SU1716615A1 - Coherent receiver of frequency-shift radio signals with continuous phase - Google Patents
Coherent receiver of frequency-shift radio signals with continuous phase Download PDFInfo
- Publication number
- SU1716615A1 SU1716615A1 SU904824919A SU4824919A SU1716615A1 SU 1716615 A1 SU1716615 A1 SU 1716615A1 SU 904824919 A SU904824919 A SU 904824919A SU 4824919 A SU4824919 A SU 4824919A SU 1716615 A1 SU1716615 A1 SU 1716615A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- adder
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к радиосв зи и может использоватьс в системах передачи дискретной информации по радиоканалам с жесткими требовани ми по ограничению полосы пропускани . Целью изобретени вл етс повышение достоверности приема и повышение предельной скорости передачи информации при фиксированной частоте дискретизации радиосигналов. Дл достижени цели введены аналого-цифровой квадратурный преобразователь и тактовый генератор с частотой дискретизации, близкой к символьной частоте, и одновременным гетеродин-ированием входного радиосигнала в область нулевых частот, при реализации системы восстановлени опорных колебаний, включающей блоки фазовой автоподстройки частоты и введенную схему регенерации синхроимпульсов и отслеживающей верхнюю и нижнюю частоты передачи дискретных символов информации, спектральные гармоники которых будут расположены в низкочастотной области, а также введены схемы оптимальной обработки с прин тием решени о передаваемом символе информации по результату накоплени энергии принимаемого сигнала на трех символах . 5 ил. со СThe invention relates to radio and can be used in systems for transmitting discrete information over radio channels with strict requirements for limiting bandwidth. The aim of the invention is to increase the reliability of reception and increase the limiting data transmission rate at a fixed radio signal sampling rate. To achieve the goal, an analog-to-digital quadrature converter and a clock generator with a sampling frequency close to the symbol frequency and simultaneous heterodyne input of the radio signal to the zero frequency region are introduced, when implementing a reference oscillation recovery system including a phase-locked frequency control unit and the input clock regeneration circuit and tracking the upper and lower frequencies of the transmission of discrete symbols of information, the spectral harmonics of which will be located in low frequencies The cost domain, as well as the optimal processing schemes were introduced with the decision on the transmitted symbol of information on the result of the accumulation of energy of the received signal on three symbols. 5 il. with C
Description
Изобретение относитс к радиосв зи и , может быть использовано в системах пере- дачи дискретной информации по радиоканалам с жесткими требовани ми по ограничению полосы пропускани .The invention relates to radio and, can be used in systems for the transmission of discrete information via radio channels with stringent requirements for limiting bandwidth.
Известен когерентный приемник, содержащий демодул тор и систему восстановлени опорных колебаний с центральной f0 и символьной fc частотами. При этом система фазовой .автоподстройки (ФАП) опорной частоты f0 имеет в своем составе два ключевых устройства, управл емых импульсами, формируемыми в системе символьной синхронизации из восстанавливаемого опорного колебани A coherent receiver is known comprising a demodulator and a system for restoring reference oscillations with central f0 and symbolic fc frequencies. In this case, the phase-control auto-tuning system (PLL) of the reference frequency f0 includes two key devices controlled by pulses generated in the symbol synchronization system from the restored reference oscillation
символьной частоты f0. Таким образом, существует перекрестна св зь между двум системами, отслеживающими центральную fo и символьную fc частоты. ; Известен цифровой когерентный приемник , в котором в процессе восстановлени опорного колебани на центральной частоте fo используетс восстановленное колебание полусимвольной частоты fc/2, и также существует взаимосв зь двух систем синхронизации.symbol frequency f0. Thus, there is a cross-link between the two systems tracking the center fo and the symbolic fc frequency. ; A digital coherent receiver is known, in which the restored oscillation of the half-character frequency fc / 2 is used in the restoration of the reference oscillation at the center frequency fo, and there is also an interconnection between the two synchronization systems.
Недостатком известных схем когерентных приемников вл етс то, что синхронизм в канале центральной частоты f0 принимаемого сигнала достигаетс толькоA disadvantage of the known schemes of coherent receivers is that synchronism in the channel of the central frequency f0 of the received signal is achieved only
ОABOUT
о елabout ate
лишь после вхождени в синхронизм системы символьной синхронизации, стабильность работы которой непосредственным образом зависит от частотной расстройки в канале слежени за центральной частотой fo. В известных схемах когерентных приемников имеет место последовательный двумерный поиск по центральной частоте fo (частоте несущей) и символьной частоте fc, что обусловливает наличие перекрестных св зей между двум системами сихрониза- ции при восстановлении необходимых опорных колебаний. Последовательный двумерный поиск по указанным частотам значительно увеличивает врем вхожде- ни в синхронизм по сравнению с одномерным поиском и создает серьезную проблему вхождени в синхронизм непосредственно по передаваемому информационному радиосигналу, привод к необходимости периодического включени в передаваемый радиосигнал специ- альноой синхропреамбулы дл быстрого принудительного ввода в синхронизм обеих систем синхронизации. Эффективность вхождени в синхронизм по специальной синхропреамбуле определ етс ее длиной (временным интервалом) и периодичностью ввода в информационный сигнал, т.е. величиной ее удельного по времени содержани в передаваемом радиосигнале. Повышение эффективности такого вхождени в синхронизм снижает скорость передачи полезной информации,only after the synchronization of the symbol synchronization system, the stability of the operation of which directly depends on the frequency detuning in the channel tracking the central frequency fo. In the known coherent receiver circuits, there is a sequential two-dimensional search by the central frequency fo (carrier frequency) and the symbol frequency fc, which determines the presence of cross-links between the two synchronization systems when restoring the necessary reference oscillations. Sequential two-dimensional search at the specified frequencies significantly increases the time to synchronization compared to the one-dimensional search and creates a serious problem of entering the synchronization directly on the transmitted information radio signal, leading to the need to periodically incorporate a special synchro preamble into the transmitted radio signal for fast forced synchronization both synchronization systems. The effectiveness of entering into synchronism with respect to a special synchro-preamble is determined by its length (time interval) and the frequency of input into the information signal, i.e. the value of its time-specific content in the transmitted radio signal. Improving the efficiency of such synchronization reduces the speed of transmission of useful information,
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс когерентный приемник, который содержит два перемножител , два стробируемых интегратора, два решающих устройства, коммутатор, ус- тройство возведени в квадрат входного радиосигнала и систему восстановлени опорных колебаний. При этом система восстановлени опорных колебаний состоит на двух независимых параллельных систем ФАП на удвоенные верхнюю 2fe и нижнюю 2fH частоты передачи символов, спектральные гармоники которых образуютс в результате возведени входного радиосигнала в квадрат, и блока регенера- ции необходимых опорных колебаний. Восстановленные опорные колебани имеют вид:The closest to the proposed technical entity is a coherent receiver, which contains two multipliers, two gated integrators, two crucial devices, a switch, a device for squaring the input radio signal and a system for restoring reference oscillations. In this case, the reference oscillation recovery system consists of two independent parallel PLL systems with doubled upper 2fe and lower 2fH symbol transmission frequencies, the spectral harmonics of which are formed as a result of squaring the input radio signal into a square, and the regeneration unit of necessary reference oscillations. Restored reference oscillations are:
fo 2fB - 2fH;fo 2fB - 2fH;
1 ± 2соз(2л: f0t) -соз(2 fct/4) 1 ± 2 soz (2l: f0t) -soz (2 fct / 4)
±cos(27rfBt) ±cos(); ± cos (27rfBt) ± cos ();
0 5 0 5 0 50 5 0 5 0 5
0 5 0 0 5 0
5five
Q ± 2sin( fot) -sin(2jr fct/4) ±cos(2rcfBt) ±cos(27TfHt).Q ± 2sin (fot) -sin (2jr fct / 4) ± cos (2rcfBt) ± cos (27TfHt).
Наличие двух знаков у квадратурных составл ющих 1 и Q, подаваемых на вторые входы перемножителей, обусловлено неопределенностью знака, возникающей после делени на две отслеживаемых системами ФАП частоты 2fB и 2fH.The presence of two characters in quadrature components 1 and Q, applied to the second inputs of the multipliers, is due to the sign uncertainty that occurs after dividing the 2fB and 2fH frequencies into two PLLs.
Построение системы восстановлени опорных колебаний на основе двух независимых систем ФАПЧ позвол ет реализовать параллельный одномерный поиск по частотам 2fe и 2fH и достичь предельно малого дл когерентных приемников частотно-манипу- лированных радиосигналов с непрерывной фазой (в частности, ММС-сигналов) времени вхождени в синхронизм непосредственно ло передаваемому информационному радиосигналу . Дл данного типа системы восстановлени опорных колебаний отпадает необходимость использовани синхропреамбулы с цёл-ью сокращени времени вхождени в синхронизм.Building a system for restoring reference oscillations based on two independent PLL systems allows one to perform parallel one-dimensional search at frequencies 2fe and 2fH and to achieve extremely short time-matching for coherent receivers of frequency-manipulated radio signals with a continuous phase (in particular, MMC signals) directly transmitted informational radio signal. For this type of reference oscillation recovery system, there is no need to use synchro-preambula with the aim of shortening the time to synchronization.
Так как опорные колебани 1 и Q восстанавливаютс с неопределенностью знака, то решение о значении символа информации на выходе приемника имеет такую же неопределенность. При демодул ции символов информации имеет место эффект обратной работы. Дл того, чтобы устранить неопределенность знака (устранить эффект обратной работы), необходимо дополнительно примен ть дифференциальное кодирование и декодирование информационых символов. Такой путь решени проблемы обратной работы ведет к дополнительному функциональному и аппаратурному усложнению модема ММС-сигналов.Since the reference oscillations 1 and Q are restored with the sign uncertainty, the decision on the value of the information symbol at the receiver output has the same uncertainty. When information symbols are demodulated, a reverse operation effect takes place. In order to eliminate the sign ambiguity (to eliminate the effect of the reverse operation), it is necessary to additionally apply differential encoding and decoding of information symbols. This way of solving the problem of reverse operation leads to an additional functional and instrumental complication of the modem of the MMS signals.
Существующа система восстановлени опорных колебаний, помимо двух систем ФАПЧ на удвоенных частотах 2fe и 2fH, содержит устройство возведени в квадрат входного радиосигнала дл образовани соответствующих спектральных гармоник, отслеживаемых системами ФАПЧ, а также делители частоты и смесители, вход щие в состав блока регенерации необходимых опорных колебаний. Эти дополнительные функциональные устройства усложн ют реализацию системы восстановлени опорных колебаний, увеличивают нестабильность ее работы и снижают общую аппаратурную надежность.The existing reference oscillation recovery system, in addition to the two PLL systems at twice the 2fe and 2fH frequencies, contains a squared radio input signal to form the corresponding spectral harmonics tracked by the PLL systems, as well as frequency dividers and mixers that are part of the regeneration unit of the necessary reference oscillations . These additional functional devices complicate the implementation of the reference oscillation recovery system, increase the instability of its operation, and reduce the overall hardware reliability.
Построение системы восстановлени опорных колебаний с возведением в квадрат входного радиосигнала существенно затрудн ет реализацию всего когерентного приемника полностью в цифровом интеН ральном виде (например, АЦП и одной универсальной вентильной матрицы, УВМ), так как быстродействие входного АЦП и цифровой элементной базы дл системы восстановлени опорных колебаний будет определ тьс согласно известной теореме Котельникова, максимальной частотой 2fe:fA 4fB; fe fo+ fc/4, где тд - частота дискретизации входного радиосигнала, fc -. частота передачи информационных символов . Цифрова интегральна реализаци когерентного приемника, помимо снижени массо-габаритных параметров конструкции приемника и значительно лучшей технологичности его изготовлени , позвол ет достичь высокой стабильности оработы всех функциональных блоков когерентного приемника (особенно системы восстановлени опорных колебаний и перемножителей) и повысить достоверность принимаемой информации .Building a reference oscillation recovery system with squaring the input radio signal makes it very difficult to implement the entire coherent receiver completely in a digital inte gral form (for example, ADC and one universal gate array, CCL), as the speed of the input ADC and digital element base for the reference the oscillations will be determined according to the well-known Kotelnikov theorem, with a maximum frequency of 2fe: fA 4fB; fe fo + fc / 4, where td is the sampling frequency of the input radio signal, fc -. the frequency of transmission of information symbols. The digital integral implementation of the coherent receiver, in addition to reducing the weight and size parameters of the receiver design and much better manufacturability, makes it possible to achieve high stability of all functional units of the coherent receiver (especially the reference oscillation recovery system and multipliers) and to increase the reliability of the received information.
Учитыва , что структура узкополосного линейного радиотракта, предшествующего АЦП, требует выполнени услови f0. 10Д F, где Д F - ширина спектра передаваемого информационного сигнала (дл сигналов с ММС Д F 1,5 fc), предельно возможна скорость передачи информации будет гораздо меньше частоты дискретизации входного радиосигнала:Taking into account that the structure of the narrow-band linear radio path preceding the ADC requires the fulfillment of the condition f0. 10D F, where D F is the spectrum width of the transmitted information signal (for signals from MMS D F 1.5 fc), the maximum possible information transfer rate will be much lower than the sampling rate of the input radio signal:
..
Целью изобретени вл етс повышение достоверности приема -и повышение предельной скорости передачи информации при фиксированной частоте дискретизации радиосигналов.The aim of the invention is to increase the reliability of reception - and increase the limiting data transmission rate at a fixed radio frequency sampling rate.
На фиг. 1 изображена структурна схема когерентного приемника (буквами русского алфавита а, б, в и т.д. обозначены некоторые точки в структурной схеме когерентного приемника); на фиг. 2 - вариант реализации блока АЦКП на цифровых схемах; на фиг. 3 - реализаци цифровых систем ФАПЧ; на фиг. 4 и 5 - временные диаграммы сигналов, по сн ющие работу когерентного приемника (соответствующие временные диаграммы обозначены русскими буквами).FIG. 1 shows a coherent receiver structural diagram (letters of the Russian alphabet a, b, c, etc. denote some points in the block diagram of a coherent receiver); in fig. 2 - an embodiment of the implementation of the ACCP block on digital circuits; in fig. 3 — implementation of digital PLL systems; in fig. 4 and 5 are the timing diagrams of the signals explaining the operation of the coherent receiver (the corresponding timing diagrams are denoted by Russian letters).
Когерентный приемник частотно-ма- нипулированных радиосигналов с непрерывной фазой (фиг. 1) содержит аналого-цифровой квадратурный преобразователь (АЦКП) 1, тактовый генератор (Г) 2, первый и второй перемножители 3 и А (П), первый и второй блоки 5 и 6 фазовой автоподстройки частот (ФАПЧ), первый и второй стробируемые накопители 7 и 8 (СН), последовательно соединенные первый регистр (РЕГ) 9, первый и второй комбинационныеThe coherent receiver of frequency-controlled radio signals with a continuous phase (Fig. 1) contains an analog-to-digital quadrature converter (ADCC) 1, a clock generator (D) 2, the first and second multipliers 3 and A (P), the first and second blocks 5 and 6 phase locked loop (PLL), first and second gated drives 7 and 8 (СН), serially connected first register (REG) 9, first and second combinational
сумматоры 10 и 11 (СМ), сумматор 12 по модулю два (М2) и первый Д-триггер 13 (ТР), последовательно соединенные второй регистр 14, преобразователь 15 пр мого кода в дополнительный (ПР), мультиплексор 16adders 10 and 11 (CM), adder 12 modulo two (M2) and the first D-flip-flop 13 (TR), serially connected second register 14, direct-to-additional converter 15 to additional (PR), multiplexer 16
0 (МПЛ), третий комбинационный сумматор 17 и третий регистр 18, последовательно соединенные четвертый комбинационный сумматор 19, накопительный сумматор 20 (НС), первый элемент ИЛИ 21 и первый и0 (MPL), the third combination adder 17 and the third register 18, the fourth combinational adder 19, the accumulative adder 20 (NS), the first element OR 21 and the first and
5 второй блоки 22 и 23 задержки (БЛЗ), а также второй и третий Д-триггеры 24, 25 и второй элемент ИЛИ 26. При этом первый вход АЦКП 1 вл етс входом когерентного приемника , а его первый и второй выходы сое0 динены с соответствующими входами перемножителей 3 и 4, третий и четвертый входы которых соединены с первым и вторым выходами соответственно первого и второго блоков 5 и 6 ЦФАПЧ, первый и вто5 рой входы которых соединены с первым и вторым выходами соответствующих перемножителей 3 и 4, третьи выходы блоков 5 и 6 ЦФАПЧ соединены с первым и вторым входами комбинационного сумматора 19.5, the second delay blocks 22 and 23 (BLS), as well as the second and third D-flip-flops 24, 25 and the second element OR 26. The first input of the ACC 1 is the input of the coherent receiver, and its first and second outputs are connected to the corresponding the inputs of multipliers 3 and 4, the third and fourth inputs of which are connected to the first and second outputs of the first and second blocks 5 and 6 of the CEFAC, respectively, the first and second inputs of which are connected to the first and second outputs of the corresponding multipliers 3 and 4, the third outputs of blocks 5 and 6 CFACs are connected to the first and second input Raman adder 19 mi.
0. Второй и третий выходы накопительного сумматора 20 соединены сооответственно со вторым и первым входами элементов ИЛИ 21 и 26, а выход элемента ИЛИ 26 соединен с третьими входами блоков 5 и 60. The second and third outputs of the cumulative adder 20 are connected respectively to the second and first inputs of the elements OR 21 and 26, and the output of the element OR 26 is connected to the third inputs of blocks 5 and 6
5 ЦФАПЧ. Вторые выходы перемножителей 3 и 4 соединены с первыми входами строби- руемых накопителей 7 и 8, выходы которых соединены с первыми входами соответственно регистров 9 и 14. Вторые входы стро0 бируемых накопителей 7 и 8 и регистров 9 и 14 соединены с выходом блока задержки 22, выход регистра 14 соединен со вторым входом мультиплексора 16, второй выход которого соединен со вторым выходом5 TsFAPCH. The second outputs of multipliers 3 and 4 are connected to the first inputs of gated drives 7 and 8, the outputs of which are connected to the first inputs of registers 9 and 14, respectively. The second inputs of tunable drives 7 and 8 and registers 9 and 14 are connected to the output of delay block 22, the output of the register 14 is connected to the second input of the multiplexer 16, the second output of which is connected to the second output
5 комбинационного сумматора 10. Выход регистра 18 соединен со вторым входом комбинационного сумматора 11, выход которого соединен с первым входом Д-триг- гера 24, выход которого соединен со вторым5 combinational adder 10. The output of register 18 is connected to the second input of combinational adder 11, the output of which is connected to the first input of D-flip-flop 24, the output of which is connected to the second
0 входом сумматора по модулю два 13. Выход тактового генератора 2 соединен со вторым входом АЦКП, с третьими входами строби- руемых накопителей 7 и 8, четвертыми входами блоков ЦФАПЧ и вторым входом0 input of the modulo two adder 13. The output of the clock generator 2 is connected to the second input of the ASCC, with the third inputs of the gated drives 7 and 8, the fourth inputs of the TsFAPC blocks and the second input
5 накопительного сумматора 20, первый выход которого соединен с первым входом Д- триггера 25, выход которого соединен с третьим входом мультиплексора 16. Вторые входы регистра 18, элемента ИЛИ.26, Д- триггеров 24 и 25 соединены с выходом элемента ИЛИ 21, выход регистра 9 соединён со втЬрым входом комбинационного сумматора 17, а выход блока задержки 23 соединен со вторым входом Д-триггера 13, выход которого вл етс выходом когерентного приемника.5 cumulative adder 20, the first output of which is connected to the first input of the D-flip-flop 25, the output of which is connected to the third input of the multiplexer 16. The second inputs of the register 18, the element OR.26, D- triggers 24 and 25 are connected to the output of the element OR 21, the output the register 9 is connected to the inlet of the combinational adder 17, and the output of the delay unit 23 is connected to the second input of the D-flip-flop 13, the output of which is the output of the coherent receiver.
Блок 1 (фиг. 2) содержит аналого-цифровой преобразователь 27 (АЦП), Д-триггеры 28 и 29 (ТР) и распределитель 30.Block 1 (Fig. 2) contains an analog-to-digital converter 27 (ADC), D-flip-flops 28 and 29 (TR) and a distributor 30.
Блоки 5 и 6 (фиг. 3) содержат накопительные сумматоры 31 и 32 (НС), регистр 33 (РЕГ), Д-триггер ), преобразователь35 пр мого кода в дополнительный (ПР), цифровой фильтр 36 (ЦФ) и цифровой синтезатор 37 отсчетов (ЦСО).Blocks 5 and 6 (Fig. 3) contain cumulative adders 31 and 32 (NS), register 33 (REG), D-flip-flop), a direct code to additional (PR) converter, digital filter 36 (DF), and a digital synthesizer 37 counts (CSO).
Когерентный приемник работает следующим образом.Coherent receiver works as follows.
В блоке 1 АЦКП входной радиосигнал с центральной частотой f0 путем соответствующего выбора частоты дискретизации Рд гетеродинируетс в низкочастотную область и преобразуетс в цифровые отсчеты двух квадратурных компонент, представленных в виде двоичного пр мого кода дл положительных и дополнительного кода дл отрицательных отсчетов. Возможный вариант реализации блока АЦКП показан на фиг. 2. В АЦП 27 цифровые отсчеты входного радиосигнала образуютс с частотой дискретизации тд, выбираемой из соотношени In block 1 ADC, the input radio signal with the center frequency f0 by appropriately selecting the sampling frequency RD heterodynamically low-frequency region and is converted into digital samples of two quadrature components represented in the form of a binary direct code for positive and additional code for negative samples. A possible embodiment of the ACC block is shown in FIG. 2. In the A / D converter 27, digital samples of the input radio signal are formed with a sampling frequency td selected from the ratio
fA 4f0/(4k ± 1),fA 4f0 / (4k ± 1),
где к - номер ближайшей к f0 гармоники fA. При этом умножение цифровых отсчетов входного радиосигнала на отсчеты синусоидального и косинусоидального колебаний сводитс к выделению в канале косинусной составл ющей четных, а в канале синусной - нечетных отсчетов входного радиосигнала и инверсии знака каждого второго отсчета в обоих каналах. Все эти функции выполн ет распределитель 30 по управл ющим сигналам Q1, Q1, Q2 и Тд), формируемым из импульсной последовательности тактовых импульсов с частотой следовани ffl двум Д-триггерами 28 и 29. При таком построении блока 1 АЦКП частота дискретизации может быть на пор док меньше, чем центральна частота спектра входного радиосигнала, и приближатьс по величине к символьной частоте fc. В результате независимые параллельные системы ФАПЧ (блоки 5 и 6) будут отслеживать с точностью до фазы соответственно верхнюю и нижнюю частоты передачи дискретных символов информации, спектральные гармоники которых будут расположены внутри частотного интервала (-fc; + fc). Таким образом, существенноwhere k is the number of the harmonic fA closest to f0. At the same time, multiplying the digital samples of the input radio signal by the samples of the sinusoidal and cosine oscillations is reduced to allocating the even components in the channel of the cosine component and odd numbers in the channel of the sinusine signal and inverting the sign of each second reference in both channels. All these functions are performed by the distributor 30 according to the control signals Q1, Q1, Q2, and Td) formed from a pulse sequence of clock pulses with a frequency ffl of two D-triggers 28 and 29. With this construction of block 1 ADC, the sampling frequency can be The dock is smaller than the center frequency of the input signal spectrum, and is closer in magnitude to the symbol frequency fc. As a result, independent parallel PLL systems (blocks 5 and 6) will track, up to phase, the upper and lower frequencies of transmission of discrete information symbols, the spectral harmonics of which will be located within the frequency interval (-fc; + fc). So essentially
понижаетс тактова частота работы всего цифрового приемника, равна частоте диск- . ретизации входного радиосигнала, и соответственно возрастает предельна скоростьthe clock frequency of the entire digital receiver is reduced, equal to the frequency of the disk-. retesting the input radio signal, and accordingly the speed limit increases
передачи информации.transmission of information.
С выходов распределител 30, вл ющихс выходами блока 1 АЦКП, цифровые отсчеты квадратурных компонент поступают на первый и второй входы обоих пере0 множителей 3 и 4 (фиг. 1), выполн ющих комплексное перемножение отсчетов входного сигнала с отсчетами опорных колебаний , отслеживаемых блоками 5 и 6 ФАПЧ. Дл упрощени структуры комплексных пе5 ремножителей опорные колебани (при условии многоуровневого квантовани входного радиосигнала) могут быть бинарт ными. С первого и второго выходов блоков 5 и 6 отсчеты бинарных опорных колебанийFrom the outputs of the distributor 30, which are the outputs of block 1 ADCS, digital samples of quadrature components arrive at the first and second inputs of both the multipliers 3 and 4 (Fig. 1), performing complex multiplication of the input signal samples with samples of the reference oscillations tracked by blocks 5 and 6 PLL. To simplify the structure of complex multipliers, the reference oscillations (subject to multi-level quantization of the input radio signal) can be binary. From the first and second outputs of blocks 5 and 6 samples of binary reference oscillations
0 поступают на третий и четвертый входы перемножителей 3 и 4, с выходов которых мнима и .действительна компоненты результатов перемножени (фиг. 4а, б, в, г) поступают на первый и второй входы соот5 ветствующих блоков 5 и 6. Возможный вариант реализации блоков 5 и 6 изображен на фиг. 3 и вл етс цифровой реализацией схемы Костаса с ограничителем в косинусном (действительном) канале. На выходе0 arrive at the third and fourth inputs of multipliers 3 and 4, from the outputs of which the imaginary and valid components of the multiplication results (Fig. 4a, b, c, d) go to the first and second inputs of the corresponding blocks 5 and 6. A possible embodiment of the blocks 5 and 6 is shown in FIG. 3 is a digital implementation of a costas circuit with a cosine (real) limiter. At the exit
0 преобразовател 35 кода формируетс цифровой код дискриминатрра ФАПЧ, поступающий в блок цифрового фильтра 36, на выходе которого формируетс управл ющий код, подаваемый в блок цифрового сиг5 нализатора отсчетов 37, где и происходит синтез бинарных отсчетов опорных колебаний с необходимыми частотой и фазой. Выходы блока 37 ЦСО вл ютс первым и вторым выходами блоков 5 и 6 ФАПЧ. В0, a code converter 35 generates a digital PLL discriminator code that enters a digital filter block 36, the output of which generates a control code supplied to a digital sampling signal generator block 37, where the binary samples of the reference oscillations are synthesized with the required frequency and phase. The outputs of the DSP block 37 are the first and second outputs of the PLL blocks 5 and 6. AT
0 установившемс режиме слежени блоков 5 и 6 цифровой код дискриминатора близок к нулю, а управл ющий код на выходе цифрового фильтра 36 равен определенной посто нной величине.In the steady state tracking mode of blocks 5 and 6, the discriminator's digital code is close to zero, and the control code at the output of digital filter 36 is equal to a certain constant value.
5 Управл ющие коды с третьих выходов блоков 5 и 6 поступают на входы комбинационного сумматора 19, вход щего в схему регенерации синхроимпульсов, состо щей из комбинационного сумматора 19, накопи0 тельного сумматора 20 и двух элементов ИЛИ 21 и 26. Суммарный управл ющий код, поступающий с выхода комбинационного сумматора 19, циклически накапливаетс в накопительном сумматоре 20 до моментов5 The control codes from the third outputs of blocks 5 and 6 are fed to the inputs of the combinational adder 19, which is included in the sync pulse regeneration circuit, consisting of the combinational adder 19, the accumulative adder 20 and two elements OR 21 and 26. The total control code arriving from the output of the combinational adder 19, cyclically accumulates in the cumulative adder 20 until moments
5 его переполнени . Первый, второй и третий выходы накопительного сумматора 20 вл ютс выходами его разр да переполнени и двух старших разр дов. Уровень 1 по вл етс на выходе разр да переполнени с частотой, равной разности верхней Тв и нижней fH частот манипул ции входного частот- но-манилулированного радиосигнала с непрерывной фазой, причем независимо от его допплеровского смещени и в строгом соответствии с его фазой: fr fa - fa. Дл частотной манипул ций с минимальным сдвигом (ММС) fi fc/2 (фиг. 4а), где ft- - частота следовани символов информации. На выходе логического элемента ИЛИ 21 синхроимпульсы, также соответствующие по влениюуровн 1, имеют частоту следовани - fc (фиг. 4и), а на выходе элемента ИЛИ 26 - частоту fs 4fi 2fc (фиг. 4к). Регенерированные таким образом синхроимпульсы поступают на управл ющие входы соответствующих блоков схемы Когерентного приемника (фиг. 1). Блоки 22 и 23 задержки служат дл согласовани моментов прихода синхроимпульсов с временем распространени цифровых отсчетов обрабатываемого сигнала.5 its overflow. The first, second and third outputs of the cumulative adder 20 are the outputs of its overflow bit and the two most significant bits. Level 1 appears at the output of the overflow discharge with a frequency equal to the difference between the upper TV and the lower fH of the manipulation frequency of the input frequency-switched signal with a continuous phase, and regardless of its Doppler shift and in strict accordance with its phase: fr fa - fa. For frequency manipulation with a minimum shift (MMC), fi fc / 2 (Fig. 4a), where ft- is the frequency of the information symbols. At the output of the logical element OR 21, the sync pulses, also corresponding to the appearance of level 1, have the following frequency — fc (Fig. 4), and at the output of the OR element 26 - the frequency fs 4fi 2fc (Fig. 4k). The sync pulses thus regenerated are fed to the control inputs of the corresponding blocks of the Coherent Receiver circuit (Fig. 1). The delay blocks 22 and 23 serve to match the arrival times of the clock pulses with the propagation time of the digital samples of the processed signal.
В стробируемых накопител х и8 действительные компоненты результатов перемножени входного сигнала и опорных колебаний (фиг. 46, г), поступающие со вторых выходов перемножителей 3 и 4, накапливаютс за врем , равное длительности передаваемых символов информации , иначе, периоду следовани управл ющих импульсов сброса (фиг. 4и). Буферные регистры 9 и 14 служат дл хранени накопленных отсчетов сигналов.в промежутках времени между импульсами сброса, обнул ющими стробируемые накопители 7 и 8.:In gated accumulators u8, the actual components of the results of multiplying the input signal and the reference oscillations (Fig. 46, d), coming from the second outputs of multipliers 3 and 4, accumulate over a time equal to the duration of the transmitted information symbols, otherwise, the follow-up period of the control reset pulses ( Fig. 4i). Buffer registers 9 and 14 serve to store the accumulated samples of signals. In the time interval between the reset pulses that zero the gated drives 7 and 8.:
Комбинационные сумматоры 10, 11 и 17, мультиплексор 16, регистр 18, сумматор 12 по модулю два и Д-триггер 24 реализуют оптимальный трехсимвольный алгоритм обработки принимаемого сигнала , обеспечивающий минимальную ошибку демодул ции информационного символа. При этом регистр 18 и Д-триггер 24 выполн ют функцию блоков задержки на длительность одного символа, функцию порогового устройства выполн ет комбинационный сумматор 11, выходом которого вл етс выход его знакового (старшего) разр да, а сумматор 12 по Модулю два служит перемножителем цифровых бинарных сигналов. Оценка текущего передаваемого символа информации формируетс уже на выходе сумматора 12, но ее точна временна прив зка к последовательности синхроимпульсов символьной частоты fc осуществл етс в Д-триггере 13, выход которого вл етс выходом когерентного приемника. Работа описанных блоков иллюстрируетс на фиг. 4 и 5: временные диаграммы д, е, ж, м-т.The combinational adders 10, 11 and 17, multiplexer 16, register 18, adder 12 modulo two and D-flip-flop 24 implement an optimal three-character algorithm for processing the received signal, which provides the minimum demodulation error of the information symbol. In this case, the register 18 and the D-flip-flop 24 perform the function of blocks of delay for the duration of one character, the function of the threshold device is performed by the combinational adder 11, the output of which is the output of its sign (senior) bit, and the Modulator Two adder serves as a multiplier of digital binary signals. Evaluation of the current transmitted information symbol is formed already at the output of adder 12, but its precise temporal reference to the sequence of clock pulses of the symbol frequency fc is performed in a D-flip-flop 13, the output of which is the output of the coherent receiver. The operation of the blocks described is illustrated in FIG. 4 and 5: time diagrams d, e, f, m-t.
С выхода тактового генератора 2 тактовые импульсы с частотой следовани , равной частоте дискретизации тд, поступают на второй вход блока 1 АЦКП, на третьи входыFrom the output of the clock generator 2, the clock pulses with a following frequency equal to the sampling frequency td are sent to the second input of the 1 ACC block, to the third inputs
стробируемых накопителей 7 и 8, на четвертые входы блоков.5 и 6 ФАПЧ и на второй вход накопительного сумматора 20, что необходимо дл обеспечени их функционировани .gated drives 7 and 8, to the fourth inputs of blocks 5 and 6 of the PLL and to the second input of the cumulative adder 20, which is necessary to ensure their functioning.
Процесс демодул ции символов информации иллюстрируетс временными диаграммами , изображенными на фиг, 4 и 5, где показано полное исключение (в отличие от прототипа) эффекта обратной работы. Перескоки фазы опорных колебаний на п происход т при работе когерентного приемника под воздействием шумовых (помеховых) выбросов , по вление которых имеет малую, но, тем не менее, конечную веро тность.The process of demodulating information symbols is illustrated by the time diagrams shown in FIGS. 4 and 5, which shows the complete exclusion (as opposed to the prototype) of the effect of feedback. The phase jumps of the reference oscillations on p occur during the operation of a coherent receiver under the influence of noise (disturbance) spikes, the appearance of which has a small, but, nevertheless, finite probability.
Фазова неопределенность восстановлени опорных колебаний приводит к такой же неопределенности знака какой-либо из действительных компонент (фиг, 46, в) результатов комплексного перемножени The phase uncertainty of the restoration of the reference oscillations leads to the same uncertainty of the sign of any of the real components (Fig. 46, c) of the results of the complex multiplication
входного сигнала на опорные колебани . На временных диаграммах фиг. 4 и.5 пунктирными лини ми изображен процесс демодул ции при перескоке фазы опорного колебани (дл примера в блоке 5 ФАПЧ,input signal to the reference oscillations. In the timing diagrams of FIG. 4 and 5 the dashed lines show the process of demodulation during the jump phase of the reference oscillation (for example, in block 5 of the PLL,
фиг. 1). Помимо инверсии соответствующей действительной компоненты (фиг. 46, д) в соответствии с изменившимс управл ющим кодом, поступающим в.третьего выхода блока 5 ФАПЧ на первый вход комбинационного сумматора 19, изменитс и фаза последовательности синхроимпульсов с полусимвольной частотой (фиг. 4а), что приведет к инверсии (сдвигу фазы) синхросигнала (фиг. 4к); управл ющего работойFIG. one). In addition to the inversion of the corresponding valid component (Fig. 46, e), in accordance with the changed control code that enters the third output of the PLL unit 5 at the first input of the combination adder 19, the phase of the sync pulse sequence with the half-symbol frequency (Fig. 4a) will also change, will lead to inversion (phase shift) of the sync signal (Fig. 4k); work manager
преобразовател кода 15 и мультиплексора 16. Дальнейший процесс демодул ции показан пунктирными лини ми на последующих диаграммах фигур 4 и 5. В итоге последовательность демодулированных информационных символов будет такой же, как и при отсутствии фазового перескока опорного колебани . Таким образом, в отличие от прототипа, реализованный оптимальный (Трехсимвольный) алгоритмcode converter 15 and multiplexer 16. The further demodulation process is shown by dotted lines in the following diagrams of figures 4 and 5. As a result, the sequence of demodulated information symbols will be the same as in the absence of a phase jump of the reference oscillation. Thus, unlike the prototype, the implemented optimal (Three-character) algorithm
демодул ции инвариантен к фазовой неопределенности восстанавливаемых опорных колебаний, т.е. он полностью исключает эффект обратной работы при демодул ции информационных символов. Тем самымdemodulation is invariant to the phase uncertainty of the recovered reference oscillations, i.e. it completely eliminates the inverse effect of demodulating information symbols. Thereby
существенно повышаетс достоверность приема дискретной информации.The reliability of receiving discrete information is significantly improved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904824919A SU1716615A1 (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Coherent receiver of frequency-shift radio signals with continuous phase |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904824919A SU1716615A1 (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Coherent receiver of frequency-shift radio signals with continuous phase |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1716615A1 true SU1716615A1 (en) | 1992-02-28 |
Family
ID=21514039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904824919A SU1716615A1 (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Coherent receiver of frequency-shift radio signals with continuous phase |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1716615A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522692C1 (en) * | 2012-11-12 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Radio receiver with autocorrelation separation of frequency-shift keyed continuous-phase signal transmissions |
-
1990
- 1990-05-11 SU SU904824919A patent/SU1716615A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Дж.Спилкер. Цифрова спутникова св зь. Пер. с англ./Под ред. Маркова М.г Св зь, 1979, с.2.92. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522692C1 (en) * | 2012-11-12 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Radio receiver with autocorrelation separation of frequency-shift keyed continuous-phase signal transmissions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3571712A (en) | Digital fsk/psk detector | |
US4039749A (en) | Spread spectrum demodulator | |
US3305636A (en) | Phase-shift data transmission system having a pseudo-noise sync code modulated with the data in a single channel | |
US4189622A (en) | Data communication system and bit-timing circuit | |
US4243941A (en) | Digital signal receiver having a dual bandwidth tracking loop | |
GB2295071A (en) | Coherent phase-shift keying detector | |
US3916313A (en) | PSK-FSK spread spectrum modulation/demodulation | |
US4215239A (en) | Apparatus for the acquisition of a carrier frequency and symbol timing lock | |
JPS62222745A (en) | Demodulator | |
JPS61237542A (en) | Digital signal detector | |
US3654492A (en) | Code communication frame synchronization system | |
EP0165941A1 (en) | A phase shift keying and phase modulation transmission system | |
RU2099892C1 (en) | Method and device for relative phase modulated signal demodulation | |
US5056055A (en) | Coherent surface acoustic wave unique word detector | |
US5347228A (en) | BPSK demodulator using compound phase-locked loop | |
SU1716615A1 (en) | Coherent receiver of frequency-shift radio signals with continuous phase | |
EP0162505B1 (en) | Arrangement for generating a clock signal | |
RU2099893C1 (en) | Relative-phase-modulation correlating signal receiver | |
US5142287A (en) | Technique for demodulating and decoding mls dpsk transmissions using a digital signal processor | |
RU2248097C2 (en) | Method for transmitting information | |
US4760344A (en) | Phase shift keying signal demodulation method and apparatus | |
CN108712190A (en) | Multicarrier tracking and tracks of device | |
RU2460224C1 (en) | Differential phase-shift keyed signal demodulator | |
RU2383991C2 (en) | Digital phase-locked loop system (versions) | |
RU92272U1 (en) | DIGITAL SIGNAL TRANSMISSION SYSTEM |