RU2714302C1 - Method and device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying at unknown initial phase - Google Patents

Method and device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying at unknown initial phase Download PDF

Info

Publication number
RU2714302C1
RU2714302C1 RU2019100775A RU2019100775A RU2714302C1 RU 2714302 C1 RU2714302 C1 RU 2714302C1 RU 2019100775 A RU2019100775 A RU 2019100775A RU 2019100775 A RU2019100775 A RU 2019100775A RU 2714302 C1 RU2714302 C1 RU 2714302C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
phase
output
input
receiving frequency
Prior art date
Application number
RU2019100775A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Леушин
Алексей Владимирович Комяков
Владимир Владимирович Федуро
Original Assignee
Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил 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 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" filed Critical Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации"
Priority to RU2019100775A priority Critical patent/RU2714302C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2714302C1 publication Critical patent/RU2714302C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/204Multiple access
    • H04B7/212Time-division multiple access [TDMA]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2662Arrangements for Wireless System Synchronisation
    • H04B7/2671Arrangements for Wireless Time-Division Multiple Access [TDMA] System Synchronisation
    • H04B7/2678Time synchronisation
    • H04B7/2687Inter base stations synchronisation
    • H04B7/2696Over the air autonomous synchronisation, e.g. by monitoring network activity
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.
SUBSTANCE: invention relates to systems for transmitting information over a radio channel and can be used in constructing executive devices (ED) of command control radio lines (CCRL) operating with binary phase-shift keying signals. When implementing the method of receiving frequency-stabilized binary phase manipulation signals in an unknown initial phase, a three-channel system for receiving frequency-stabilized binary phase-shift keyed signals is used, where signals of reference generators of each of channels have phase shift equal to π/3, relative to each other and operation of threshold devices in each of three channels is organized in direct and inverse mode. Power loss of the proposed device compared to the scheme of ideal synchronization of receiving the phase-shift keyed signal will make about 0.45 dB (by power), which is acceptable. Device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying at unknown initial phase contains analogue-to-digital converter of ADC 1, digital matched filter of DMF 2, a unit for storing code combinations USCC 8, a logical element OR 11 and three identical signal processing channels, each of which consists of a multiplier of signals MP 3, a reference generator G 4, a low-pass filter LPF 5, amplitude limiter AL 6, comparison circuit CC 7, integrator INT 9 and threshold device TD 10. Urgency of reducing hardware costs is determined by the need to implement ED CCRL in an autonomous version with minimum current consumption.
EFFECT: significant (almost fivefold) reduction of hardware costs when implementing a scheme for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying at unknown initial phase.
2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области систем передачи информации по радиоканалу и может быть использовано при построении исполнительных приборов (ИП) командных радиолиний управления (КРУ), работающих с сигналами двоичной фазовой манипуляции.The invention relates to the field of information transmission systems over the radio channel and can be used in the construction of executive devices (IP) command radio control lines (KRU), working with signals of binary phase shift keying.

Известны радиолинии, обеспечивающие передачу телеметрической, связной, командной и др. информации при использовании различных видов модуляции и кодирования [1]. Известны также комплект быстроразвертываемых технических средств физической защиты БСФЗ-04.10, автоматизированный комплекс разведывательно-сигнализационных средств АКРСС и радиоэлектронное средство РПЗ-8 для подрыва зарядов взрывчатых веществ (ВВ) и инженерных боеприпасов (ИБП), имитации огня артиллерии и ударов авиации в ходе учений войск [2, 3, 4], основным недостатком которых является работа с сигналами частотной телеграфии (ЧТ). Наиболее эффективными, с точки зрения помехоустойчивости, являются сигналы фазовой телеграфии (ФТ), работа с которыми позволяет приблизиться к потенциальной помехоустойчивости. Работа с сигналами ФТ предъявляет повышенные требования к системе по нестабильности частоты и синхронизации приема сигнала.Radio lines are known for transmitting telemetry, communication, command, and other information when using various types of modulation and coding [1]. Also known are a set of quickly deployable physical protection equipment BSFZ-04.10, an automated complex of reconnaissance and signaling devices AKRSS and electronic weapons RPZ-8 for detonating explosive charges (explosives) and engineering ammunition (UPS), simulating artillery fire and air strikes during military exercises [2, 3, 4], the main disadvantage of which is the work with signals of frequency telegraphy (BT). The most effective, from the point of view of noise immunity, are phase telegraphy (FT) signals, work with which allows you to get closer to the potential noise immunity. Working with FT signals places increased demands on the system for frequency instability and signal reception synchronization.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и устройству является, устройство обработки фазоманипулированного сигнала с дискретной подстройкой фазы в исполнительном приборе радиолинии управления [5], выбранное в качестве прототипа. Это устройство позволяет принимать фазоманипулированный сигналы, не требующие подстройки по частоте, а только подстройки по фазе.The closest in technical essence to the claimed method and device is a device for processing a phase-shifted signal with discrete phase adjustment in an executive device of a radio control line [5], selected as a prototype. This device allows you to receive phase-shifted signals that do not require frequency adjustment, but only phase adjustment.

Устройство обработки фазоманипулированного сигнала с дискретной подстройкой фазы в исполнительном приборе радиолинии управления содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) выход которого соединен с входом цифрового согласованного фильтра (ЦСФ), выход которого соединен с входом сдвигового регистра РГ, выход которого соединен с первым входом перемножителя сигналов (ПМ), второй вход которого соединен с выходом эталонного генератора (Г), выход ПМ соединен с входом сумматора (СУМ), выход которого соединен с входом ограничителя сигнала (ОГР), выход которого соединен с входом оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), выход которого соединен с входом схемы сравнения (СС), второй вход которой соединен с выходом блока хранения кодовой комбинации (БХКК), выход СС соединен с входом интегратора (ИНТ) выход которого соединен с входом порогового устройства ПУ.A phase-manipulated signal processing device with discrete phase adjustment in an executive device of a radio control line contains an analog-to-digital converter (ADC) whose output is connected to the input of a digital matched filter (CSF), the output of which is connected to the input of the shift register RG, the output of which is connected to the first input of the signal multiplier (PM), the second input of which is connected to the output of the reference generator (G), the output of the PM is connected to the input of the adder (SUM), the output of which is connected to the input of the signal limiter ( GR), the output of which is connected to the input of random access memory (RAM), the output of which is connected to the input of the comparison circuit (CC), the second input of which is connected to the output of the code combination storage unit (BHCC), the output of the SS is connected to the input of the integrator (INT) output which is connected to the input of the threshold device PU.

Наиболее существенным недостатком данного устройства является большие аппаратные затраты, необходимые на реализацию многоканальной системы дискретной подстройки фазы. Шестнадцати канальная система обеспечивает подстройку по фазе с точностью не более чем π/32, что определяет приемлемые потери уровня полезного сигнала и возможность дальнейшей обработки сигнала.The most significant drawback of this device is the large hardware costs required to implement a multi-channel discrete phase adjustment system. Sixteen channel system provides phase adjustment with an accuracy of no more than π / 32, which determines the acceptable loss of the level of the useful signal and the possibility of further signal processing.

Техническим результатом изобретения является существенное (практически в пять раза) уменьшение аппаратных затрат при реализации схемы приема частотно-стабилизированных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией при неизвестной начальной фазе. Актуальность уменьшения аппаратных затрат определяется необходимостью реализации ИП КРУ в автономном варианте с минимальным токопотреблением.The technical result of the invention is a substantial (almost five-fold) reduction in hardware costs when implementing a scheme for receiving frequency-stabilized signals with binary phase shift keying with an unknown initial phase. The relevance of reducing hardware costs is determined by the need to implement switchgear switchgear in an autonomous version with minimal current consumption.

Данный технический результат достигается тем, что:This technical result is achieved by the fact that:

1) в устройстве приема частотно-стабилизированных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией при неизвестной начальной фазе вместо шестнадцати каналов дискретной подстройки по фазе используется всего лишь три канала;1) in the device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase shift keying with an unknown initial phase, instead of sixteen channels of discrete phase adjustment, only three channels are used;

2) Пороговое устройство (ПУ) принимает положительное решение о передаче команды управления (КУ), когда совпадет требуемое количество элементов блока КУ или будет допущено такое же количество ошибок, что будет соответствовать инверсному приему КУ;2) The threshold device (PU) makes a positive decision to transmit a control command (KU) when the required number of elements of the KU block matches or the same number of errors is made that will correspond to the inverse reception of the KU;

3) принятие конечного решения о приеме КУ в соответствии с положительным решением о приеме КУ хотя бы в одном из каналов.3) making the final decision on accepting KU in accordance with the positive decision on taking KU in at least one of the channels.

Одной из основных причин ухудшения помехоустойчивости систем цифровой связи является ошибка фазовой синхронизации. На фигуре 1 показано положение точек созвездия двоичной фазовой манипуляции (ФМ-2) при отклонении фазы принимаемого сигнала на угол ϕ.One of the main reasons for the deterioration of the noise immunity of digital communication systems is a phase synchronization error. The figure 1 shows the position of the points of the constellation of binary phase shift keying (FM-2) when the phase of the received signal deviates by an angle ϕ.

Из фигуры 1 видно, что расстояние до границы между областями принятия решения о нулевом/единичном значении переданного бита при наличии фазовой ошибки уменьшается пропорционально ее косинусу. Таким образом, в формуле для вероятности битовой ошибки необходимо умножить аргумент Q-функции на cosφ:From figure 1 it can be seen that the distance to the boundary between the decision areas on the zero / unit value of the transmitted bit in the presence of a phase error decreases in proportion to its cosine. Thus, in the formula for the probability of a bit error, it is necessary to multiply the argument of the Q-function by cosφ:

Figure 00000001
Figure 00000001

Если фазовая ошибка является случайной величиной с плотностью вероятности рϕ(ϕ), нужно усреднить (1) в соответствии с вероятностными свойствами ϕ [6]:If the phase error is a random variable with probability density p ϕ (ϕ), it is necessary to average (1) in accordance with the probabilistic properties of ϕ [6]:

Figure 00000002
Figure 00000002

Для равномерного распределения фазовой ошибки это выражение принимает вид:For a uniform distribution of the phase error, this expression takes the form:

Figure 00000003
Figure 00000003

где a, b - границы изменения случайного значения фазы ϕ.where a, b are the boundaries of the change in the random value of the phase ϕ.

График вероятности битовой ошибки Pb(ϕ) в зависимости от случайного значения фазы ϕ представлен на фигуре 2, согласно выражения (1). Расчет выполнен методом численного интегрирования в программе Matlab для отношения сигнал/шум (С/Ш) (Eb/N0 = -2 дБ).The graph of the probability of a bit error P b (ϕ) depending on the random value of the phase ϕ is presented in figure 2, according to expression (1). The calculation was performed by the method of numerical integration in the Matlab program for the signal-to-noise ratio (S / N) (E b / N 0 = -2 dB).

Анализ графика (фигура 2) вероятности битовой ошибки Pb(ϕ) от фазы показывает, что эта функция является симметричной как и функция cos относительно ϕ=0. Минимальная вероятность битовой ошибки Pb(ϕ=0) наблюдается при нулевом смещении (идеальной синхронизации), которая соответствует теоретическому значению Pb (зависимости от отношения С/Ш Eb/N0). Максимальная вероятность битовой ошибки Pb не является самым худшим вариантом приема, так как можно констатировать, что бит был принят неправильно. При фазовом сдвиге ϕ равном плюс, минус π/2 вероятность битовой ошибки равна Pb=0,5, что является неопределенностью и самым худшим вариантом приема сигнала. Таким образом, с учетом возможности работы с инверсными сигналами, дискретную подстройку сигнала необходимо выполнять в диапазоне изменения фазы ϕ от 0 до π/2.An analysis of the graph (figure 2) of the bit error probability P b (ϕ) versus phase shows that this function is symmetric as well as the cos function with respect to ϕ = 0. The minimum probability of a bit error P b (ϕ = 0) is observed at zero bias (perfect synchronization), which corresponds to the theoretical value of P b (depending on the S / N ratio E b / N 0 ). The maximum probability of a bit error P b is not the worst case scenario, since it can be stated that the bit was received incorrectly. With a phase shift ϕ equal to plus, minus π / 2, the probability of a bit error is equal to P b = 0.5, which is the uncertainty and the worst case of signal reception. Thus, taking into account the possibility of working with inverse signals, a discrete adjustment of the signal must be performed in the range of phase change ϕ from 0 to π / 2.

Теоретическая усредненная вероятность битовой ошибки

Figure 00000004
(3) для одного канала приема ФТ сигнала представлена в таблице (фигура 3) (фаза имеет равномерный закон распределения, интегрирование в пределах ϕ от 0 до π/2. Этот интеграл был вычислен численно, программа кода написана на языке Matlab. Анализ вероятности битовой ошибки Pb при идеальной синхронизации и одноканальном приеме ФТ сигнала со случайной фазой показал энергетический проигрыш последней системы в среднем на 5 дБ.Theoretical Average Bit Error Probability
Figure 00000004
(3) for one channel of FT signal reception is presented in the table (figure 3) (the phase has a uniform distribution law, integration within ϕ from 0 to π / 2. This integral was calculated numerically, the code program is written in Matlab. Bit probability analysis errors P b with perfect synchronization and single-channel reception of a FT signal with a random phase showed an energy loss of the last system by an average of 5 dB.

Для обеспечения дискретной подстройки по фазе необходимо увеличивать количество каналов приема. На фигурах 4...7 представлены графики вероятности битовой ошибки Pb(ϕ) в зависимости от фазы ϕ с двумя, тремя, четырьмя и шестью каналами приема разнесенными на π/2, π/3, π/4 и π/6 (соответственно). При увеличении количества каналов приема общая вероятность битовой ошибки Pb(ϕ) уменьшается во всем диапазоне изменения фазы ϕ равном плюс, минус π и обозначена толстой линией.To ensure discrete phase adjustment, it is necessary to increase the number of receive channels. Figures 4 ... 7 show graphs of the probability of a bit error P b (ϕ) depending on the phase ϕ with two, three, four and six receive channels spaced at π / 2, π / 3, π / 4 and π / 6 ( respectively). With an increase in the number of receiving channels, the total probability of a bit error P b (ϕ) decreases over the entire range of phase changes ϕ equal to plus, minus π and is indicated by a thick line.

Для численного определения общей теоретической усредненной вероятности битовой ошибки

Figure 00000004
для n канальной системы приема ФТ сигнала можно выполнять интегрирование в таких же пределах изменения фазы ϕ равном плюс, минус π/2, либо интегрированием для одного канала согласно (3) в пределах возможной девиации фазы ϕ равном плюс, минус π/4, π/6, π/8, π/12 (соответственно). Результаты расчетов общей теоретической усредненной вероятности битовой ошибки
Figure 00000005
для n канальной системы дискретной подстройки фазы, представлены в таблице (фигура 3).For numerical determination of the total theoretical averaged probability of bit error
Figure 00000004
for an n-channel FT signal reception system, integration can be performed within the same range of phase change ϕ equal to plus, minus π / 2, or integration for one channel according to (3) within the possible phase deviation ϕ is equal to plus, minus π / 4, π / 6, π / 8, π / 12 (respectively). Results of calculations of the total theoretical averaged probability of bit error
Figure 00000005
for n channel discrete phase adjustment systems are presented in the table (figure 3).

Анализ полученных значений таблицы (фигура 3) говорит о том, что при двух канальной системе дискретной подстройки фазы энергетический проигрыш составит в среднем 1 дБ, для трех канальной системы дискретной подстройки фазы энергетический проигрыш составит 0,45 дБ, для четырех канальной системы дискретной подстройки фазы энергетический проигрыш составит 0,25 дБ и для шести канальной системы дискретной подстройки фазы энергетический проигрыш составит порядка 0,1 дБ.Analysis of the obtained values of the table (figure 3) suggests that with a two-channel discrete phase adjustment system, the energy loss will be on average 1 dB, for a three-channel discrete phase adjustment system, the energy loss will be 0.45 dB, for a four-channel discrete phase adjustment system the energy loss will be 0.25 dB, and for a six-channel discrete phase adjustment system, the energy loss will be about 0.1 dB.

Обобщенный график теоретической вероятность битовой ошибки Pb(ϕ) в зависимости от отношения (Eb/No) при разном количестве каналов приема дискретной подстройки фазы представлен на рисунке (фигура 8).A generalized graph of the theoretical probability of a bit error P b (ϕ) depending on the ratio (E b / N o ) for a different number of reception channels for discrete phase adjustment is shown in the figure (figure 8).

Учитывая энергетический выигрыш от увеличения каналов приема и аппаратные затраты, рационально принять трех канальную систему для приема частотно-стабилизированных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией при неизвестной начальной фазе. Энергетический проигрыш предлагаемого устройства по сравнению со схемой идеальной синхронизации приема фазоманипулированного сигнала составит порядка 0,45 дБ (по мощности), что является приемлемым.Given the energy gain from increasing the reception channels and hardware costs, it is rational to adopt a three-channel system for receiving frequency-stabilized signals with binary phase shift keying with an unknown initial phase. The energy loss of the proposed device compared with the ideal synchronization scheme for receiving a phase-shifted signal will be about 0.45 dB (in power), which is acceptable.

Способ реализуется в 3 этапа:The method is implemented in 3 stages:

1) обработка частотно-стабилизированного сигнала с двоичной фазовой манипуляцией в трех независимых каналах приема разнесенными по фазе на ϕ=π/3;1) processing of a frequency-stabilized signal with binary phase shift keying in three independent receive channels phase-separated by ϕ = π / 3;

2) работа порогового устройство каждого канала в прямом и инверсном режиме: принятие положительного решения о приеме КУ, когда совпадет требуемое количество элементов блока КУ или будет допущено такое же количество ошибок, что будет соответствовать инверсному приему КУ;2) the operation of the threshold device of each channel in direct and inverse mode: making a positive decision on the reception of KU when the required number of elements of the block KU coincides or the same number of errors are made that will correspond to the inverse reception of KU;

3) принятие конечного решения о приеме КУ в соответствии с положительным решением о приеме КУ хотя бы одного из каналов.3) making the final decision on accepting KU in accordance with the positive decision on accepting KU at least one of the channels.

На фигуре 9 представлена схема устройства приема частотно-стабилизированных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией при неизвестной начальной фазе, содержащая аналого-цифровой преобразователь АЦП 1, цифровой согласованный фильтр ЦСФ 2, блок хранения кодовых комбинаций БХКК 8, логический элемент ИЛИ 11 и три идентичных канала обработки сигнала, каждый из которого состоит из перемножителя сигналов ПМ 3, эталонного генератора Г 4, фильтра нижних частот ФНЧ 5, амплитудного ограничителя ОГР 6, схемы сравнения СС 7, интегратора ИНТ 9 и порогового устройства ПУ 10.The figure 9 presents a diagram of a device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase shift keying with an unknown initial phase, containing an analog-to-digital converter ADC 1, a digital matched filter CSF 2, a storage unit for code combinations BHKK 8, a logical element OR 11 and three identical processing channels a signal, each of which consists of a PM 3 signal multiplier, a G 4 reference generator, a low-pass filter, an LPF 5, an OGR 6 amplitude limiter, a SS 7 comparison circuit, an INT 9 integrator, and a threshold PU construction 10.

Устройство приема частотно-стабилизированных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией при неизвестной начальной фазе работает следующим образом. Входной аналоговый сигнал на промежуточной частоте ƒпч поступает на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП 1, где сигнал переводится в цифровую форму. Цифровой согласованный фильтр ЦСФ 2 согласован со спектром входного сигнала, длительностью Тэ. Отсчеты сигнала с выхода цифрового согласованного фильтра ЦСФ 2 поступают на первый вход перемножителя сигналов ПМ 3 каждого из трех каналов. На второй вход перемножителя сигналов ПМ 3 поступает сигнал от эталонного генератора Г 4. Сигналы эталонных генераторов Г 4 в каждом канале отличаются лишь начальным сдвигом по фазе ϕ равного π/3. Результаты перемножения отсчетов входного сигнала с сигналом эталонного генератора Г 4 фильтруются в фильтре нижних частот ФНЧ 5, результат ограничивается (0 - при отрицательной составляющей, 1 - при положительной составляющей) в амплитудном ограничителе ОГР 6. Далее сигнал поступает на схему сравнения СС 7, где сравнивается с эталонной кодовой комбинацией поступающей с блока хранения кодовых комбинаций БХКК 8, являющегося общим для всех каналов. Результат сравнения команды управления накапливается в интеграторе ИНТ 9 и результат поступает на вход порогового устройства ПУ 10. Работа порогового устройства ПУ 10 каждого канала организована в прямом и инверсном режиме: положительное решения о приеме КУ, когда совпадет требуемое количество элементов блока КУ или будет допущено такое же количество ошибок, что будет соответствовать инверсному приему КУ. Все выходы каналов обработки сводятся в один логический блок ИЛИ 11, где принимается конечное решение о приеме КУ в соответствии с положительным решением о приеме КУ хотя бы в одном из каналов.A device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase shift keying with an unknown initial phase works as follows. The input analog signal at an intermediate frequency ƒ pce is fed to the input of the analog-to-digital converter of the ADC 1, where the signal is digitized. The digital matched filter CSF 2 is matched with the spectrum of the input signal, duration T e . The samples of the signal from the output of the digital matched filter CSF 2 are fed to the first input of the PM 3 signal multiplier of each of the three channels. The second input of the PM 3 signal multiplier receives a signal from the reference generator G 4. The signals of the reference generators G 4 in each channel differ only in the initial phase shift ϕ of π / 3. The results of multiplying the samples of the input signal with the signal of the reference generator G 4 are filtered in the low-pass filter of the low-pass filter 5, the result is limited (0 - with a negative component, 1 - with a positive component) in the amplitude limiter OGR 6. Next, the signal goes to the comparison circuit CC 7, where compares with the reference code combination coming from the storage unit code combinations BHKK 8, which is common to all channels. The result of the comparison of the control command is accumulated in the INT 9 integrator and the result is fed to the input of the threshold device PU 10. The operation of the threshold device PU 10 of each channel is organized in direct and inverse mode: a positive decision on receiving the KU when the required number of elements of the KU block matches or such is allowed the same number of errors, which will correspond to the inverse reception KU. All outputs of the processing channels are reduced to a single logical block OR 11, where the final decision is made to receive the KU in accordance with the positive decision to receive the KU in at least one of the channels.

Таким образом, устройство приема частотно-стабилизированных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией при неизвестной начальной фазе позволяет существенно, практически в два раза, повысить помехоустойчивость систем по сравнению с КРУ работающими с ЧТ сигналами и уменьшить аппаратные затраты в пять раз по сравнению с устройством обработки фазоманипулированного сигнала с дискретной подстройкой фазы в исполнительном приборе радиолинии управления.Thus, a device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying with an unknown initial phase can significantly, almost double, increase the noise immunity of systems compared to switchgear operating with BT signals and reduce hardware costs by a factor of five compared to a phase-manipulated signal processing device with discrete phase adjustment in the executive device of the radio control line.

ЛитератураLiterature

1. Тепляков Н.М., Калашников И.Д., Рощин Б.В. Радиолинии космических систем передачи информации. Под ред. И.М. Теплякова. Учебное пособие для вузов. - М.: «Сов. Радио», 1975. - 400 с.1. Teplyakov N.M., Kalashnikov I.D., Roshchin B.V. Radio lines of space information transmission systems. Ed. THEM. Teplyakova. Textbook for universities. - M .: “Owls. Radio ", 1975. - 400 p.

2. БСФ3-04.10. Руководство по эксплуатации. ДАКЖ.421452.004 РЭ.2. BSF3-04.10. Manual. DAKZH.421452.004 RE.

3. АКРСС. Руководство по эксплуатации. ДАКЖ.421452.005 РЭ.3. AKRSS. Manual. DAKZH.421452.005 RE.

4. Радиоэлектронное средство подрыва зарядов РПЗ-8. - М.: ВИУ, 2000. - 52 с.4. Radio-electronic means of undermining charges RPZ-8. - M .: VIU, 2000 .-- 52 p.

5. Устройство обработки фазоманипулированного сигнала с дискретной подстройкой фазы в исполнительном приборе радиолинии управления / А.В. Леушин, А.В. Кравцов, В.И. Анисимов. - №176149; Приоритет от 18.09.2017 // Патент на полезную модель. - 2017. - 8 с.5. A device for processing a phase-shifted signal with discrete phase adjustment in an executive device of a radio control line / A.V. Leushin, A.V. Kravtsov, V.I. Anisimov. - No. 176149; Priority from 09/18/2017 // Patent for utility model. - 2017 .-- 8 p.

6. Сергиенко А.Б. Цифровая связь: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во С32 СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012. 164 с.6. Sergienko A.B. Digital Communication: Textbook. allowance. SPb .: Publishing house S32 SPbGETU "LETI", 2012.164 s.

Claims (2)

1. Способ приема частотно-стабилизированных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией при неизвестной начальной фазе, основанный на параллельной обработке сигнала фазовой телеграфии (ФТ) в n канальной системе, имеющей разные фазовые сдвиги эталонного генератора и принятии положительного решения о приеме команды управления (КУ) при положительном приеме КУ хотя бы одного из каналов отличающийся тем, что используется трехканальная система приема частотно-стабилизированных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией, где сигналы эталонных генераторов каждого из каналов имеют фазовый сдвиг, равный π/3, относительно друг друга и работа пороговых устройств в каждом из трех каналов организована в прямом и инверсном режиме: принятие положительного решения о приеме КУ, когда совпадет требуемое количество элементов блока КУ или будет допущено такое же количество ошибок, что будет соответствовать инверсному приему КУ.1. A method of receiving frequency-stabilized signals with binary phase shift keying with an unknown initial phase, based on parallel processing of a phase telegraphy (FT) signal in an n channel system having different phase shifts of the reference generator and making a positive decision about receiving a control command (CC) positive reception KU at least one of the channels characterized in that it uses a three-channel system for receiving frequency-stabilized signals with binary phase shift keying, where the signals of the reference g the non-radiators of each channel have a phase shift equal to π / 3 relative to each other and the operation of the threshold devices in each of the three channels is organized in direct and inverse mode: making a positive decision on the reception of the KU when the required number of elements of the KU block matches or such the same number of errors, which will correspond to the inverse reception KU. 2. Устройство приема частотно-стабилизированных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией при неизвестной начальной фазе, содержащее аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, выход которого соединен с входом цифрового согласованного фильтра (ЦСФ) 2, отличающееся наличием трех идентичными каналов обработки сигналов, каждый из которых состоит из перемножителя сигналов (ПМ) 3, первый вход которого соединен с выходом цифрового согласованного фильтра (ЦСФ) 2, второй вход перемножителя сигналов (ПМ) 3 соединен с выходом эталонного генератора (Г) 4, в каждом канале сигналы эталонного генератора (Г) 4 отличаются только начальным фазовым сдвигом, равным π/3, выход перемножителя сигналов (ПМ) 3 соединен с входом фильтра нижних частот (ФНЧ) 5, выход которого соединен с амплитудным ограничителем (ОГР) 6, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения (СС) 7, выход блока хранения кодовых комбинаций (БХКК) 8 соединен со всеми вторыми входами схем сравнения (СС) 7 трех каналов обработки сигналов, выход схемы сравнения (СС) 7 соединен с входом интегратора (ИНТ) 9, выход которого соединен с входом порогового устройства (ПУ) 10, выход порогового устройства (ПУ) 10 каждого из каналов обработки сигнала соединен с первым, вторым и третьим входом логического элемента ИЛИ 11 соответственно.2. A device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase shift keying with an unknown initial phase, comprising an analog-to-digital converter (ADC) 1, the output of which is connected to the input of a digital matched filter (CSF) 2, characterized by the presence of three identical signal processing channels, each of which consists of a signal multiplier (PM) 3, the first input of which is connected to the output of a digital matched filter (CSF) 2, the second input of a signal multiplier (PM) 3 is connected to the output of a reference generator (G) 4, In each channel, the signals of the reference generator (G) 4 differ only in the initial phase shift equal to π / 3, the output of the signal multiplier (PM) 3 is connected to the input of the low-pass filter (LPF) 5, the output of which is connected to the amplitude limiter (OGR) 6, the output which is connected to the first input of the comparison circuit (CC) 7, the output of the code combination storage unit (BHCC) 8 is connected to all second inputs of the comparison circuit (CC) 7 of the three signal processing channels, the output of the comparison circuit (CC) 7 is connected to the integrator input (INT ) 9, the output of which is connected to the input stratum device (PU) 10, the output of the threshold device (PU) 10, each of the signal processing channels connected to the first, second and third input of the OR gate 11, respectively.
RU2019100775A 2019-01-15 2019-01-15 Method and device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying at unknown initial phase RU2714302C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100775A RU2714302C1 (en) 2019-01-15 2019-01-15 Method and device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying at unknown initial phase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100775A RU2714302C1 (en) 2019-01-15 2019-01-15 Method and device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying at unknown initial phase

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714302C1 true RU2714302C1 (en) 2020-02-14

Family

ID=69625821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100775A RU2714302C1 (en) 2019-01-15 2019-01-15 Method and device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying at unknown initial phase

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714302C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752876C1 (en) * 2020-08-11 2021-08-11 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Method and apparatus for transmitting and receiving phase-shift keying in command control radio link using ofdm technology
RU2803194C1 (en) * 2022-11-30 2023-09-11 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Device for receiving and transmitting phase shift keying signals in a command radio control link using ofdm technology, designed to operate in an economy mode

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2185366A (en) * 1985-07-29 1987-07-15 Chung Kwan Isang Multi-phase PSK demodulator
RU2505922C2 (en) * 2011-07-22 2014-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Differential phase-shift keyed signal digital demodulator
RU140836U1 (en) * 2013-11-21 2014-05-20 Федеральное Государственное Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" (Ова Вс Рф) SINGLE-CHANNEL SIGNAL PROCESSING DEVICE FOR MULTI-CHANNEL TRANSFER OF INFORMATION
RU176149U1 (en) * 2017-09-18 2018-01-10 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" A device for processing a phase-shifted signal with discrete phase adjustment in an executive instrument of a radio control line

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2185366A (en) * 1985-07-29 1987-07-15 Chung Kwan Isang Multi-phase PSK demodulator
RU2505922C2 (en) * 2011-07-22 2014-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Differential phase-shift keyed signal digital demodulator
RU140836U1 (en) * 2013-11-21 2014-05-20 Федеральное Государственное Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" (Ова Вс Рф) SINGLE-CHANNEL SIGNAL PROCESSING DEVICE FOR MULTI-CHANNEL TRANSFER OF INFORMATION
RU176149U1 (en) * 2017-09-18 2018-01-10 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" A device for processing a phase-shifted signal with discrete phase adjustment in an executive instrument of a radio control line

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752876C1 (en) * 2020-08-11 2021-08-11 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Method and apparatus for transmitting and receiving phase-shift keying in command control radio link using ofdm technology
RU2803194C1 (en) * 2022-11-30 2023-09-11 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Device for receiving and transmitting phase shift keying signals in a command radio control link using ofdm technology, designed to operate in an economy mode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liptser A strong law of large numbers for local martingales
US4293953A (en) Bi-orthogonal PCM communications system employing multiplexed noise codes
RU2714302C1 (en) Method and device for receiving frequency-stabilized signals with binary phase-shift keying at unknown initial phase
US4899364A (en) Automatic gain control system
US4599733A (en) Multilevel noise code mate pair generation and utilization of such codes
RU176149U1 (en) A device for processing a phase-shifted signal with discrete phase adjustment in an executive instrument of a radio control line
EP0172532B1 (en) Waveform shaping apparatus
CA1225711A (en) Method and apparatus for the compensation of echo signals
CN1102305C (en) Matched filter circuit used for frequency-expansion communication
US3978435A (en) Digital equalizer for data-transmission system
Turovsky Estimation of the possibilities of the combined synchronization system with open-link to minimize the dispersion of the phase error when tracking the carrier frequency under the conditions of the influence of additive noise
RU2300173C1 (en) Quasi-optimal discrete-continuous phase-keyed signal receiver
US4679210A (en) Soft-limited digital pulse compressor
US4542515A (en) Multilevel mate pair code compressor for codes expanded by the process of butting
US3667043A (en) Constant gain bandwidth product communication satellite repeater
GB2045582A (en) Multiplexed carrier transmission through harmonic polluted medium
CA1092665A (en) Multi-frequency signal receiver
US3573621A (en) Data format conversion and transmission system
Ahmed et al. Scaling and roundoff in fixed-point implementation of control algorithms
Lebl et al. Performances of RCIED Activation Signal Multisweep Jamming
RU2753594C1 (en) Frequency synthesizers summing unit
US4568914A (en) Expanded multilevel noise code generator employing butting
RU2801873C1 (en) Method for forming noise-like signals
RU2609525C1 (en) Method of generating signals and transmitting information in radar identification system
RU2817400C1 (en) Method of packet data transmission with noise-like signals

Legal Events

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

Effective date: 20210116