RU2583848C2 - Radio receiver - Google Patents

Radio receiver Download PDF

Info

Publication number
RU2583848C2
RU2583848C2 RU2014117348/07A RU2014117348A RU2583848C2 RU 2583848 C2 RU2583848 C2 RU 2583848C2 RU 2014117348/07 A RU2014117348/07 A RU 2014117348/07A RU 2014117348 A RU2014117348 A RU 2014117348A RU 2583848 C2 RU2583848 C2 RU 2583848C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
noise ratio
inputs
noise
analysis unit
Prior art date
Application number
RU2014117348/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014117348A (en
Inventor
Роман Владимирович Гаврилов
Сергей Викторович Коробкин
Игорь Яковлевич Рыбалка
Original Assignee
Акционерное общество "Воронежский научно-исследовательский институт "Вега" (АО "ВНИИ "Вега")
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 Акционерное общество "Воронежский научно-исследовательский институт "Вега" (АО "ВНИИ "Вега") filed Critical Акционерное общество "Воронежский научно-исследовательский институт "Вега" (АО "ВНИИ "Вега")
Priority to RU2014117348/07A priority Critical patent/RU2583848C2/en
Publication of RU2014117348A publication Critical patent/RU2014117348A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2583848C2 publication Critical patent/RU2583848C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0822Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection according to predefined selection scheme
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used to receive randomly distributed frequency-modulated signals in conditions of mobile objects and multi-beam signal propagation. Radio receiver includes two antenna inputs, each of which consists of series-connected filter preselector first amplifier, mixer, intermediate frequency filter, second intermediate frequency amplifier, an analogue-digital converter, a complex mixer and a local oscillator, which outputs are connected to second inputs of mixers each antenna input block with software analysis and output data generating unit. Outputs of mixers are connected to integrated analysis unit for signal/noise ratio via respective delay units forming block output data, which is connected to output of analysis unit for signal/noise ratio. Second inputs of complex mixer are connected to digital local oscillator.
EFFECT: technical result is increasing noise immunity of receiving messages and determining quality of communication channel by adding channel or connecting with best signal/noise ratio.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к гетеродинному приемнику с однократным преобразованием частоты, и может быть использовано для приема случайным образом распределенных частотно-модулированных сигналов в условиях подвижных объектов и многолучевого распространения сигнала и для определения качества.The invention relates to radio engineering, namely to a heterodyne receiver with a single frequency conversion, and can be used to receive randomly distributed frequency-modulated signals in conditions of moving objects and multipath signal propagation and to determine the quality.

Известно радиоприемное устройство, содержащее два тюнера, каждый из которых состоит из последовательно включенных коммутируемого преселектора, первого смесителя, избирательного усилителя первой промежуточной частоты, второго смесителя, избирательного усилителя второй промежуточной частоты и аналого-цифрового преобразователя, а также содержащее синтезатор опорных частот, соответствующие выходы которого подключены к вторым входам первого и второго смесителей каждого тюнера, и ПЭВМ, введены первый формирователь квадратурных компонент, первый блок цифровой фильтрации, первый ресемплер, регенератор спектра, энергетический анализатор, узел панорамного анализа, блок формирования выходных данных, второй формирователь квадратурных компонент, второй блок цифровой фильтрации, второй ресемплер, детектор, корректор несущей, корректор тактовой частоты, эквалайзер, блок программного обеспечения и полнодоступный коммутатор (описание к патенту RU 94096, МПК Н04В 17/00 (2006.01) H04J 1/16 (2006.01), опубликовано 10.05.2010).A radio receiver is known that contains two tuners, each of which consists of a series-switched switched preselector, a first mixer, a selective amplifier of the first intermediate frequency, a second mixer, a selective amplifier of the second intermediate frequency and an analog-to-digital converter, and also containing a reference frequency synthesizer, corresponding outputs which are connected to the second inputs of the first and second mixers of each tuner, and PC, introduced the first shaper quadrature components NT, first digital filtering unit, first resampler, spectrum regenerator, energy analyzer, panoramic analysis unit, output data generating unit, second quadrature component shaper, second digital filtering unit, second resampler, detector, carrier corrector, clock corrector, equalizer, block software and a fully accessible switch (description of patent RU 94096, IPC Н04В 17/00 (2006.01) H04J 1/16 (2006.01), published on 05/10/2010).

Известное устройство может быть использовано для радиомониторинга сигналов, в частности для автоматизированного радиомониторинга радиосигналов различных источников радиоизлучений в широком диапазоне частот.The known device can be used for radio monitoring of signals, in particular for automated radio monitoring of radio signals of various sources of radio emissions in a wide frequency range.

Задача изобретения - разработка приемника для сдвоенного приема случайным образом распределенных частотно-модулированных частот.The objective of the invention is the development of a receiver for dual reception of randomly distributed frequency-modulated frequencies.

Технический результат - повышение помехоустойчивости приема сообщений и определение качества канала связи путем сложения или подключения канала с лучшим соотношением сигнал/ шум.EFFECT: increased noise immunity of receiving messages and determining the quality of a communication channel by adding or connecting a channel with a better signal to noise ratio.

Технический результат достигается тем, что в радиоприемном устройстве, включающем два антенных входа, каждый из которых состоит из последовательно включенных фильтра преселектора, первого усилителя, смесителя, фильтра промежуточной частоты, второго усилителя промежуточной частоты, аналого-цифровой преобразователь, комплексный смеситель, а также включающее гетеродин, выходы которого подключены к вторым входам смесителей каждого антенного входа, блок анализа с программным обеспечением и блок формирования выходных данных, первые выходы комплексных смесителей соединены с блоком формирования выходных данных через блок анализа соотношения сигнал/шум и через соответствующие блоки задержки, а вторые входы комплексных смесителей подключены к цифровому гетеродину.The technical result is achieved in that in a radio receiving device including two antenna inputs, each of which consists of a preselector filter, a first amplifier, a mixer, an intermediate frequency filter, a second intermediate frequency amplifier, an analog-to-digital converter, a complex mixer, and also including local oscillator, the outputs of which are connected to the second inputs of the mixers of each antenna input, an analysis unit with software and an output data generation unit, the first output The complex mixers are connected to the output data forming unit through the signal-to-noise ratio analysis unit and through the corresponding delay blocks, and the second inputs of the complex mixers are connected to a digital local oscillator.

На рисунке изображена функциональная схема радиоприемного устройства.The figure shows a functional diagram of a radio receiver.

1, 2 - первый и второй антенные входы (антенны не показаны), включающие соответственно:1, 2 - the first and second antenna inputs (antennas not shown), including, respectively:

3, 4 - фильтры преселектора;3, 4 - preselector filters;

5, 6 - первые усилители;5, 6 - the first amplifiers;

7, 8 - смеситель;7, 8 - mixer;

9, 10 - фильтр промежуточной частоты;9, 10 - intermediate frequency filter;

11, 12 - вторые усилители промежуточной частоты;11, 12 - second amplifiers of intermediate frequency;

13, 14 - аналого-цифровые преобразователи (АЦП);13, 14 - analog-to-digital converters (ADC);

15, 16 - комплексные смесители;15, 16 - complex mixers;

17 - гетеродин;17 - local oscillator;

18 - цифровой гетеродин (NCO);18 - digital local oscillator (NCO);

19, 20 - блоки линии задержки;19, 20 - blocks of the delay line;

21 - блок анализа соотношения сигнал/шум (SNR);21 is a signal to noise ratio (SNR) analysis unit;

22 - блок формирования выходных данных (блок сдвоенного приема);22 - output data generating unit (dual reception unit);

23 - блок демодуляции и тактовой синхронизации.23 - block demodulation and clock synchronization.

Сигналы, поступающие на антенные входы 1, 2, попадают соответственно на фильтры 3, 4 преселекции, после которого усиливаются на малошумящем усилителе 5, 6, еще раз фильтруются на фильтрах 7, 8 для удаления побочных составляющих и попадают на смеситель 7, 8. Смеситель 7, 8, выполненный по схеме двойного балансного, формирует посредством сигнала гетеродина 17 промежуточную частоту. Далее сигнал промежуточной частоты усиливается и попадает на шестнадцати разрядный высокоскоростной АЦП 13, 14. Цифровые сигналы от АЦП 13, 14 попадают в комплексный смеситель 15, 16, в котором при помощи цифровой фильтрации выделяется необходимый канал с заданной полосой (25-50 кГц). Также в данном блоке происходит разложение сигнала на векторные составляющие, над которыми далее производятся различные операции. В блоке 21 по векторным проекциям происходит вычисление соотношения сигнал/ шум (в условных единицах) для каждого из каналов 1, 2 и их суммарного сигнала. SNR сигналы о качестве сигналов от блока 21 поступают на блок 22 и по ним выбирают канал с лучшим качеством сигнала.The signals supplied to the antenna inputs 1, 2, respectively, go to preselection filters 3, 4, after which they are amplified by a low-noise amplifier 5, 6, are filtered again on filters 7, 8 to remove side components, and go to mixer 7, 8. Mixer 7, 8, made according to the double balanced scheme, forms an intermediate frequency by means of a local oscillator 17 signal. Then the intermediate frequency signal is amplified and gets to sixteen-bit high-speed ADCs 13, 14. Digital signals from the ADCs 13, 14 fall into the complex mixer 15, 16, in which the necessary channel with a given band (25-50 kHz) is allocated using digital filtering. Also in this block, the signal is decomposed into vector components, over which various operations are further performed. In block 21, the vector signal projections calculate the signal-to-noise ratio (in arbitrary units) for each of channels 1, 2 and their total signal. SNR signals about the quality of signals from block 21 are sent to block 22 and they select the channel with the best signal quality.

В блоке 21 комплексный вектор принятого сигнала предварительно оценивается по абсолютному значению с дальнейшим его усреднением. Далее производится вычисление изменение абсолютного значения вектора, что дает информацию о шумовой составляющей вектора. Среднее значение является полезной составляющей сигнала. Шумовая составляющая вектора вычисляется путем взятия первой производной от абсолютного значения вектора. При этом постоянная составляющая вектора, являющаяся амплитудой полезного сигнала, становится равна нулю. Далее берется абсолютное значение от шумовой составляющей и усредняется по времени. После этих вычислений определяют отношение двух составляющих и получают соотношение сигнал/шум для сигнала с непрерывной фазой по формулеIn block 21, the complex vector of the received signal is preliminarily estimated by the absolute value with its further averaging. Next, the calculation of the change in the absolute value of the vector is performed, which gives information about the noise component of the vector. The average value is a useful component of the signal. The noise component of the vector is calculated by taking the first derivative of the absolute value of the vector. In this case, the constant component of the vector, which is the amplitude of the useful signal, becomes equal to zero. Next, the absolute value of the noise component is taken and averaged over time. After these calculations, the ratio of the two components is determined and the signal-to-noise ratio for the signal with a continuous phase is obtained by the formula

где I и Q - проекции векторов сигнала на комплексную плоскость,where I and Q are the projections of the signal vectors onto the complex plane,

ABS - функция, вычисляющая абсолютное значение.ABS is a function that calculates the absolute value.

Векторные проекции параллельно проходят (10 мс) через блоки 19, 20 линии задержки, которая необходима для компенсации времени, затраченного на вычисления соотношения сигнал/шум.Vector projections pass in parallel (10 ms) through blocks 19, 20 of the delay line, which is necessary to compensate for the time taken to calculate the signal-to-noise ratio.

Figure 00000001
Figure 00000001

Далее задержанные сигналы приходят на схему векторного сложения блока 22 сдвоенного приема и формирования выходных данных. После блока 22 сигнал попадает на блок 23 демодуляции и восстановления тактовой синхронизации. Из блока 21 выходит сигнал качества канала связи, который привязан к количеству ошибок в канале (bit error).Next, the delayed signals come to the vector addition circuit of the unit 22 for dual reception and generation of output data. After block 22, the signal enters block 23 demodulation and restoration of clock synchronization. From the block 21 comes the signal quality of the communication channel, which is tied to the number of errors in the channel (bit error).

При этом перед сложением происходит выравнивание по фазам сигналов с двух каналов 1, 2 приемника. Впоследствии сигналы от каждого канала 1, 2 приходят на блок 22, в котором происходит сравнение и анализ вычисленных соотношений сигнал/шум и коммутация одного из каналов в случае, если разность сигнал/шум выше определенного порога, или суммарного канала (двух каналов), если соотношения сигнал/шум близки или равны.In this case, before addition, phase-matching of signals from two channels 1, 2 of the receiver occurs. Subsequently, the signals from each channel 1, 2 arrive at block 22, in which a comparison and analysis of the calculated signal-to-noise ratios and switching of one of the channels occurs if the signal-to-noise difference is above a certain threshold, or the total channel (two channels), if signal to noise ratios are close or equal.

Работа блоков 21 и 22 обеспечивается специальным программным обеспечением.The operation of blocks 21 and 22 is provided by special software.

В случае резкого ухудшения качества сигнала в одном из каналов приемника пораженные помехой данные не пройдут на выход демодулятора 23 вследствие работы линии задержки 19, 20. Это позволяет работать в условиях подвижных объектов и многолучевого распространения сигнала.In the event of a sharp deterioration in the signal quality in one of the receiver channels, the data affected by the interference will not pass to the output of the demodulator 23 due to the operation of the delay line 19, 20. This allows working in conditions of moving objects and multipath signal propagation.

Claims (1)

Радиоприемное устройство, включающее два антенных входа, к каждому из которых подключен соответствующий канал, содержащий последовательно включенные фильтр преселектора, первый усилитель, смеситель, фильтр промежуточной частоты, второй усилитель промежуточной частоты, аналого-цифровой преобразователь, комплексный смеситель и гетеродин, выходы которого подключены к вторым входам соответствующих смесителей, а также включающее блок анализа с программным обеспечением и блок формирования выходных данных, отличающееся тем, что выходы комплексных смесителей соединены с блоком анализа соотношения сигнал/шум, осуществляющего вычисление соотношения сигнал/шум для каждого из каналов и их суммарного сигнала, и через соответствующие блоки задержки с блоком формирования выходных данных, который соединен с выходом блока анализа соотношения сигнал/шум, при этом вторые входы комплексных смесителей подключены к цифровому гетеродину, блок анализа соотношения сигнал/шум осуществляет вычисление соотношения сигнал/шум путем оценивания комплексного вектора по абсолютному значению с его дальнейшим усреднением, получая при этом полезную составляющую сигнала, вычисление изменения абсолютного значения вектора, получая шумовую составляющую вектора, вычисление абсолютной величины шумовой составляющей и ее усреднение, а затем определяет отношение указанных составляющих, получая соотношение сигнал/шум для каждого канала, а блок формирования выходных данных сравнивает вычисленные соотношения сигнал/шум и в случае, если соотношения сигнал/шум близки или равны, осуществляет коммутацию суммарного канала. A radio receiver including two antenna inputs, each of which is connected to a corresponding channel containing a preselector filter, a first amplifier, a mixer, an intermediate frequency filter, a second intermediate frequency amplifier, an analog-to-digital converter, an integrated mixer and a local oscillator, the outputs of which are connected to the second inputs of the respective mixers, as well as including an analysis unit with software and an output data generating unit, characterized in that the outputs are plex mixers are connected to a signal-to-noise ratio analysis unit, which calculates the signal-to-noise ratio for each of the channels and their total signal, and through the corresponding delay units to an output data generating unit, which is connected to the output of the signal-to-noise ratio analysis unit, the second inputs of the complex mixers are connected to a digital local oscillator, the signal-to-noise ratio analysis unit calculates the signal-to-noise ratio by estimating the complex vector by the absolute value with its further averaging, while obtaining the useful component of the signal, calculating the change in the absolute value of the vector, obtaining the noise component of the vector, calculating the absolute value of the noise component and its averaging, and then determines the ratio of these components, obtaining the signal-to-noise ratio for each channel, and the block generating output data compares the calculated signal-to-noise ratios and, if the signal-to-noise ratios are close or equal, performs switching of the total channel.
RU2014117348/07A 2014-04-29 2014-04-29 Radio receiver RU2583848C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117348/07A RU2583848C2 (en) 2014-04-29 2014-04-29 Radio receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117348/07A RU2583848C2 (en) 2014-04-29 2014-04-29 Radio receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014117348A RU2014117348A (en) 2015-11-10
RU2583848C2 true RU2583848C2 (en) 2016-05-10

Family

ID=54536159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014117348/07A RU2583848C2 (en) 2014-04-29 2014-04-29 Radio receiver

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2583848C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1575320A1 (en) * 1987-12-29 1990-06-30 Предприятие П/Я А-7306 Device for double reception of space-diversity signals
US5490180A (en) * 1993-11-30 1996-02-06 Nec Corp Diversity receiver

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1575320A1 (en) * 1987-12-29 1990-06-30 Предприятие П/Я А-7306 Device for double reception of space-diversity signals
US5490180A (en) * 1993-11-30 1996-02-06 Nec Corp Diversity receiver

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
САРТАСОВ Н.А и др Коротковолновые радиомагистральные радиоприемные устройства Москва, "Связь", 1971, гл.5. *
СИЛАНТЬЕВ В А Применение векторных анализаторов сигналов в системах радиоконтроля ж.Специальная техника номер 5, 2002, рис.3. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014117348A (en) 2015-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6499376B2 (en) Frequency tracking using sparse pilot
KR101183267B1 (en) Method, apparatus and computer program for sensing spectrum in a cognitive radio environment
CA2975448C (en) Radio receiver for determining location of a signal source
US20070183547A1 (en) Method of, and receiver for, cancelling interferring signals
RU2017102384A (en) METHOD AND DEVICE FOR SUPPRESSING INTERFERENCE
US8515372B2 (en) Receiver configurable in a plurality of modes
CN104601259B (en) Wireless communication receiver with i/q imbalance estimation and correction techniques
US10969457B2 (en) Receiver-system
JPH10513616A (en) Digitally compensated direct conversion receiver
US9496899B2 (en) Bandpass sampling receiver, and method for designing and reconstructing a filter thereof
US20130101074A1 (en) Programmable, frequency agile direct conversion digital receiver with high speed oversampling
JP2005260860A (en) Narrow band interference suppression apparatus
US20150138995A1 (en) Method, system and apparatus for phase noise cancellation
JP2014228536A (en) Apparatus and methods for determining status of tracking loop
CN111711457A (en) Method for improving demodulation broadband through multi-channel parallel segmented demodulation mode
US8750817B2 (en) Controlling filter bandwidth based on blocking signals
US9036740B2 (en) Performing image rejection on bandpass signals
RU2583848C2 (en) Radio receiver
KR100472484B1 (en) Apparatus and method for radio signal parallel processing
US8786939B1 (en) Spectral sensing demodulator
KR20150116067A (en) Signal receiving device for measuring characteristics of wireless communication channel and measurement method of characteristics of wireless communication channel
US10069670B2 (en) Transmission and reception circuit, transceiver, and method of correcting time difference of signal
US20050143043A1 (en) Chopped intermediate frequency wireless receiver
Rahman et al. Dual-mode receiver architecture for Bluetooth and IEEE 802.11 b standards
CN111510174B (en) Method for realizing image frequency suppression processing aiming at first-stage superheterodyne receiver

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200430