RU2626332C1 - Method of demodulation of signal - Google Patents

Method of demodulation of signal Download PDF

Info

Publication number
RU2626332C1
RU2626332C1 RU2016131149A RU2016131149A RU2626332C1 RU 2626332 C1 RU2626332 C1 RU 2626332C1 RU 2016131149 A RU2016131149 A RU 2016131149A RU 2016131149 A RU2016131149 A RU 2016131149A RU 2626332 C1 RU2626332 C1 RU 2626332C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
values
sine
log
consider
Prior art date
Application number
RU2016131149A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Михайлович Вешкурцев
Никита Дмитриевич Вешкурцев
Евгений Игоревич Алгазин
Original Assignee
Негосударственное (частное) образовательное учреждение высшего профессионального образования "Институт радиоэлектроники, сервиса и диагностики"
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 Негосударственное (частное) образовательное учреждение высшего профессионального образования "Институт радиоэлектроники, сервиса и диагностики" filed Critical Негосударственное (частное) образовательное учреждение высшего профессионального образования "Институт радиоэлектроники, сервиса и диагностики"
Priority to RU2016131149A priority Critical patent/RU2626332C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2626332C1 publication Critical patent/RU2626332C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/02Amplitude-modulated carrier systems, e.g. using on-off keying; Single sideband or vestigial sideband modulation
    • H04L27/06Demodulator circuits; Receiver circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0079Receiver details
    • H04L7/0087Preprocessing of received signal for synchronisation, e.g. by code conversion, pulse generation or edge detection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: demodulation method uses an analog-to-digital conversion, the multiplication of instantaneous discrete signal values with Vm - the parameter of the characteristic function of the signal, the conversion to obtain the sine and cosine functions of the products, the accumulation and averaging of the current values of the sine and cosine functions over a time interval equal to the duration of the symbol "0" and "1", comparison with the predetermined thresholds B(Vm, T) is imaginary and the estimates A(Vm, T) of the real part of the characteristic function.
EFFECT: increasing of noise immunity of systems of transfer of the discrete information on communication channels.
2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах передачи дискретной информации по каналам связи и в статистических анализаторах случайных сигналов.The invention relates to radio engineering and can be used in systems for transmitting discrete information over communication channels and in random signal statistical analyzers.

Информацию передают с помощью сигналов, у которых модулированы параметры (амплитуда, фаза, частота) и характеристики (например, характеристическая функция) по закону телеграфного сообщения.Information is transmitted using signals whose modulated parameters (amplitude, phase, frequency) and characteristics (for example, characteristic function) according to the law of telegraph communication.

Характеристическая функция сигнала равна математическому ожиданию от экспоненты с мнимым показателем [Вешкурцев Ю.М. Прикладной анализ характеристической функции случайных процессов. -Москва: Радио и связь, 2003, с. 31, 49].The characteristic function of the signal is equal to the mathematical expectation of the exponent with an imaginary indicator [Veshkurtsev Yu.M. Applied analysis of the characteristic function of random processes. -Moscow: Radio and communications, 2003, p. 31, 49].

θ(Vm,t)=m1{exp{jVmu(t)]}=A(Vm,t)+jB(Vm,t),θ (V m , t) = m 1 {exp {jV m u (t)]} = A (V m , t) + jB (V m , t),

где Vm - параметр характеристической функции (х.ф.); u(t)=E0s(t)+U0cos(ωt+η) - сигнал, модулированный телеграфным сообщением s(t); η - случайная величина; A(Vm,t) - действительная часть х.ф.; B(Vm,t) - мнимая часть х.ф.; Е0 - математическое ожидание сигнала. Телеграфное сообщение или сигнал s(t) представляет собой последовательность логических нулей (лог. «0») и логических единиц (лог. «1»).where V m is the parameter of the characteristic function (ch.f.); u (t) = E 0 s (t) + U 0 cos (ωt + η) - signal modulated by telegraph message s (t); η is a random variable; A (V m , t) - the real part of the H.F .; B (V m , t) is the imaginary part of the php; E 0 is the mathematical expectation of the signal. A telegraph message or signal s (t) is a sequence of logical zeros (log. "0") and logical units (log. "1").

Таким образом, рассматривается способ модуляции сигнала [Заявка №2016114366 от 13.04.2016. Способ модуляции сигнала], в котором помимо амплитуды сигнала изменяются действительная и мнимая части х.ф. по закону телеграфного сигнала. Пример этого показан на фиг.1.Thus, a method for modulating a signal is considered [Application No. 2016114366 of 04/13/2016. Signal modulation method], in which, in addition to the signal amplitude, the real and imaginary parts of the hf change according to the law of the telegraph signal. An example of this is shown in FIG.

При демодуляции нестационарного сигналаWhen demodulating an unsteady signal

u(t)=E0s(t)+U0 cos(ωt+η)u (t) = E 0 s (t) + U 0 cos (ωt + η)

требуется измерение значений оценок действительной и мнимой частей х.ф.measurement of real and imaginary parts of the hf is required.

Известно устройство для измерения плотности вероятности фазы сигнала [Патент 2313101, МПК G01R 25/00. Анализатор плотности вероятности фазы сигнала. Опубл. 20.12.2007. Бюл. №35]. Устройство реализует способ, использующий аналого-цифровое преобразование, перемножение, преобразование для получения функций синус и косинус, накопление и усреднение текущих значений, оперативное суммирование значений, запоминание и хранение мгновенных значений сигнала, формирование опорного колебания и управляющих импульсов, индикацию результатов.A device for measuring the probability density of the phase of the signal [Patent 2313101, IPC G01R 25/00. Signal phase probability density analyzer. Publ. 12/20/2007. Bull. No. 35]. The device implements a method that uses analog-to-digital conversion, multiplication, conversion to obtain the sine and cosine functions, accumulation and averaging of current values, operative summation of values, storing and storing instantaneous signal values, generating a reference oscillation and control pulses, and displaying the results.

Способ и устройство, реализующее его, позволяют измерять оценки действительной и мнимой частей х.ф. разности фаз сигнала и опорного колебания для определения оценки плотности вероятности фазы сигнала. В этом способе демодуляция сигнала выполнена с целью получения информации, содержащейся в фазе сигнала, а амплитуда при этом остается постоянной величиной.The method and device that implements it, allow you to measure the estimates of the real and imaginary parts of HF the phase difference of the signal and the reference oscillation to determine an estimate of the probability density of the phase of the signal. In this method, the signal demodulation is performed in order to obtain information contained in the phase of the signal, and the amplitude remains constant.

Недостатками данного способа являются ограниченные функциональные возможности, т.к. он не позволяет демодулировать сигнал с амплитудной модуляцией и, к тому же, у него низкая помехоустойчивость.The disadvantages of this method are limited functionality, because it does not allow demodulating a signal with amplitude modulation and, moreover, it has low noise immunity.

Из известных наиболее близким по процедурам преобразования сигнала являются способ и устройство его реализации [Заявка №2011114694. Устройство контроля. Опубл. 20.10.2012]. Устройство контроля реализует способ, использующий аналого-цифровое преобразование, перемножение мгновенных дискретных значений сигнала с Vm-параметром характеристической функции (х.ф.) сигнала, преобразование для получения функций синус и косинус произведений, накопление и усреднение текущих значений функций синус и косинус, сравнение с порогами.Of the known closest to the signal conversion procedures are the method and device for its implementation [Application No. 20111114694. Control device. Publ. 10/20/2012]. The control device implements a method that uses analog-to-digital conversion, multiplying the instantaneous discrete values of the signal with the V m parameter of the characteristic function (cf) of the signal, converting to obtain the functions sine and cosine of the products, accumulating and averaging the current values of the functions sine and cosine, comparison with thresholds.

Способ и устройство, реализующее его, демодулируют сигнал с амплитудной модуляцией и позволяют измерять оценки действительной и мнимой частей х.ф. произведений мгновенных дискретных значений демодулированного сигнала на Vm-параметр х.ф. Затем в соответствии с алгоритмом с помощью значений оценок действительной и мнимой частей х.ф. вычисляется критерий, который сравнивается с порогом, а после этого принимается решение о качестве вещества.The method and device that implements it, demodulate the signal with amplitude modulation and allow you to measure the estimates of the real and imaginary parts of HF products of instantaneous discrete values of the demodulated signal by the V m parameter Then, in accordance with the algorithm, using the values of the estimates of the real and imaginary parts of the hf a criterion is calculated, which is compared with a threshold, and after that a decision is made on the quality of the substance.

Недостатками данного способа являются ограниченные функциональные возможности, т.к. он не позволяет демодулировать нестационарный сигнал с амплитудной модуляцией и, к тому же, имеет низкую помехоустойчивость.The disadvantages of this method are limited functionality, because it does not allow demodulating a non-stationary signal with amplitude modulation and, moreover, has low noise immunity.

Задача предлагаемого изобретения - повышение помехоустойчивости систем передачи дискретной информации по каналам связи.The objective of the invention is to increase the noise immunity of systems for transmitting discrete information over communication channels.

Техническим результатом изобретения является использование характеристической функции сигнала при передаче телеграфных сообщений.The technical result of the invention is the use of the characteristic function of the signal when transmitting telegraph messages.

Для достижения поставленной задачи в способе демодуляции сигнала, использующем аналого-цифровое преобразование, перемножение мгновенных дискретных значений сигнала с Vm-параметром характеристической функции (х.ф.) сигнала, преобразование для получения функций синус и косинус произведений, накопление и усреднение текущих значений функций синус и косинус, сравнение с порогами, согласно изобретению текущие значения функций синус и косинус накапливают и усредняют на интервале времени, равном длительности символа лог. «0» и лог. «1», после чего с помощью функции синус вычисляют оценку B(Vm,t) мнимой части х.ф., а с помощью функции косинус - оценку A(Vm,t) действительной части х.ф., текущие значения которых сравнивают с порогами, а решения принимают в соответствии с выполнением следующих неравенств:To achieve this goal, in a method of signal demodulation using analog-to-digital conversion, multiplying the instantaneous discrete values of the signal with the V m parameter of the characteristic function (HF) of the signal, converting to obtain the sine and cosine functions of the products, accumulating and averaging the current values of the functions sine and cosine, comparison with thresholds, according to the invention, the current values of the sine and cosine functions are accumulated and averaged over a time interval equal to the duration of the log symbol. "0" and the log. “1”, after which using the sine function calculate the estimate B (V m , t) of the imaginary part of the photographic function, and using the cosine function, calculate the estimate A (V m , t) of the real part of the photographic function, the current values of which compared with thresholds, and decisions are made in accordance with the following inequalities:

если В(Vm,t)≤0, то считают, что принят лог. «0»;if B (V m , t) ≤0, then consider that the log is accepted. "0";

если В(Vm,t)>J0(VmU0)sin Е0, то считают, что принята лог. «1»;if B (V m , t)> J 0 (V m U 0 ) sin E 0 , then it is considered that the log is accepted. "one";

если A(Vm,t) ≥J0(VmU0), то считают, что принят лог. «0»;if A (V m , t) ≥J 0 (V m U 0 ), then consider that the log is accepted. "0";

если А(Vm,t)>J0(VmU0) cosE0, то считают что принята лог. «1»,if A (V m , t)> J 0 (V m U 0 ) cosE 0 , then consider that the log is accepted. "one",

где U0 - амплитуда сигнала; Е0- математическое ожидание сигнала; J0(VmU0) - функция Бесселя нулевого порядка, Vm=1.where U 0 is the amplitude of the signal; E 0 is the mathematical expectation of the signal; J 0 (V m U 0 ) is the zero-order Bessel function, V m = 1.

На фиг. 1 представлены графики изменения телеграфного сигнала, действительной и мнимой частей х.ф., нестационарный сигнал, а на фиг. 2 изображена структурная схема технической реализации предлагаемого способа.In FIG. 1 shows graphs of changes in the telegraph signal, the real and imaginary parts of the HF, non-stationary signal, and in FIG. 2 shows a structural diagram of the technical implementation of the proposed method.

Структурная схема (фиг. 2) содержит аналого-цифровой преобразователь 1, перемножитель 2, синусный 3 и косинусный 4 преобразователи, накапливающие усредняющие сумматоры 5 и 6, пороговые устройства 7 и 8.The block diagram (Fig. 2) contains an analog-to-digital converter 1, a multiplier 2, a sine 3 and a cosine 4 converters that accumulate averaging adders 5 and 6, threshold devices 7 and 8.

Вход АЦШ является входом демодулятора сигнала. Выход АЦП1 подключен к первому входу перемножителя 2, на второй вход которого поступает код числа, равного Vm-параметру х.ф. Выход перемножителя 2 одновременно подключен к входу синусного 3 и входу косинусного 4 преобразователей, выходы которых в отдельности подсоединены каждый к своему накапливающему усредняющему сумматору 5 и 6 соответственно. Стробирующие входы накапливающих усредняющих сумматоров 5 и 6 объединены и подключены к цепи «Синхронизация». Выходы накапливающих усредняющих сумматоров 5 и 6 в отдельности присоединены каждый к своему пороговому устройству 7 и 8 соответственно. Выход порогового устройства 7 является выходом синусного канала демодулятора, а выход порогового устройства 8 - выходом косинусного канала демодулятора.The ADC input is the signal demodulator input. The output of the ADC1 is connected to the first input of the multiplier 2, the second input of which receives the code of a number equal to the V m- parameter hf The output of the multiplier 2 is simultaneously connected to the input of the sine 3 and the input of the cosine 4 converters, the outputs of which are individually connected each to its accumulating averaging adder 5 and 6, respectively. The gate inputs of the accumulating averaging adders 5 and 6 are combined and connected to the "Synchronization" circuit. The outputs of the accumulating averaging adders 5 and 6 are individually connected to each of their threshold devices 7 and 8, respectively. The output of the threshold device 7 is the output of the sine channel of the demodulator, and the output of the threshold device 8 is the output of the cosine channel of the demodulator.

Заявленный способ демодуляции реализуется следующим образом. На вход демодулятора поступает нестационарный сигнал. Пусть s(t)=0, т.е. в данный момент времени передается логический «0». После аналого-цифрового преобразования в АЦП1 мгновенные значения сигнала u(kΔt) перемножают с параметром Vm, а затем выполняют преобразования для получения функции sin[u(kΔt)Vm] и функции cos[u(kΔt)Vm] произведений u(kΔt)Vm с помощью преобразователей 3, 4 соответственно. Накапливающие усредняющие сумматоры 5, 6 работают одновременно. В сумматоре 5 накапливаются текущие значения функции синус, а в сумматоре 6 - текущие значения функции косинус. По истечении времени, равном длительности символа логический «0», имеемThe claimed method of demodulation is implemented as follows. The input of the demodulator receives a non-stationary signal. Let s (t) = 0, i.e. currently a logical “0” is being transmitted. After analog-to-digital conversion in ADC1, the instantaneous values of the signal u (kΔt) are multiplied with the parameter V m , and then the transforms are performed to obtain the function sin [u (kΔt) V m ] and the function cos [u (kΔt) V m ] of products u ( kΔt) V m using converters 3, 4, respectively. The accumulating averaging adders 5, 6 work simultaneously. In adder 5, the current values of the sine function are accumulated, and in adder 6, the current values of the cosine function are accumulated. After a time equal to the duration of the symbol logical "0", we have

Figure 00000001
Figure 00000001

в сумматоре 5 иin adder 5 and

Figure 00000002
Figure 00000002

в сумматоре 6, где N - объем выборки дискретный мгновенных значений сигнала.in adder 6, where N is the sample size discrete instantaneous signal values.

При появлении импульса синхронизации на стробирующих входах сумматоров 5, 6 на их выходах появляются значения оценок мнимой и действительной частей х.ф., т.е.When a synchronization pulse appears at the gate inputs of adders 5, 6, the values of the imaginary and real parts of the HF appear on their outputs, i.e.

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

Figure 00000004
Figure 00000004

Значения оценок х.ф. сравниваются с порогами, установленными в пороговых устройствах 7, 8, исходя из следующих фундаментальных положений.Values of ratings are compared with thresholds set in threshold devices 7, 8, based on the following fundamental provisions.

Известно [Вешкурцев Ю.М. Прикладной анализ характеристической функции случайных процессов. - Москва: Радио и связь, 2003, с. 34, табл. 2.1], что х.ф. нестационарного сигнала при s(t)=0 равнаIt is known [Veshkurtsev Yu.M. Applied analysis of the characteristic function of random processes. - Moscow: Radio and Communications, 2003, p. 34, tab. 2.1] that cf unsteady signal at s (t) = 0 is equal to

B(Vm,t)=0,B (V m , t) = 0,

A(Vm,t)=J0(VmU0),A (V m , t) = J 0 (V m U 0 ),

где U0 - амплитуда сигнала, J0(×) - функция Бесселя нулевого порядка.where U 0 is the signal amplitude, J 0 (×) is the zero order Bessel function.

Следовательно, при s(t)=0 в пороговом устройстве 7 установлен порогTherefore, when s (t) = 0, a threshold is set in the threshold device 7

П1=B(Vm,t)=0,P 1 = B (V m , t) = 0,

а в пороговом устройстве 8 - порогand in threshold device 8, a threshold

П3=A(Vm,t)=J0(VmU0).P 3 = A (V m , t) = J 0 (V m U 0 ).

Решение относительно принятого символа телеграфного сигнала принимают в соответствии с выполнением следующих неравенств:The decision regarding the received symbol of the telegraph signal is made in accordance with the following inequalities:

если B[Vm,t)≤П1≤0, то считают, что принят логический «0»;if B [V m , t) ≤P 1 ≤0, then consider that a logical "0" is adopted;

если А(Vm,t)≥П3≥J0(VmU0), то считают, что принят логический «0».if A (V m , t) ≥P 3 ≥J 0 (V m U 0 ), then consider that a logical "0" is adopted.

При невыполнении записанных неравенств при Vm=1 возникает ошибка в решении относительно принятого символа телеграфного сигнала.If the recorded inequalities are not fulfilled for V m = 1, an error occurs in the decision regarding the received symbol of the telegraph signal.

Далее рассмотрим случай, когда s(t)=1, т.е. в следующий момент времени передается символ логическая «1». Преобразования нестационарного сигнала повторяют описанные ранее. Новые значения оценок х.ф. сравниваются с другими порогами, установленными в пороговых устройствах 7, 8, исходя из следующих фундаментальных положений.Next, we consider the case when s (t) = 1, i.e. at the next moment of time the logical symbol “1” is transmitted. Transformations of a non-stationary signal repeat the ones described earlier. New values of ratings are compared with other thresholds set in threshold devices 7, 8, based on the following fundamental provisions.

Известно [Вешкурцев Ю.М. Прикладной анализ характеристической функции случайных процессов. - Москва: Радио и связь, 2003, с. 38], что х.ф. нестационарного сигнала при s(t)=1 равнаIt is known [Veshkurtsev Yu.M. Applied analysis of the characteristic function of random processes. - Moscow: Radio and Communications, 2003, p. 38] that hf unsteady signal at s (t) = 1 is equal to

B(Vm,t)=J0(VmU0)sinE0,B (V m , t) = J 0 (V m U 0 ) sinE 0 ,

A(Vm,t)=J0(VmU0)cosE0,A (V m , t) = J 0 (V m U 0 ) cosE 0 ,

где Е0 - математическое ожидание сигнала.where E 0 is the mathematical expectation of the signal.

Следовательно, при s(t)=1 в пороговом устройстве 7 установлен порогTherefore, when s (t) = 1, a threshold is set in the threshold device 7

П2=B(Vm,t)=J0(VmU0)smE0,P 2 = B (V m , t) = J 0 (V m U 0 ) smE 0 ,

а в пороговом устройстве 8 - порогand in threshold device 8, a threshold

П4=A(Vm,t)=J0(VmU0)cosE0.P 4 = A (V m , t) = J 0 (V m U 0 ) cosE 0 .

Решение относительно принятого символа телеграфного сигнала принимают в соответствии с выполнением следующих неравенств:The decision regarding the received symbol of the telegraph signal is made in accordance with the following inequalities:

если В[Vm,t)>П2>J0[VmU0)sinE0, то считают, что принята логическая «1»;if B [V m , t)> П 2 > J 0 [V m U 0 ) sinE 0 , then it is considered that logical “1” is adopted;

если А(Vm,t)>П4>J0(VmU0)cosE0, то считают, что принята логическая «1».if A (V m , t)> П 4 > J 0 (V m U 0 ) cosE 0 , then it is considered that logical “1” is adopted.

При невыполнении записанных неравенств при Vm=1 возникает ошибка в решении относительно принятого символа телеграфного сигнала.If the recorded inequalities are not fulfilled for V m = 1, an error occurs in the decision regarding the received symbol of the telegraph signal.

Описанные операции, связанные с преобразованием нестационарного сигнала, выполняются известными в радиотехнике устройствами, а именно аналого-цифровым преобразователем (АЦП), перемножителем, функциональными преобразователями синус и косинус, накапливающими усредняющими сумматорами, пороговыми устройствами.The described operations associated with the conversion of an unsteady signal are performed by devices known in radio engineering, namely, an analog-to-digital converter (ADC), a multiplier, sine and cosine functional converters, accumulating averaging adders, threshold devices.

Для оценки помехоустойчивости демодулятора проведено статистическое моделирование структурной схемы (фиг. 2). Статистическое моделирование проводилось в следующей последовательности.To assess the noise immunity of the demodulator, a statistical modeling of the structural scheme was carried out (Fig. 2). Statistical modeling was carried out in the following sequence.

На первом этапе сформированы дискретные мгновенные значения нестационарного сигнала, передающего логическую «1», а потом - сигнала, передающего логический «0». Амплитуда сигнала, математическое ожидание сигнала - это величины переменные. Для конкретных значений амплитуды и математического ожидания сигнала установлены пороги (9, 10, 13, 14) в статистической модели демодулятора. После чего контролировались ошибки демодулятора, когда помехи на входе демодулятора отсутствуют. Количество ошибок в синусном и косинусном каналах демодулятора равно нулю при проведении 100 000 испытаний.At the first stage, discrete instantaneous values of an unsteady signal transmitting a logical “1” are generated, and then a signal transmitting a logical “0” is generated. The amplitude of the signal, the mathematical expectation of the signal - these are variables. For specific values of the amplitude and mathematical expectation of the signal, thresholds (9, 10, 13, 14) are set in the statistical model of the demodulator. After that, the errors of the demodulator were monitored when there was no interference at the input of the demodulator. The number of errors in the sine and cosine channels of the demodulator is zero during 100,000 tests.

На втором этапе сформированы дискретные мгновенные значения аддитивной смеси сигнала и «белого» шума. При этом амплитуда нестационарного сигнала изменялась через 0,1 В от 0,1 В до 0,9 В, а среднее квадратическое отклонение «белого» шума изменялось от 0,9 В до 0,1 В с шагом 0,1 В. Математическое ожидание сигнала принимало два значения, а именно 0,1 В и 0,4 В. Отношение сигнал/шум рассчитывалось по формулеAt the second stage, discrete instantaneous values of the additive mixture of the signal and “white” noise are generated. In this case, the amplitude of the unsteady signal changed through 0.1 V from 0.1 V to 0.9 V, and the mean square deviation of the “white” noise varied from 0.9 V to 0.1 V in 0.1 V increments. The signal took two values, namely 0.1 V and 0.4 V. The signal-to-noise ratio was calculated by the formula

Figure 00000005
Figure 00000005

где u(kΔt) - дискретное мгновенное значение сигнала; σ2 - дисперсия «белого» шума; N - объем выборки мгновенных значений сигнала. При этом несущая частота сигнала 100 кГц, частота дискретизации аддитивной смеси сигнала и шума равна 200 кГц. Объем выборки дискретных мгновенных значений аддитивной смеси сигнала и шума на интервале одного символа телеграфного сигнала равен 200.where u (kΔt) is the discrete instantaneous value of the signal; σ 2 is the dispersion of white noise; N is the sample size of the instantaneous signal values. In this case, the carrier frequency of the signal is 100 kHz, and the sampling frequency of the additive mixture of signal and noise is 200 kHz. The sample size of discrete instantaneous values of the additive mixture of signal and noise in the interval of one symbol of the telegraph signal is 200.

Проведено 100 000 независимых испытаний. Вероятность ошибок в синусном и косинусном каналах демодулятора рассчитывалась по формуле100,000 independent tests performed. The probability of errors in the sine and cosine channels of the demodulator was calculated by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где N1=100 000 - количество испытаний; m - количество ошибок при приеме логического «0»; n - количество ошибок при приеме логической «1».where N 1 = 100 000 is the number of tests; m is the number of errors when receiving a logical "0"; n is the number of errors when receiving a logical "1".

Результаты статистических испытаний синусного канала демодулятора.The results of statistical tests of the sinus channel of the demodulator.

Figure 00000007
Figure 00000007

Результаты статистических испытаний косинусного канала демодулятора.The results of statistical tests of the cosine channel of the demodulator.

Figure 00000008
Figure 00000008

Для сравнения приведена вероятность ошибок при демодуляции сигналов с относительной фазовой модуляцией [Теплов Н.Л. Помехоустойчивость систем передачи дискретной информации. - Москва: Связь, 1964, с. 117].For comparison, the probability of errors during demodulation of signals with relative phase modulation [Teplov N.L. Interference immunity of discrete information transmission systems. - Moscow: Communication, 1964, p. 117].

Figure 00000009
Figure 00000009

Результаты моделирования показывают, что демодулятор (фиг.2) имеет помехоустойчивость, превышающую помехоустойчивость известных демодуляторов сигналов с относительной фазовой модуляцией, которая считается в данный момент самой помехоустойчивой.The simulation results show that the demodulator (figure 2) has noise immunity exceeding the noise immunity of the known signal demodulators with relative phase modulation, which is currently considered the most noise immunity.

Таким образом, использование предлагаемого способа повышает помехоустойчивость систем передачи дискретной информации.Thus, the use of the proposed method increases the noise immunity of transmission systems of discrete information.

Claims (9)

Способ демодуляции сигнала, использующий аналого-цифровое преобразование нестационарного сигнала с s(t), принимающего значения «0» или «1», с получением мгновенных значений сигнала u(kΔt), которые перемножают с параметром Vm характеристической функции, выполняют преобразование для получения функции sin[u(kΔt)Vm] и функции cos[u(kΔt)Vm] произведений u(kΔt)Vm с накоплением и усреднением текущих значений соответственно на интервале времени, равном длительности символов «0» или «1», после чего с помощью функции синуса вычисляют оценку B(Vm,t) мнимой части характеристической функции, а с помощью функции косинуса - оценку A(Vm,t) действительной части характеристической функции соответственноA method of demodulating a signal using analog-to-digital conversion of an unsteady signal with s (t) taking the values “0” or “1”, obtaining instantaneous values of the signal u (kΔt), which are multiplied with the parameter V m of the characteristic function, perform the conversion to obtain functions sin [u (kΔt) V m ] and functions cos [u (kΔt) V m ] of products u (kΔt) V m with accumulation and averaging of current values, respectively, on a time interval equal to the duration of the characters “0” or “1”, then using sine functions is calculated estimate B (V m, t) of the imaginary part of x characteristic function and the cosine function using - evaluation A (V m, t) of the real part of the characteristic function, respectively
Figure 00000010
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000011
где N - объем выборки дискретных мгновенных значений сигнала, текущие значения которых сравнивают с порогами, а решения принимают в соответствии с выполнением следующих неравенств:where N is the sample size of discrete instantaneous signal values, the current values of which are compared with thresholds, and decisions are made in accordance with the following inequalities: если B(Vm,t)≤0, то считают, что принят лог.«0»;if B (V m , t) ≤0, then consider that the log. "0" is accepted; если B(Vm,t)>J0(VmU0)sinE0, то считают, что принята лог. «1»;if B (V m , t)> J 0 (V m U 0 ) sinE 0 , then consider that the log is accepted. "one"; если A(Vm,t)≥J0(VmU0), то считают, что принят лог. «0»;if A (V m , t) ≥J 0 (V m U 0 ), then consider that the log is accepted. "0"; если A(Vm,t)>J0(VmU0)cosE0, то считают что принята лог. «1»,if A (V m , t)> J 0 (V m U 0 ) cosE 0 , then consider that the log is accepted. "one", где U0 - амплитуда сигнала; Е0 - математическое ожидание сигнала; J0(VmU0) - функция Бесселя нулевого порядка, Vm=1.where U 0 is the amplitude of the signal; E 0 is the mathematical expectation of the signal; J 0 (V m U 0 ) is the zero-order Bessel function, V m = 1.
RU2016131149A 2016-07-27 2016-07-27 Method of demodulation of signal RU2626332C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016131149A RU2626332C1 (en) 2016-07-27 2016-07-27 Method of demodulation of signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016131149A RU2626332C1 (en) 2016-07-27 2016-07-27 Method of demodulation of signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2626332C1 true RU2626332C1 (en) 2017-07-26

Family

ID=59495697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016131149A RU2626332C1 (en) 2016-07-27 2016-07-27 Method of demodulation of signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626332C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713218C1 (en) * 2019-04-24 2020-02-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Demodulator

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5892162A (en) * 1981-11-27 1983-06-01 Hitachi Ltd Method and apparatus for timing phase control
EP0379321A2 (en) * 1989-01-18 1990-07-25 THORN EMI Electronics Limited Phase difference measurement
RU2231798C2 (en) * 2002-07-08 2004-06-27 Омский государственный технический университет Analyzer of characteristic function of signal
WO2004062223A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Symbol position detection device and symbol position detection method
RU2313101C1 (en) * 2006-03-27 2007-12-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Analyzer of density of probability of the phase of a signal
US20090067538A1 (en) * 2003-05-30 2009-03-12 Viasat, Inc. Receiver based transmission characteristic estimator
US20090102981A1 (en) * 2007-07-12 2009-04-23 Bae System Information And Electronic System Integration Inc. Spectrum sensing function for cognitive radio applications
JP5892162B2 (en) * 2011-05-10 2016-03-23 日本電気株式会社 Digital modulator

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5892162A (en) * 1981-11-27 1983-06-01 Hitachi Ltd Method and apparatus for timing phase control
EP0379321A2 (en) * 1989-01-18 1990-07-25 THORN EMI Electronics Limited Phase difference measurement
RU2231798C2 (en) * 2002-07-08 2004-06-27 Омский государственный технический университет Analyzer of characteristic function of signal
WO2004062223A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Symbol position detection device and symbol position detection method
US20090067538A1 (en) * 2003-05-30 2009-03-12 Viasat, Inc. Receiver based transmission characteristic estimator
RU2313101C1 (en) * 2006-03-27 2007-12-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Analyzer of density of probability of the phase of a signal
US20090102981A1 (en) * 2007-07-12 2009-04-23 Bae System Information And Electronic System Integration Inc. Spectrum sensing function for cognitive radio applications
JP5892162B2 (en) * 2011-05-10 2016-03-23 日本電気株式会社 Digital modulator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713218C1 (en) * 2019-04-24 2020-02-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Demodulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9014293B2 (en) Transpositional modulation systems and methods
JP2014523535A (en) Radar pulse detection using a digital receiver for radar
US10284399B2 (en) Transpositional modulation systems, methods and devices
RU2598693C1 (en) Method and apparatus for estimating current signal-noise ratio
RU2408996C2 (en) Method to demodulate signals of relative phase modulation and device for its realisation
RU2608553C1 (en) Method of extracting signal under conditions of interference by compensation of interference due to approximation of values of its amplitude
RU2626332C1 (en) Method of demodulation of signal
RU2549207C2 (en) Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver
KR102625211B1 (en) Apparatus And Method for Calculating Receiving Time Of Wireless Communication Signal
RU2628427C2 (en) Digital signals demodulator with quadrature amplitude manipulation
RU2713218C1 (en) Demodulator
KR20150116067A (en) Signal receiving device for measuring characteristics of wireless communication channel and measurement method of characteristics of wireless communication channel
RU2723300C1 (en) Method of signal separation with frequency shift modulation and compensation of combination components
RU2550757C1 (en) Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver
Kochanska et al. Probe signal processing for channel estimation in underwater acoustic communication system
RU2723445C2 (en) Digital phase detector
RU2345373C1 (en) Method of measuring of frequency drift bearing in signal of long-range echo in switched two-conductor channel of general telephone system
RU158894U1 (en) ADAPTIVE DIGITAL SPECTRAL ANALYZER
RU2827314C1 (en) Method of measuring signal-to-noise ratio of signals with angular keying
RU2794344C1 (en) Method for energy detection of a signal with its compensation in an additional channel
RU2811900C1 (en) Method for energy detection of signal with compensation of combinational components under conditions of exposure to non-stationary interference
Yu et al. Research on tunable EVM digital signal generation system
US20240204810A1 (en) System and method for receiving phase-shift keyed and amplitude-phase modulated signals
RU2251723C2 (en) Device for controlling quality of communication line of data transfer channel
RU2304847C2 (en) Device for computerized control of data-transfer channel communication link

Legal Events

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

Effective date: 20180728