RU2633183C1 - Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией - Google Patents

Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией Download PDF

Info

Publication number
RU2633183C1
RU2633183C1 RU2016140002A RU2016140002A RU2633183C1 RU 2633183 C1 RU2633183 C1 RU 2633183C1 RU 2016140002 A RU2016140002 A RU 2016140002A RU 2016140002 A RU2016140002 A RU 2016140002A RU 2633183 C1 RU2633183 C1 RU 2633183C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
boo
output
shift register
binary phase
Prior art date
Application number
RU2016140002A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Сергеевич Герасименко
Алексей Николаевич Глушков
Максим Юрьевич Калинин
Original Assignee
Евгений Сергеевич Герасименко
Алексей Николаевич Глушков
Максим Юрьевич Калинин
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 Евгений Сергеевич Герасименко, Алексей Николаевич Глушков, Максим Юрьевич Калинин filed Critical Евгений Сергеевич Герасименко
Priority to RU2016140002A priority Critical patent/RU2633183C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2633183C1 publication Critical patent/RU2633183C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00—Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • H04B1/7156—Arrangements for sequence synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03012—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain
    • H04L25/03019—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception
    • H04L25/03038—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception with a non-recursive structure
    • H04L25/0305—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception with a non-recursive structure using blind adaptation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0002—Modulated-carrier systems analog front ends; means for connecting modulators, demodulators or transceivers to a transmission line

Abstract

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах приема цифровых информационных сигналов для когерентной цифровой демодуляции двоичных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМ). Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости при высокоскоростной цифровой когерентной демодуляции сигналов с двоичной фазовой манипуляцией. Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией содержит аналого-цифровой преобразователь, генератор тактовых импульсов, регистр сдвига многоразрядных кодов на два отсчета, вычитатель и последовательно соединенные блоки обработки отсчетов, каждый из которых состоит из регистра сдвига многоразрядных кодов и сумматора, и блок принятия решения. 3ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах приема цифровых информационных сигналов для когерентной цифровой демодуляции двоичных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМ).
Известно устройство когерентной демодуляции дискретных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией [1]. Устройство состоит из перемножителя, генератора опорного сигнала, интегратора и компаратора.
Известен аналого-цифровой когерентный демодулятор фазоманипулированных сигналов [2], содержащий перемножитель, генератор опорного сигнала, интегратор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и вычислительное устройство.
Эти устройства осуществляют когерентную демодуляцию двоичных фазоманипулированных сигналов на основе аналоговой или цифровой корреляционной обработки сигнала.
К недостаткам известных устройств следует отнести:
- сложность реализации высокоскоростных корреляторов как в аналоговой, так и в цифровой форме;
- необходимость выполнения большого числа арифметических операций на каждый поступивший отсчет сигнала, что требует использования высокоскоростных вычислителей.
Наиболее близким по технической сущности и внутренней структуре к предлагаемому устройству является цифровой демодулятор сигналов с относительной фазовой манипуляцией (патент RU 2505922 С2, Н04В 1/10, Н04D 3/02, 27.01.2014) [3].
Его недостатком является отсутствие возможности высокоскоростной когерентной демодуляции фазоманипулированных сигналов.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение высокоскоростной цифровой когерентной демодуляции сигналов с двоичной фазовой манипуляцией.
Поставленная задача решается тем, что цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и генератор тактовых импульсов, дополнительно содержит регистр сдвига многоразрядных кодов на два отсчета, вычитатель и последовательно соединенные блоки обработки отсчетов (БОО), при этом количество (n) БОО определяется двоичным логарифмом числа обрабатываемых периодов несущей ФМ сигнала, а каждый из этих блоков состоит из регистра сдвига многоразрядных кодов и сумматора, первый вход которого соединен с входом упомянутого регистра сдвига и является входом БОО, второй вход сумматора соединен с выходом регистра сдвига, выход сумматора является выходом БОО, а тактовый вход регистра сдвига является управляющим входом БОО, при этом выход АЦП соединен с входом многоразрядного регистра сдвига на два отсчета, выходы которого соединены с соответствующими входами вычитателя, выход которого соединен с входом первого БОО, а выход n-го блока обработки отсчетов - с входом блока принятия решения, выход которого является выходом устройства, причем управляющие входы АЦП, регистра сдвига многоразрядных кодов на два отсчета и БОО соединены с соответствующими выходами генератора тактовых импульсов.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - процесс квантования, а на фиг. 3 - результаты моделирования работы демодулятора и расчета вероятности ошибки.
Устройство содержит АЦП 1, на вход которого поступает принимаемый ФМ сигнал 2 с выхода усилителя промежуточной частоты приемника, а на управляющий вход - тактовые импульсы 3, синхронные с входным сигналом. Выход АЦП 1 соединен с входом регистра 4 сдвига многоразрядных кодов на два отсчета, выходы которого соединены с входами вычитателя 5, выход которого подключен к входу первого БОО 6-1.
Каждый БОО 6 состоит из регистра сдвига многоразрядных кодов 7 и сумматора 8, первый вход которого соединен с входом регистра сдвига 7, который является входом БОО 6, а второй вход сумматора 8 соединен с выходом регистра сдвига 7, выход сумматора является выходом БОО 6. Количество БОО n зависит от числа N периодов сигнала в информационном символе и определяется двоичным логарифмом N (n=log2N). Такое построение устройства обеспечивает минимальное количество БОО, при этом число обрабатываемых периодов сигнала равно N=2n.
Выход первого БОО 6-1 соединен с входом второго БОО 6-2, выход которого соединен с входом третьего БОО 6-3 и так далее. Выход последнего БОО 6-n подключен к входу блока принятия решения 9, выход которого является выходом 10 устройства. Решение о принятом двоичном символе принимается в моменты прихода импульсов тактовой синхронизации 11.
Управляющие входы АЦП 1, регистра сдвига многоразрядных кодов на два отсчета 4 и БОО 6-1, БОО 6-2, …, БОО 6-n соединены с соответствующими выходами генератора тактовых импульсов 12, синхронного с принимаемым ФМ сигналом.
Устройство работает следующим образом.
Входной сигнал с двоичной ФМ на входе 2 демодулятора вида s(t)=Smsin(2πƒ0t+a(t)π+ϕ0), где Sm - амплитуда, ƒ0 - несущая частота, ϕ0 - начальная фаза, a(t)- двоичный модулирующий фазу сигнал со значениями 0 или 1, поступает на вход АЦП 1, который формирует по два отсчета входного сигнала на период несущей Т=1/ƒ0 в соответствии с тактовыми импульсами 3 от генератора 12, синхронными с принимаемым сигналом. Информационный элемент сигнала длительностью ТЭ=NT содержит N периодов Т несущего колебания, N=2n, n - целое число. Процесс квантования ФМ сигнала показан на фиг. 2, точками отмечены формируемые на каждом периоде отсчеты s1 и s2. Эти отсчеты последовательно для каждого периода запоминаются в многоразрядном регистре 4 сдвига на два отсчета, и в вычитателе 5 формируется их разность s1-s2=2S при ψ=0, а если фаза входного сигнала изменится на ψ=π, то соответственно s1-s2=-2S. За N=2n периодов (по окончании символа) на выходе последнего БОО 6-n в моменты окончания информационного символа при отсутствии помех накапливается величина y, равная
Figure 00000001
Эти значения y сравниваются с нулем в решающем устройстве 9 при поступлении сигналов тактовой синхронизации 11 и на выходе 10 решающего устройства 9 формируются принятые информационные символы sИ.
Отклик демодулятора y имеет нормальную плотность вероятностей
Figure 00000002
со средним значением α=2NS или α=-2NS и дисперсией σ2=2Nσ2 Ш.
Вероятность ошибки равна
Figure 00000003
где
Figure 00000004
- интеграл Лапласа,
Figure 00000005
- отношение сигнал/шум.
Выражение (3) соответствует классической [1] формуле для вероятности ошибки при оптимальной когерентной обработке сигнала, то есть рассматриваемый демодулятор обеспечивает потенциальную помехоустойчивость.
На фиг. 3 точками показаны результаты статистического имитационного моделирования алгоритма когерентной демодуляции двоичного фазоманипулированного сигнала при N=256. Сплошная линия соответствует расчету вероятности ошибки в соответствии с (3).
Литература
1. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио, 1970.
2. Окунев Ю.Б. Цифровая передача информации фазомодулированными сигналами. М.: Радио и связь, 1991.
3. Патент RU 2505922 С2, Н04В 1/10, Н04D 3/02, 27.01.2014, Бюл. №3, «Цифровой демодулятор сигналов с относительной фазовой манипуляцией», авторы Литвиненко В.П., Глушков А.Н.

Claims (1)

  1. Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и генератор тактовых импульсов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит регистр сдвига многоразрядных кодов на два отсчета, вычитатель и последовательно соединенные блоки обработки отсчетов (БОО), при этом количество (n) БОО определяется двоичным логарифмом числа обрабатываемых периодов несущей ФМ сигнала, а каждый из БОО состоит из регистра сдвига многоразрядных кодов и сумматора, первый вход которого соединен с входом регистра сдвига и является входом БОО, второй вход сумматора соединен с выходом регистра сдвига, выход сумматора является выходом БОО, а тактовый вход регистра сдвига является управляющим входом БОО, при этом выход АЦП соединен с входом многоразрядного регистра сдвига на два отсчета, выходы которого соединены с соответствующими входами вычитателя, выход которого соединен с входом первого БОО, а выход n-го блока обработки отсчетов - с входом блока принятия решения, выход которого является выходом устройства, причем управляющие входы АЦП, регистра сдвига многоразрядных кодов на два отсчета и БОО соединены с соответствующими выходами генератора тактовых импульсов.
RU2016140002A 2016-10-11 2016-10-11 Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией RU2633183C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140002A RU2633183C1 (ru) 2016-10-11 2016-10-11 Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140002A RU2633183C1 (ru) 2016-10-11 2016-10-11 Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2633183C1 true RU2633183C1 (ru) 2017-10-11

Family

ID=60129276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016140002A RU2633183C1 (ru) 2016-10-11 2016-10-11 Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633183C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748858C1 (ru) * 2020-10-09 2021-06-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной относительной фазовой манипуляцией
RU2790205C1 (ru) * 2022-10-13 2023-02-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Цифровой демодулятор сигналов с амплитудной - относительной фазовой манипуляцией

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541955A (en) * 1992-11-06 1996-07-30 Pericle Communications Company Adaptive data rate modem
US20040013209A1 (en) * 2001-05-17 2004-01-22 Ephi Zehavi GFSK receiver
RU2505922C2 (ru) * 2011-07-22 2014-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Цифровой демодулятор сигналов с относительной фазовой манипуляцией
RU2591032C1 (ru) * 2015-01-12 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Цифровое квадратурное устройство фазовой синхронизации и демодуляции

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541955A (en) * 1992-11-06 1996-07-30 Pericle Communications Company Adaptive data rate modem
US20040013209A1 (en) * 2001-05-17 2004-01-22 Ephi Zehavi GFSK receiver
RU2505922C2 (ru) * 2011-07-22 2014-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Цифровой демодулятор сигналов с относительной фазовой манипуляцией
RU2591032C1 (ru) * 2015-01-12 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Цифровое квадратурное устройство фазовой синхронизации и демодуляции

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748858C1 (ru) * 2020-10-09 2021-06-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной относительной фазовой манипуляцией
RU2790205C1 (ru) * 2022-10-13 2023-02-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Цифровой демодулятор сигналов с амплитудной - относительной фазовой манипуляцией

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2505922C2 (ru) Цифровой демодулятор сигналов с относительной фазовой манипуляцией
RU2656577C1 (ru) Цифровой когерентный демодулятор четырехпозиционного сигнала с фазовой манипуляцией
EP2823583B1 (en) Poisson-based communication systems and methods
CN111711589B (zh) 一种基于椭圆球面波信号的连续相位调制解调方法
RU2556429C1 (ru) Некогерентный цифровой демодулятор "в целом" кодированных сигналов с фазовой манипуляцией
RU2431919C1 (ru) Корреляционный приемник шумоподобных сигналов
CN106546817A (zh) 一种具有反馈功能的频率估计和能量估计方法
RU2633183C1 (ru) Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией
RU141688U1 (ru) Устройство установления тактовой синхронизации по информационному составному последовательному сигналу
JP2004528742A (ja) 高速フイルタ
CN1297619A (zh) 用于直接接收角调制信号的无正交射频接收机
RU2628427C2 (ru) Цифровой демодулятор сигналов с квадратурной амплитудной манипуляцией
RU2007126507A (ru) Способ передачи информации с помощью шумоподобных сигналов и устройство для его реализации
RU2231924C1 (ru) Способ формирования шумоподобных радиоимпульсов для передачи бинарных символов информации сложными сигналами
RU2591032C1 (ru) Цифровое квадратурное устройство фазовой синхронизации и демодуляции
RU2748858C1 (ru) Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной относительной фазовой манипуляцией
RU2357359C2 (ru) Устройство синхронизации приемника шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией
RU2460224C1 (ru) Демодулятор сигналов с относительной фазовой модуляцией
RU2723445C2 (ru) Цифровой фазовый детектор
KR20220024962A (ko) 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호를 생성하는 방법, 이러한 신호를 반송하는 심볼을 추정하는 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 대응하는 장치
RU2577192C1 (ru) Некогерентный демодулятор бинарного цифрового сигнала с мягким итеративным декодированием данных
RU92272U1 (ru) Система передачи цифровых сигналов
RU2383991C2 (ru) Цифровая система фазовой автоподстройки частоты (варианты)
RU165173U1 (ru) Устройство формирования сигналов с четырехпозиционной квадратурной манипуляцией
RU2522854C1 (ru) Способ демодуляции сигналов с минимальной частотной манипуляцией и устройство для его осуществления

Legal Events

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

Effective date: 20181012