1, соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т, полученное значение модуля разницы
Figure 00000047
сравнивают с предварительно заданным пороговым значением корреляционной функции Yпор (задать пороговое значение можно, например, путем установления напряжения, соответствующего номинала) и при выполнении условия
Figure 00000048
присваивают принятому информационному элементу значение «единицы», в противном случае - «нуля». Указанные операции известны и описаны, например, в способе-прототипе [патент РФ №2271071, 2006 год, МПК6 H04L 27/22].Then the difference modulus is calculated
Figure 00000046
values of the correlation functions Y n and Y n-1 , respectively, on the n-th and (n-1) -th time intervals T, the obtained value of the difference modulus
Figure 00000047
compare with a predetermined threshold value of the correlation function Y then (you can set the threshold value, for example, by setting the voltage corresponding to the nominal value) and when the condition
Figure 00000048
assign the value of "one" to the received information element, otherwise - "zero". These operations are known and described, for example, in the prototype method [RF patent No. 2271071, 2006, IPC 6 H04L 27/22].

Затем рассчитывают пороговое значение корреляционной функции

Figure 00000049
на принятом n-м временном интервале Т путем алгебраического сложения предварительно заданного порогового значения корреляционной функции Yпор и вычисленного ее отклонения
Figure 00000050
на n-м временном интервале Т. Вычисление значения
Figure 00000051
осуществляют по формуле
Figure 00000052
. А значение
Figure 00000053
рассчитывают по формуле:Then calculate the threshold value of the correlation function
Figure 00000049
on the accepted nth time interval T by algebraic addition of a predetermined threshold value of the correlation function Y then and its calculated deviation
Figure 00000050
on the n-th time interval T. Calculation of the value
Figure 00000051
carried out by the formula
Figure 00000052
. And the value
Figure 00000053
calculated by the formula:

Figure 00000054
Figure 00000054

где L - предварительно заданное целое число; k(1) - сигнал, соответствующий логической «единице»; k(0) - сигнал, соответствующий логическому «нулю».where L is a predefined integer; k (1) is the signal corresponding to the logical "unit"; k (0) is the signal corresponding to the logical "zero".

Последующие действия по демодуляции сигнала S(t) на (n+1)-м временном интервале Tn+1 повторяют аналогичным образом.Subsequent actions to demodulate the signal S (t) on the (n + 1) -th time interval T n + 1 are repeated in the same way.

В третьем варианте последовательность действий над сигналом реализуется следующим образом.In the third embodiment, the sequence of actions on the signal is implemented as follows.

Сигнал с ОФМ принимают в виде аналогового сигнала S(t) по тракту приема. Процедуры приема аналоговых сигналов известны и описаны, например, в [Дж.Возенкрафт, И.Джекобс. Теоретические основы техники связи. Пер. с англ. - М.: Издат «Мир», 1969. с.216-226].The signal from the OFM is received in the form of an analog signal S (t) along the reception path. The procedures for receiving analog signals are known and described, for example, in [J. Wosencraft, I. Jacobs. Theoretical foundations of communication technology. Per. from English - M .: Publishing house "Mir", 1969. S. 216-226].

Затем принятый аналоговый сигнал S(t) фильтруют и выравнивают его амплитуду. После этого генерируют опорный сигнал S0(t). Операции фильтрации, выравнивания амплитуды аналоговых сигналов и генерации опорного сигнала известны и описаны в [Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. с.135-138].Then, the received analog signal S (t) is filtered and its amplitude equalized. After that, a reference signal S 0 (t) is generated. The operations of filtering, equalizing the amplitude of analog signals and generating a reference signal are known and described in [B. Sklyar. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M.: Publishing House "Williams", 2003. S. 135-138].

Вычисляют корреляционную функцию Y(t) между сигналами S0(t) и SC(t) путем их перемножения Y(t)=SC(t)S0(t). Операция вычисления корреляционной функции известна и описана, например, в [Сато Ю. Обработка сигналов. Первое знакомство. / Пер. с яп., под ред. Ёсифуми Амэмия. - М.: Издательский дом «Додека-XXI», 2002. - 176 с., с.66].The correlation function Y (t) between the signals S 0 (t) and S C (t) is calculated by multiplying them Y (t) = S C (t) S 0 (t). The operation of calculating the correlation function is known and described, for example, in [Sato Yu. Signal Processing. First meeting. / Per. with Japanese., ed. Yoshifumi Amemiya. - M .: Publishing house "Dodeka-XXI", 2002. - 176 p., S.66].

Интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на временных интервалах длительностью Т и фиксируют ее значение Yn по окончании n-го интервала времени Т, где n=1, 2,…. Указанные операции известны и описаны, например, в [Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. с.135-138].Integrate the correlation function Y (t) sequentially at time intervals of duration T and fix its value Y n at the end of the n-th time interval T, where n = 1, 2, .... These operations are known and described, for example, in [B. Sklyar. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M.: Publishing House "Williams", 2003. S. 135-138].

Затем вычисляют модуль разницы

Figure 00000055
значений корреляционных функций Yn и Yn-1, соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т, полученное значение модуля разницы
Figure 00000056
сравнивают с предварительно заданным пороговым значением корреляционной функции Yпор (задать пороговое значение можно, например, путем установления напряжения, соответствующего номинала) и при выполнении условия
Figure 00000057
присваивают принятому информационному элементу значение «единицы», в противном случае - «нуля». Указанные операции известны и описаны, например, в способе-прототипе [патент РФ №2271071, 2006 г., МПК6 H04L 27/22].Then the difference modulus is calculated
Figure 00000055
values of the correlation functions Y n and Y n-1 , respectively, on the n-th and (n-1) -th time intervals T, the obtained value of the difference modulus
Figure 00000056
compare with a predetermined threshold value of the correlation function Y then (you can set the threshold value, for example, by setting the voltage corresponding to the nominal value) and when the condition
Figure 00000057
assign the value of "one" to the received information element, otherwise - "zero". These operations are known and described, for example, in the prototype method [RF patent No. 2271071, 2006, IPC 6 H04L 27/22].

Кроме того, предварительно вычисляют число «единиц» в принятой последовательности длительностью L>200, где L - предварительно заданное целое число. Указанную операцию можно реализовать, например, путем суммирования «единичных» сигналом на сумматоре.In addition, pre-calculate the number of "units" in the received sequence of duration L> 200, where L is a predefined integer. The specified operation can be implemented, for example, by summing the "single" signal on the adder.

Затем вычисляют отклонение

Figure 00000058
порогового значения корреляционной функции от предварительно заданного ее значения Yпор по формуле:Then the deviation is calculated
Figure 00000058
threshold value of the correlation function from its predetermined value Y then by the formula:

Figure 00000059
Figure 00000059

где k(1) - сигнал, соответствующий логической «единице».where k (1) is the signal corresponding to the logical "unit".

После этого рассчитывают значение

Figure 00000060
путем алгебраического сложения предварительно заданного порогового значения корреляционной функции Yпор и вычисленного ее отклонения
Figure 00000061
на n-м временном интервале Т по формуле:After that, calculate the value
Figure 00000060
by algebraic addition of a predetermined threshold value of the correlation function of Y then and its calculated deviation
Figure 00000061
on the n-th time interval T by the formula:

Figure 00000062
.
Figure 00000062
.

После чего все действия по демодуляции последующего сигнала S(t) на (n+1)-м временном интервале T повторяют с учетом откорректированного значения

Figure 00000063
аналогичным описанным выше действиям.After that, all actions to demodulate the subsequent signal S (t) on the (n + 1) -th time interval T are repeated taking into account the adjusted value
Figure 00000063
similar to the above steps.

В основу сущности способов демодуляции сигналов с ОФМ по первому, второму и третьему вариантам положен принцип увеличения помехоустойчивости за счет изменения порога принятия решения о принятом символе в зависимости от вероятности появления «единицы» и «нуля» в предшествующих L - символах выходной последовательности демодулятора.The basis of the essence of the methods for demodulating signals with OFM according to the first, second and third options is the principle of increasing noise immunity by changing the decision threshold for the adopted symbol depending on the probability of occurrence of “one” and “zero” in the previous L - symbols of the output demodulator sequence.

Если статистика появления «единицы» и «нуля» в выходной последовательности модулятора на приеме априорно известна, то очевидно, что по ее изменению можно судить о воздействии помех на передаваемые сигналы в канале связи.If the statistics of the appearance of “one” and “zero” in the output sequence of the modulator at the reception are a priori known, then it is obvious that by changing it one can judge the effect of interference on the transmitted signals in the communication channel.

При передаче информации статистика «единицы» и «нуля» определяется свойствами источника (для речи это, например, паузы, активная речь и т.д.) и априорно неизвестна. Поэтому, как правило, при построении модулятора и демодулятора принимают вероятность появления «единицы» и «нуля» равной 0,5, т.е. р(1)=р(0)=0,5. При таком подходе области принятия решений относительно «единицы» и «нуля» демодулятором считаются равновероятными, а порог принятия решения постоянным и равным некоторой величине Yпор.When transmitting information, the statistics of “unity” and “zero” are determined by the properties of the source (for speech, for example, pauses, active speech, etc.) and a priori unknown. Therefore, as a rule, when constructing a modulator and a demodulator, the probability of occurrence of “unity” and “zero” is assumed to be 0.5, i.e. p (1) = p (0) = 0.5. With this approach, decision areas regarding “one” and “zero” are considered equally probable by the demodulator, and the decision threshold is constant and equal to a certain value of Y then .

В случае изменения статистики «единицы» и «нуля» на выходе демодулятора считают, что причиной этого явилось изменение свойств источника сообщения, а не воздействие помех канала связи. Однако, если в качестве источника сообщений рассматривать шифратор (рандомизатор), то в таких системах, в целях обеспечения требуемой криптостойкости, вероятность появления «единицы» и «нуля» в последовательности на выходе приближается к 0,5. То есть по своим свойствам такая последовательность становится близкой к случайной. Это означает, что на длительных интервалах (200 символов и более) в таких последовательностях количество «единиц» и «нулей» приблизительно одинаково.In the event of a change in the statistics of “one” and “zero” at the output of the demodulator, it is believed that the reason for this was a change in the properties of the message source, and not the effect of interference from the communication channel. However, if we consider an encoder (randomizer) as a message source, then in such systems, in order to ensure the required cryptographic strength, the probability of occurrence of “one” and “zero” in the output sequence approaches 0.5. That is, by its properties, such a sequence becomes close to random. This means that over long intervals (200 characters or more) in such sequences the number of “units” and “zeros” is approximately the same.

Данное свойство называют свойством «баланса». Выбор значения 200 символов и более определяется требованиями вычисления статистических оценок [Математический энциклопедический словарь. - М.: Сов. Энциклопедия, 1988. 847 с.; Г.Корн, Т.Корн. Справочник по математике. /Пер. с англ. - М.: Наука, 1977. стр.638-643].This property is called the "balance" property. The choice of a value of 200 characters or more is determined by the requirements for calculating statistical estimates [Mathematical Encyclopedic Dictionary. - M .: Owls. Encyclopedia, 1988. 847 p .; G.Corn, T.Corn. Math reference. / Per. from English - M .: Nauka, 1977. p. 638-643].

Следовательно, контроль соблюдения свойства «баланса» в принимаемой последовательности позволяет обнаруживать ошибки. А изменение порога принятия решения о принятом символе при демодуляции сигнала (при нарушении свойства «баланса» последовательности) позволяет исправлять эти ошибки.Therefore, monitoring compliance with the property of "balance" in the received sequence allows you to detect errors. A change in the threshold of decision-making on the adopted symbol during signal demodulation (in case of violation of the “balance” property of the sequence) allows you to correct these errors.

Таким образом, нарушение «баланса» в принимаемой последовательности на выходе демодулятора будет свидетельствовать не об изменении свойств источника, а о воздействии канала связи.Thus, the violation of the "balance" in the received sequence at the output of the demodulator will indicate not a change in the properties of the source, but the impact of the communication channel.

На фиг.1 представлен принцип демодуляции ОФМ-сигнала при отсутствии помехи в канале связи. Решение о принятом символе осуществляется на основе сравнения модуля разницы значения корреляционной функции

Figure 00000064
с предварительно заданным пороговым значением этой корреляционной функции Yпор (для способа-прототипа) или рассчитанным значением
Figure 00000065
по окончанию предыдущего такта Т (для заявляемых способов-вариантов).Figure 1 shows the principle of demodulation of the OFM signal in the absence of interference in the communication channel. The decision on the adopted symbol is carried out on the basis of comparing the modulus of the difference in the value of the correlation function
Figure 00000064
with a predetermined threshold value of this correlation function Y then (for the prototype method) or a calculated value
Figure 00000065
at the end of the previous measure T (for the claimed methods, options).

В частности, на фиг.1а показана автокорреляционная функция Y(t) опорного сигнала S0(t) и отфильтрованного сигнала с выровненной амплитудой SC(t). На фиг.1б показана функция Yn, представляющая результат интегрирования автокорреляционной функции Y(t) на каждом из временных интервалов Т. На фиг.1в изображена функция Yn-1, представляющая сдвинутую на один тактовый интервал функцию Yn. На фиг.1г показана функция

Figure 00000066
, представляющая значение модуля разницы между функциями Yn и Yn-1 на каждом временном интервале. Здесь же нанесено предварительно заданное пороговое значение Yпор (для способа-прототипа) и рассчитываемое на каждом шаге отклонение порогового значения корреляционной функции
Figure 00000067
от предварительно заданного его значения Yпор (для способов-вариантов). На фиг.1д показан результирующий демодулированный сигнал.In particular, FIG. 1 a shows the autocorrelation function Y (t) of a reference signal S 0 (t) and a filtered signal with aligned amplitude S C (t). 1b shows a function on Y n representing the result of integration of the autocorrelation function Y (t) at each time interval T. Figure 1B shows the function Y n-1 representing shifted by one clock interval Y n function. 1g shows the function
Figure 00000066
representing the value of the modulus of the difference between the functions Y n and Y n-1 at each time interval. A predefined threshold value of Y pores is also plotted here (for the prototype method) and the deviation of the threshold value of the correlation function calculated at each step
Figure 00000067
from its predetermined value Y then (for the method-options). On fig.1d shows the resulting demodulated signal.

Процессы формирования функций Y(t), Yn, Yn-1 и

Figure 00000068
известны и описаны [патент РФ №2271071, 2006 г., МПК6 H04L 27/22].The processes of the formation of functions Y (t), Y n , Y n-1 and
Figure 00000068
known and described [RF patent No. 2271071, 2006, IPC 6 H04L 27/22].

На фиг.2 представлен принцип демодуляции ОФМ-сигнала при неизменном пороговом значении корреляционной функции Yпор в условиях помех в канале связи, приводящих к ошибкам. Ошибки в корреляционной функции Y(t) показаны пунктирной линией (см. фиг.2а). А ошибки функций Yn, Yn-1 и

Figure 00000069
показаны серым цветом (см. фиг.2б, 2в, 2г).Figure 2 presents the principle of demodulation of the OFM signal with a constant threshold value of the correlation function Y then in the conditions of interference in the communication channel, leading to errors. Errors in the correlation function Y (t) are shown by a dashed line (see figa). And the errors of the functions Y n , Y n-1 and
Figure 00000069
shown in gray (see figb, 2B, 2G).

На фиг.3 представлен принцип демодуляции ОФМ-сигнала в условиях помех в канале связи, приводящих к ошибкам при адаптивно изменяющемся пороговом значении корреляционной функции Yпор. Ошибки в корреляционной функции Y(t) показаны пунктирной линией (см. фиг.3а). А ошибки функций Yn, Yn-1 и

Figure 00000070
показаны серым цветом (см. фиг.3б, 3в, 3г).Figure 3 shows the principle of demodulation of the OFM signal in the presence of interference in the communication channel, leading to errors with an adaptively changing threshold value of the correlation function Y then . Errors in the correlation function Y (t) are shown by a dashed line (see figa). And the errors of the functions Y n , Y n-1 and
Figure 00000070
shown in gray (see figb, 3b, 3g).

В ситуации, представленной на фиг 2 и фиг.3, возникшие в канале связи помехи привели к ошибкам функции Y(t) на интервалах Т4 и Т9. (В демодуляторе ОФМ-сигналов ошибка на входе ведет к удвоению ошибок на выходе, поскольку неправильно принятый сигнал используется для определения текущего значения функции

Figure 00000071
на интервале Tn и Tn+1, [Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. с.236-246]). В результате, при неизменном пороговом значении корреляционной функции Yпор, на выходе демодулятора ошибки возникли на интервале T5, Т6 и на интервале Т10, Т11 (см. фиг.2д). В то же время применение способа, основанного на расчете отклонения порогового значения корреляционной функции
Figure 00000072
на каждом шаге демодуляции позволило вдвое сократить число ошибок на выходе демодулятора. В результате ошибки сохранились лишь на интервале Т6 и Т11 (см. фиг.3д).In the situation shown in FIG. 2 and FIG. 3, interference arising in the communication channel led to errors in the function Y (t) at intervals T 4 and T 9 . (In the OFM signal demodulator, an input error leads to a doubling of the output errors, since an incorrectly received signal is used to determine the current value of the function
Figure 00000071
on the interval T n and T n + 1 , [B. Sklyar. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M .: Publishing house "Williams", 2003. S. 236-246]). As a result, with a constant threshold value of the correlation function Y then , at the output of the demodulator, errors occurred in the interval T 5 , T 6 and in the interval T 10 , T 11 (see Fig. 2e). At the same time, the application of the method based on the calculation of the deviation of the threshold value of the correlation function
Figure 00000072
at each step of demodulation, the number of errors at the output of the demodulator was halved. As a result, errors remained only in the interval T 6 and T 11 (see fig. 3d).

Принцип демодуляции, представленный на фиг.1 и 3, соответствует способу демодуляции ОФМ-сигналов для первого, второго и третьего вариантов. Отличия будут лишь в величине рассчитываемого на каждом шаге отклонения порогового значения корреляционной функции

Figure 00000073
, которое в каждом из способов-вариантов будет иметь свою величину, рассчитываемую в соответствии с формулами (1)-(3).The principle of demodulation, shown in figures 1 and 3, corresponds to the method of demodulation OFM signals for the first, second and third options. Differences will be only in the value of the deviation of the threshold value of the correlation function calculated at each step
Figure 00000073
, which in each of the options will have its own value, calculated in accordance with formulas (1) - (3).

Claims (7)

1. Способ демодуляции сигналов с относительной фазовой модуляцией, заключающийся в том, что принимают сигнал S(t), фильтруют и выравнивают его амплитуду, генерируют опорный сигнал S0(t), вычисляют корреляционную функцию Y(t) между опорным сигналом S0(t) и отфильтрованным сигналом с выровненной амплитудой SC(t) путем их перемножения Y(t)=SC(t)S0(t), интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на временных интервалах длительностью Т и фиксируют ее значение Yn по окончанию n-го интервала времени Т, где n=1, 2,…, вычисляют модуль разницы
Figure 00000074
значений корреляционных функций Yn и Yn-1 соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т, полученное значение модуля разницы
Figure 00000075
сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Yпор корреляционной функции и при выполнении условия
Figure 00000076
присваивают принятому информационному элементу значение «единицы», в противном случае - «нуля», отличающийся тем, что предварительно формируют случайную L-элементную последовательность с равным числом единичных и нулевых элементов в ней, где L есть целое число, а затем изменяют эту последовательность, для чего принятый на n-м временном интервале Т демодулированный информационный элемент записывают первым элементом в L-элементную последовательность, сдвигая все ее элементы на один бит при сохранении ее общей длинны L, корректируют пороговое значение корреляционной функции Yпор, для чего вычисляют число «единиц» в измененной L-элементной последовательности, вычисляют отклонение
Figure 00000077
порогового значения корреляционной функции от предварительно заданного его значения Yпор и рассчитывают значение
Figure 00000078
путем алгебраического сложения предварительно заданного порогового значения корреляционной функции Yпор и вычисленного ее отклонения
Figure 00000079
на n-м временном интервале Т,
Figure 00000080
, после чего все действия по демодуляции сигнала S(t) на последующем (n+1)-м временном интервале Т повторяют с учетом откорректированного значения
Figure 00000081
.1. A method of demodulating signals with relative phase modulation, which consists in receiving a signal S (t), filtering and equalizing its amplitude, generating a reference signal S 0 (t), calculating the correlation function Y (t) between the reference signal S 0 ( t) and a filtered signal with equalized amplitude S C (t) by multiplying them Y (t) = S C (t) S 0 (t), integrate the correlation function Y (t) sequentially at time intervals of duration T and fix its value Y n at the end of the n-th time interval T, where n = 1, 2, ..., calculate the difference modulus
Figure 00000074
values of the correlation functions Y n and Y n-1, respectively, on the n-th and (n-1) -th time intervals T, the obtained value of the difference modulus
Figure 00000075
compare with a predetermined threshold value Y then the correlation function and when the condition
Figure 00000076
assign the value of “one” to the received information element, otherwise, “zero”, characterized in that a random L-element sequence with an equal number of unit and zero elements in it is preliminarily formed, where L is an integer, and then this sequence is changed, why the demodulated information element received at the nth time interval T is written as the first element in the L-element sequence, shifting all its elements by one bit while maintaining its total length L, the thresholds are adjusted th value of the correlation function Y then , for which the number of “units” in the changed L-element sequence is calculated, the deviation is calculated
Figure 00000077
threshold value of the correlation function from its predetermined value Y then and calculate the value
Figure 00000078
by algebraic addition of a predetermined threshold value of the correlation function of Y then and its calculated deviation
Figure 00000079
on the n-th time interval T,
Figure 00000080
after which all the actions for demodulating the signal S (t) on the subsequent (n + 1) -th time interval T are repeated taking into account the adjusted value
Figure 00000081
. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отклонение
Figure 00000079
порогового значения корреляционной функции вычисляют по формуле:
Figure 00000082
,
где k(t) - число «единиц» в L-элементной последовательности.2. The method according to claim 1, characterized in that the deviation
Figure 00000079
the threshold value of the correlation function is calculated by the formula:
Figure 00000082
,
where k (t) is the number of "units" in the L-element sequence. 3. Способ демодуляции сигналов с относительной фазовой модуляцией, заключающийся в том, что принимают сигнал S(t), фильтруют и выравнивают его амплитуду, генерируют опорный сигнал S0(t), вычисляют корреляционную функцию Y(t) между опорным сигналом S0(t) и отфильтрованным сигналом с выровненной амплитудой SC(t) путем их перемножения Y(t)=Sc(t)S0(t), интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на временных интервалах длительностью Т и фиксируют ее значение Yn по окончанию n-го интервала времени Т, где n=1, 2,…, вычисляют модуль разницы
Figure 00000074
значений корреляционных функций Yn и Yn-1 соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т, полученное значение модуля разницы
Figure 00000074
сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Yпор корреляционной функции и при выполнении условия
Figure 00000083
присваивают принятому информационному элементу значение «единицы», в противном случае - «нуля», отличающийся тем, что рассчитывают пороговое значение корреляционной функции
Figure 00000078
на принятом n-м временном интервале Т, для чего вычисляют
Figure 00000079
и складывают предварительно заданное пороговое значение корреляционной функции Yпop и вычисленное ее отклонение
Figure 00000079
на (n-1)-м временном интервале Т,
Figure 00000080
, после чего все действия по демодуляции последующего сигнала S(t) на (n+1)-м временном интервале Т повторяют.3. A method of demodulating signals with relative phase modulation, which consists in receiving a signal S (t), filtering and equalizing its amplitude, generating a reference signal S 0 (t), calculating the correlation function Y (t) between the reference signal S 0 ( t) and a filtered signal with equalized amplitude S C (t) by multiplying them Y (t) = S c (t) S 0 (t), integrate the correlation function Y (t) sequentially on time intervals of duration T and fix its value Y n at the end of the n-th time interval T, where n = 1, 2, ..., calculate the difference modulus
Figure 00000074
values of the correlation functions Y n and Y n-1, respectively, on the n-th and (n-1) -th time intervals T, the obtained value of the difference modulus
Figure 00000074
compare with a predetermined threshold value Y then the correlation function and when the condition
Figure 00000083
assign a value of "one" to the received information element, otherwise, "zero", characterized in that the threshold value of the correlation function is calculated
Figure 00000078
on the accepted nth time interval T, for which they calculate
Figure 00000079
and add a predetermined threshold value of the correlation function Y pop and its calculated deviation
Figure 00000079
on the (n-1) th time interval T,
Figure 00000080
then all the actions for demodulating the subsequent signal S (t) on the (n + 1) -th time interval T are repeated. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что отклонение
Figure 00000079
порогового значения корреляционной функции вычисляют по формуле:
Figure 00000084

где L - предварительно заданное целое число; k(1) - сигнал, соответствующий логической «единице»; k(0) - сигнал, соответствующий логическому «нулю».4. The method according to claim 3, characterized in that the deviation
Figure 00000079
the threshold value of the correlation function is calculated by the formula:
Figure 00000084

where L is a predefined integer; k (1) is the signal corresponding to the logical "unit"; k (0) is the signal corresponding to the logical "zero". 5. Способ демодуляции сигналов с относительной фазовой модуляцией, заключающийся в том, что принимают сигнал S(t), фильтруют и выравнивают его амплитуду, генерируют опорный сигнал S0(t), вычисляют корреляционную функцию Y(t) между опорным сигналом S0(t) и отфильтрованным сигналом с выровненной амплитудой SC(t) путем их перемножения Y(t)=SC(t)S0(t), интегрируют корреляционную функцию Y(t) последовательно на временных интервалах длительностью Т и фиксируют ее значение Yn по окончанию n-го интервала времени Т, где n=1, 2,…, вычисляют модуль разницы
Figure 00000074
значений корреляционных функций Yn и Yn-1 соответственно на n-м и на (n-1)-м временных интервалах Т, полученное значение модуля разницы
Figure 00000074
сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Yпор корреляционной функции и при выполнении условия
Figure 00000085
присваивают принятому информационному элементу значение «единицы», в противном случае - «нуля», отличающийся тем, что предварительно вычисляют число «единиц» в принятой последовательности длительностью L>200, где L - предварительно заданное целое число, а затем вычисляют отклонение
Figure 00000079
порогового значения корреляционной функции от предварительно заданного ее значения Yпор и рассчитывают корректированное значение
Figure 00000086
путем алгебраического сложения предварительно заданного порогового значения корреляционной функции Yпор и вычисленного ее отклонения
Figure 00000079
на n-м временном интервале Т,
Figure 00000087
, после чего все действия по демодуляции последующего сигнала S(t) на (n+1)-м временном интервале Т повторяют с учетом откорректированного значения
Figure 00000088
.5. A method of demodulating signals with relative phase modulation, which consists in receiving a signal S (t), filtering and equalizing its amplitude, generating a reference signal S 0 (t), calculating the correlation function Y (t) between the reference signal S 0 ( t) and a filtered signal with equalized amplitude S C (t) by multiplying them Y (t) = S C (t) S 0 (t), integrate the correlation function Y (t) sequentially at time intervals of duration T and fix its value Y n at the end of the n-th time interval T, where n = 1, 2, ..., calculate the difference modulus
Figure 00000074
values of the correlation functions Y n and Y n-1, respectively, on the n-th and (n-1) -th time intervals T, the obtained value of the difference modulus
Figure 00000074
compare with a predetermined threshold value Y then the correlation function and when the condition
Figure 00000085
assign a value of “one” to the received information element, otherwise, “zero”, characterized in that the number of “units” in the received sequence is pre-calculated with a duration of L> 200, where L is a predefined integer, and then the deviation is calculated
Figure 00000079
threshold value of the correlation function from its predetermined value Y then and calculate the corrected value
Figure 00000086
by algebraic addition of a predetermined threshold value of the correlation function of Y then and its calculated deviation
Figure 00000079
on the n-th time interval T,
Figure 00000087
after which all the actions for demodulating the subsequent signal S (t) on the (n + 1) -th time interval T are repeated taking into account the adjusted value
Figure 00000088
. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что отклонение
Figure 00000079
порогового значения корреляционной функции вычисляют по формуле:
Figure 00000089
,
где k(1) - число «единиц» в L-элементной последовательности.6. The method according to claim 5, characterized in that the deviation
Figure 00000079
the threshold value of the correlation function is calculated by the formula:
Figure 00000089
,
where k (1) is the number of "units" in the L-element sequence. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что если в демодулированной последовательности текущее значение элементов Lт меньше предварительно заданного числа L, то при расчете отклонения
Figure 00000079
выбирают в качестве числа L текущее значение Lт, а число «единиц» рассчитывается в последовательности длительностью Lт элементов. 7. The method according to claim 5, characterized in that if in the demodulated sequence the current value of the elements L t is less than a predetermined number L, then when calculating the deviation
Figure 00000079
choose the current value L t as the number L, and the number of “units” is calculated in a sequence of the duration L t elements.
RU2010151743/08A 2010-12-16 2010-12-16 Method of demodulating differential phase-shift keying modulation signals (versions) RU2454014C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151743/08A RU2454014C1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Method of demodulating differential phase-shift keying modulation signals (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151743/08A RU2454014C1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Method of demodulating differential phase-shift keying modulation signals (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2454014C1 true RU2454014C1 (en) 2012-06-20

Family

ID=46681231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010151743/08A RU2454014C1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Method of demodulating differential phase-shift keying modulation signals (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2454014C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549360C1 (en) * 2014-01-28 2015-04-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства Обороны Российской Федерации (Минобороны России) Signal demodulator with relative phase modulation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099892C1 (en) * 1995-05-10 1997-12-20 Сибирская государственная академия телекоммуникаций и информатики Method and device for relative phase modulated signal demodulation
RU2271071C2 (en) * 2003-07-07 2006-02-27 Александр Петрович Романов Method and device for demodulating relative phase modulated signals

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099892C1 (en) * 1995-05-10 1997-12-20 Сибирская государственная академия телекоммуникаций и информатики Method and device for relative phase modulated signal demodulation
RU2271071C2 (en) * 2003-07-07 2006-02-27 Александр Петрович Романов Method and device for demodulating relative phase modulated signals

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549360C1 (en) * 2014-01-28 2015-04-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства Обороны Российской Федерации (Минобороны России) Signal demodulator with relative phase modulation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4032847A (en) Distortion adapter receiver having intersymbol interference correction
US5459762A (en) Variable multi-threshold detection for 0.3-GMSK
US4766589A (en) Data transmission system
US3524169A (en) Impulse response correction system
KR101828790B1 (en) Frequency shift keying signal receiving method and device
CN114697167B (en) Controller and method for data communication device
JP2016522604A (en) Digital wireless transmission processing
US9722845B2 (en) Bluetooth low energy frequency offset and modulation index estimation
US7577217B2 (en) Detector for clock phase and carrier phase
CN110832817A (en) Transmitter, receiver and corresponding method
RU2454014C1 (en) Method of demodulating differential phase-shift keying modulation signals (versions)
CN110880964B (en) Bit synchronization tracking system based on data conversion tracking loop
WO2001039450A2 (en) Method and apparatus for tracking the magnitude of a transmitted signal
EP1006700B1 (en) Signal carrier recovery method
RU2469487C1 (en) Method of signal demodulation with relative phase demodulation
US7289589B2 (en) Maximum likelihood bit synchronizer and data detector
US7035365B2 (en) Error correction method and apparatus for data transmission system
CN113422746B (en) Receiving demodulation processing method for D8PSK signal
JPH11154925A (en) Digital transmitter
CN101232473A (en) Method for estimating bit error rate in wireless communicating system receiver
RU2781271C1 (en) Amplitude shift keying demodulator
RU2747777C1 (en) Method of receiving signals of relative phase telegraphy in devices for receiving signals with phase manipulation
EP4002785B1 (en) Apparatus for signal detection using gaussian frequency shift keying transmission and a method using the apparatus
AU743126B2 (en) Method for demodulating a carrier wave modulated by a digital symbol sequence
RU2549360C1 (en) Signal demodulator with relative phase modulation

Legal Events

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

Effective date: 20121217