SU1243135A1 - Устройство дл компенсации дрожани фазы сигнала в системах передачи данных - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электросв зи . Цель изобретени  - повышение точности компенсации. Устройство со держит дискретный фазорасщепитель 1, демодул тор 2, корректор 3, два фазовращател  4 и 9, решающий-блок 5, генератор 6 ошибки, два местных генератора 7 и 8, блоки пам ти (БП) 10, 12 и 14, перемножители (п)11, 13 и 17, сумматоры 15, линии .задержки (ЛЗ) 16 и многовходовый сумматор 18. Цель достигаетс  введением фазовращател  9, БП 10, 12 и 14, nil, 13 и 17, сумматоров 15 и 18 и ЛЗ 16, с помощью которых формируютс  синфазный и квадратурный сигналы, необходимые дл  коррекции синфазного и квадратурного сигналов оценки дрожани  фазы несущей частоты в кандле св зи. 1 ил. о $ W ISD 4: СС СО ел

Description

Изобретение относитс  к электросв зи и может быть использовано в системах передачи данных.

Целью изобретени   вл етс  повьше ние точности компенсации.

На фиг, изображена структурна  электрическа  схема предлагаемого стройства.

Устройство дл  компенсации дрожа НИН фазы сигнала в системах передачи данных содержит дискретный фазорэсще- питель 1, демодул тор 2, корректор 3, первый фазовращатель 4, решающий блок 5, генератор 6 ошибки, первый H второй местные генераторы 7 и 8,; второй фазовращател ь 9, первый блок 10 пам ти, первый перемножитель П, вторые блоки 12 пам ти, вторые пере- ножители 13, третий блок 14 пам ти, сумматоры 15,лин:ии 16 задержки, третьи перемножители 17, многовходовой сумматор 18,

Устройство работает следующим образом .

Принимаемый сигнал амплитудно- фазовой модул ции (AMO)x(t) поступает на вход дискретного фазорасщепите- л  1 (неизвестной считаетс  непрерывна  фаза о (t) и дрожание Q (t) фазы колебани  несущей частоты на выходе полосно-ограниченного канала св зи ) , аналитическа  форма записи которого представл етс  в виде: x(t) (t) )-vvp3a)

. .(t-iT) tS(t) ,

V S-MH/l.

U)o де

частоты несущего колебани ;

Т . - длительность тактового интервала;

К - цела  часть от t/T;

- cS)

а4 и Ъ)

М t ) . (l(t) jh(t)

а- +Jb-0j

передаваемые символы, кодируемые в соответствии с прамлами АФМ -) I ,М; число сигнальных точек созвезди  АФМ сигнала;

комплексный импульсный отклик НЧ эквивалента полосового канала св зи;

- (t)

c(t) Ч-. .

+ j g(,K(t) - комплексный НЧ эквивалент аддитивного шума;

Мп - относительна  длительность межсимвольной интерференции.

На двух выходах дискретного фазо- расщепител  1 формируютс  сигналы, сдвинутые на фазе друг относительно друга на 90 и равные синфазной ХС;И (реальной) и квадратурной ХК|П (мни- , мой) составл ющим входного (комплексного ) АМФ сигнала, вз тых в такто- вые моменты времени

., . t,.i.l- E.,li

(-. Т I,Л Тt H-Mtl/L

+ - p- - Onl

c-)|i, ги-t V-,n e,

.

,. I n rr f (|o,n -Ц а vn J V , LC

1 - ч T -

.(-1JtJuV l

cNLrn-l cnxje

Полученные синфазный xc,i и квад- ратурньй X KjKi АФМ сигналы параллельно поступают на первый и второй входы демодул тора 2, На третий и чет- вертьй входы демодул тора 2 с двух выходов первого местного генератора 7 подаютс  синфазный , и квадратурный q сигналы восстановленного колебани  несущей частоты с учетом оценки непрерывной фазы f J,n .

q cos(u)onT ),

0

5

0

п-ни|т.

q/;) sin(.0,nT +TO,}.

0

5

0

Таким образом, на выходах демрду- л тора 2 получаютс  синфазный Ре,ц и квадратурный сигналы путем предварительной демодул ции входного ( ,x(t) АФМ сигнала на несущее колебад, ние в тактовые моменты времени

I4

РС,П XK,V, qi),

Rc,.7,.4 .

C.)-|. CZ J;

РК,П ., - ,,

.-,).

1л-МП/-,

1.;ЯГм1/г

где fbv foti фагова  ошибка

восстановленного несущего колебани  ;

- Л)

о  +

Л)

+ i

J i,/i

- аддитивньш шум на выходах демодул тора 2. Результирующие демодулированные синфазный и квадратурный сигналы поступают на первый и второй входы корректора 3, на третий вход которого с первого выхода генератора 6 ошибки подаетс  управл ющий сигнал дл  настройки коэффициентов в отводах корректора 3. Корректор 3 выполн ют в виде нерекурсивного цифрового фильтра, коэффициенты отводов кото- рого С и D настраиваютс  по критерию минимума среднеквадратичной ошибки (по градиентному методу).При оптимальной коррекции получаем

0,И

с Р.„ + D-P,

о,и - -СП - - 2.)

) с,+Cj

cosii o +ФЗ/Ч )- bsijH- sin(o,и fl.H).;

V Р

- ImleH.)

Ъ0,и cos(4 o/i -I-

ь

ни

,-,( -) г - л

- П аддитивный jj

шум на выходах корректора 3.

Откорректированные -синфазный Zc,n и квадратурный Z к,п сигналы одновременно поступают на первьй и второй входы фазовращател  4 и на первый и второй входы генератора 6 ошибки. На третий и четвертый входы фазовращате л  4 с выходов фазовращател  9 подаютс  синфазньй и квадратурный qV, сигналы оценки дрожани  фазы несущей частоты в канале св зи

) х дс,1л cos -f 1,1

Ч

,ti)

sin f,

S,i

«

Фазовращатель 4 осуществл ет окончательную демодул цию АФМ сигнала x(t)

5

ю t5

20

30

jj

40 5

0

5

YC,H

(i) Т СИ

ZC,H ПГ- +

„ -i)

С./ N IS

( + .) - bOnsin ( o +

- r ti

(i) 1:2-;

YK,H q, - / c.,nqK|4 - cos (o,,и ) + (fo,и + + ) + &s ic,n

где г|,и lg,n- fs),n - ошибка фазового

дрожани  восстановленного несущего колебани ; аддитивный шум

) ,()

%

c.Jf.r,

на выходах фазовращател  4.

Оценка фазового дрожани  f .п может быть представлена в виде суммы быстро f o,jjjH и медленно измен ющейс  составл ющей . К медленно измен ющейс  составл ющей ма относ т те параметры фазового дрожани , которые не превосход т значений частоты 200 Гц и амплитуды 7,5. Медленно измен юща с  составл юща  фазового дрожани ; Фм g j может быть компенсирована при использовании более быстродействующей цепи обратной св зи устройства синхронизации, аналогичной цепи оценки непрерывной фазы несущей частоты в канале св зи. Быстро измен ющуюс  составл ющую фазового дрожани  о . представл ем канони- ческим разложением вида L

4 К«со5и)2;.пТ + f-,.sinu)g,: пТ

где ,i. - фиксированное количество

ожидаемых частот фазового дрожани ;

elu иГ щ- оценочные значени  неизвестных коэффициентов разложени .

Синфазный и квадратурный Уки| сигналы с выходов фазовращател  4 одновременно поступают на первый и второй входы решающего блока 5 и на третий и четвертый входы генератора 6 ошибки.

Реализаци  решающего блока 5 определ етс  видом примен емого сигнального созвезди  АФМ сигнала, а также решающим правилом, и может представл ть собой р д пороговых устройств, вынос щргх решение о син- фазной и квадратурной составл ющих

входного АФМ сигнала в результате минимизации квадратической ошибки синфазного УС/-Л и квадратурного

tSn

демодулированных сигналов от

проекции эталоннь1Х сигнальных TO4ek и 4; i 1, М на основании операции

4и ъ),и -1п-Ч(Ус,и-а) + (УК,Ц - b,j )

Сигналы с первого и второго Ь и выходов решающего блока 5, ха- рактеризующие манипул цию по фазе и амплитуде переданного несущего ко- лебани  в точение одного тактового интервала времени, поступают на первый и второй входы генератора 6 ошибки . Генератор 6 ошибки - это многофункциональное- устройство, на втором выходе которого получаетс  управл ющий сигнал дл  настройки коэффициентов в отводах корректора 3, На первом выходе генератора 6 ошибки получаетс  сигнал, учитьшающий скорость изменени  фазы несущей частоты в канале св зи

, З vn ( +J Zi„ ) +,ЗЪ,и) /

,, г t 1 Zcv, - ZK.H /( Ыл) - .:. . ,t г

а );П + D J, и

Полученный сигнал o/i управл ет первым местным генератором 7, фаза син-

и)

фазного q С|И и квадратурного q

сигналов на вьгходах которого измен етс  согласно итерационной процедуре

А J) V г, -Zya- v, К,, + Ъ и

где Л/1 -.оператор первой разности;

Кчр- - коэффициент усилени  в це-

пи обратной св зи первого

местного генератора 7, На третьем выходе генератора 6 ошибки получаетс  сигнал s учитывающий скорость изменени  дрожани  фазы несущей частоты в канале св зи

5 i :iwi(Yc,H + )( -f

+ .)/( ,) -

+ Ь Jv,

лл1

Полученный сигнал г управл ет вто- рым местным генератором 8, коэффици

ент усилени  К(. цепи обратной св зи которого К , что позвол ет компенсировать медленно измен ющуюс  составл ющую фазового дрожани . На выходах второго местного генератора 8 получаютс  синфазный fi l и квадратурный q ц сигналы

cos 4 1 iMQn;

(ь) -г

к,. ,:

фаза которых измен етс  согласно итерационной процедуре

л vP V г V Yc.n bJv,-Yxvi-avn

Лн5 , ч.,э

а + Ъ V, HI

При поступлении управл ющего сигнала ,2. на вход первого перемножител  11 посредством последующей обработки сигнала компенсируетс  быстро измен юща с  составл юща  фазового дрожани . Дл  этого оцениваютс  неизвестные коэффициенты t f, и f СОГЛЗ.СНО итерационному ал горитму

й.,,, 3vti(,H 4-jYi H)( + + Ьл п) cos дпТ/(,и + )

. пТ in AiiL Jblva

cosJc пТ

+

К | йо г со зьОа пТ;

й fj K.fOQ3v hc,v, + jYK,n( +

2.

+ jb1:)ia)sinJq;tnT/(a)v + Ъ О, и )

-к.й in J пт YS , - Y %

b4)vi

sin g,lnT, где KvptS q - коэффициент усилени .

После чего определ етс  сигнал оценки быстро измен ющейс  состав л ющей дрожани  фазы d «,

о

в соответствии с полученными алго ритмными оценками дрожани  фазы ре- зультируюпщй сигнал с третьего выхода генератора 6 ошибки поступает на вход первого перемножител  11, на второй вход которого подаетс  посто нный сигнал, равный коэффициенту , хран щемус  в блоке 14 пам ти.

Сигнал с ВЫХОДА перемножител  11 поступает на параллельно соединенные первые входы перемножителей 13. На вторые входы одних перемножителей 13 подаютс  сигналы, равные функции си- ,нуса частот дрожани  фазы пТ ;С соответствующих выходов блоков 12 пам ти (синусов дискретных значений частот фазового дрожани ), а на вто- рые входы других перемножителей 13 - сигналы, равные функции косинуса частот дрожани  фазы cos uJounT с соотвествующих выходов блока 12 пам ти (косинусов дискретных значений частот фазового дрожани )

В блоках 12 пам ти (синусов и косинусов ) дискретных значений частот фазового дрожани  сигналы с выходов вторых перемножителей 13 через сумма торы 15 и линии 16 задержки f дигра- торы) поступают на первые входы третьих перемножителей 17. Сумматоры 15 и линии задержки (на один тактовый интервал времени) осуществл ют ите- рационную процедуру дл  получени  сигналов, равных оценке неизвестных коэффициентов еД и f фазового дрож.гни .

На 1 входы первых третьих перемно- жителей 17 подаютс  сигналы с соответствующих выходов блока 12 пам ти, Сигналы с выходов третьих перемножи- телей 17 объедин ютс  с помощью мно- говходового сумматора 20. Полученный суммарный сигнал, равный оценке быстро измен ющейс  составл ющей фазового дрожани  |.о поступает на блок 10 пам ти (синусов и косинусов), где ему-ставитс  в соответствие сигнал, равный функции косинуса на первом выходе qd, и синус а на втором q

С °и. sin/,v,

Полученные синфазный q и квадратурный , сигналы поступают на третий и четвертый вход фазовращател  9, на первый и второй входы которого поступают синфазный q и квадратурный q сигналы с двух выходов второго местного генератора 8. Фазовращатель 9 - устройство, осуществл ющее сложение фаз сигналов, поступак цих на его входы по синфазной qvn и квадратурной q составл ющим, необходимые дл  коррекции фазового дро5 10 15

20

0 5 0

5

5

жани  восстановленного несущего колебани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  компенсации дрожани  фазы сигнала в системах передачи данных, содержащее дискретный фазовращатель , первый и второй которого соединены соответственно с первым и вторым входами демодул тора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам корректора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами генератора ошибки и соответственно с первым и вторым входами первого фазовращател , первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому входам генератора ошибки и соответственно к первому и второму входам решающего ,блока, первый и второй выходы которо- |го соединены соответственно с п тым и шестым входами генератора ошибки, первый выход которого соединен с входом первого местного генератора, пер- вый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому входам демодул тора, при зтом третий вход корректора подключен к второму выходу генератора ошибки, третий вход которого соединен с входом второго местного генератора, отлич ающеес  тем, что, с целью повышени  точности компенсации , введены блоки пам ти, перемно- жители, сумматоры, линии задержки,

   многовходовой сумматор и второй фазовращатель , первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам второго местного генератора, вход которого подключен к первому входу первого перемножител , выход которого соединен с первыми входами вторых перемно- жителей, выходы, которых соединены с первыми входами соответствующих маторов, выходы которых соединены с входами соответствующих линий задерзг- ки, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих сумматЬ- ров и к первым входам соответствующих третьих перемножителей, выходы которых соединены с входами многовхо- дового сзгмматора, выход которого под-

   9 124313510

   ключен к входу первого блока пам ти,щател ., при этом вторые входы соотпервый и второй выходы которого сое-ветств:,гющих вторых и третьих neperf

   динены соответственно с третьим иножителей объединены и подключены к

   четвертым входами второго фазовраща- соответствующим зыход ам вторых блотел , первый и второй выходы которо-ков пам ти, а выход третьего блока

   го соединены соответственно с третьимпам ти соединен с вторым входом пери четвертым входами первого фазовра-вого псфемножител ,