Демодулятор фазоманипулированных сигналов

(54) ДЕМОДУЛЯТОР ФАЗВАННЪХ СИГНАЛОВ(57) Демодулятор содержит два разовы тектора 1, 2, два фильтра 3, 4 нижних ча три решающих блока 5, 6, 11, фаэовр тель 8, блок 7 восстановления колеб несущей частоты, сумматор 9, аттеню 10, элемент ИСКЛОЧА 0 ЩЕЕ ИЛИ 12, с чик 13. 1-3-5-12-13, 1-9-11-12, 7-8-2-4-, 4 ил. ОМАНИПУЛИ тел ьск а х ме р о нко и емы передачи ие для вузов/ о и связь, 1990,ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР,1826139 А х детот ащания втор чет- -9. 1Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аппаратуре систем связи с фазовой манипуляцией (ФМ)Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспече ния оценки количества ошибок в принимаемой информации.На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого демодулятора, 10Демодулятор содержит первый 1 и второй 2 фазовые детекторы, первый 3 и второй 4 фильтры нижних частот, первый 5 и второй 6 решающие блоки, блок 7 восстановления колебания несущей частоты, фазовращатель 8, сумматор 9, аттенюатор 10, третий решающий блок 11, элемент ИСКЛЮЧАЮ-. ЩЕЕ ИЛИ 12, счетчик 13,Демодулятор работает следующим образом, 20На вход демодулятора поступает аддитивная смесь ФМ-сигнала с белым Гауссовым шумом, которая имеет вид2( 25ех = ъ 7 АСоз(0) от+ )+.+ М(т)Соз( воо+ 0(т, (1) где А - среднеквадратическое значение сигнала;ш о - несущая частота сигнала; 30М - число позиций фазовой манипуляции;к- целое число из множества (1,2 М), выбираемое в соответствии с передаваемым символом сообщения; 35Ч(т)СОЗ( ВЛ+ О(т = П 1 СОЗ В оО++ П 25 П ГХ) от ГаУСОВслучайный процесс с односторонней спектральной плотностью мощности йо.Блок 7 восстановления колебания несу щей частоты формирует на своем выходе сигнал, когерентный входному ФМ сигналу. Фазовращатель 8 сдвигает на 90 опорного сигнала и на вторых входах фазовых детекторов 1 и 2 присутствуют ортогональные 4 сигналы, имеющие вид5 оо 1 = 2 СОЗ И от;Зоп 2 =23 и и о 150После умножения входного сигнала (1) 50 на опорные колебания (2) в соответствующих фазовых детекторах 1 и 2, а также после фильтрации полученных сигналов в фильтрах 3 и 4, имеющих полосу пропускания В/ получаем следующие сигналы:27 гКЬ =- /2 АСоз- - п 1М(3) Сигналы Яь Зо поступают в решающие блоки 5 и 6, где принимается решение о переданном символе сообщения.С выходов решающих блоков 5 и 6 демодулированные сигналы поступают на выход устройства для дальнейшей обработки.Вероятность ошибки Ре в символах на выходах решающих блоков 5 и 6 определяется в соответствии со следующим выражениемРе = 2(1- его /й 5 и р Ц, (4)1 7 ггде его(х) = - / - 3 е Ф;х 2о АВ =- отношение сигнал/шум,чо 1 фАттенюатор 10 имеет коэффициент передачи К, который может быть выбран в интервале от нуля до единицы. Следовательно, сигнал на выходе сумматора 9 может быть представлен в виде А Сов( +2 ггпу З, = 2(1+К)+ агс 19 К) + п 1+ Кп 2 (6)Сигнал 5, поступает на вход решающего блока 11,Поскольку функция решающего блока11 состоит в определении знака сигнала наего входе в отсчетные (тактовые) моментывремени, то дополнительный амплитудныймножитель /1 .не оказывает влиянияна его работу.Вместе с тем, полезный сигнал в выражении (6) приобрел фазовый сдвиг агст 9 К,приводящий к ухудшению вероятностиошибки в символе на выходе решающегоблока 11. При этом следует подчеркнуть, чтоэто ухудшение зависит только от К,Исходя из вышеизложенного, можно записать выражение для вероятности ошибкив символе на выходе решающего блока 11 вследующем виде:Ре = (1-его 1 ф 5 п( у1 - ,. 7 г2Р)Величину К необходимо выбрать такой,чтобы при фиксированном отношении сиг-/ д гст 9 К/)1) Я = 5 + КЯо = /2 АСоз2 л 1 -1/2 КА.и . + п 1+ Кп 2 (5)2 лМВыполняя несложные тригонометрические четкие преобразования, получим следующее вы ражение182 б 139 Составитель Н.ЛазареваТехред М.Моргентал Корректор М.Куль Редактор Заказ 2322 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Ра шская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 нал/шум В значение вероятности ошибки Ре на выходе решающего блока 11 на 2-3 порядка больше, чем на выходе решающего блока 5,Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 5 производит сравнение импульсных сигналов с выходов решающих блоков 5 и 11, при этом в случае совпадения этих сигналов формируется сигнал низкого логического уровня, а в случае несовпадения - 10 высокого. Поскольку вероятность ошибки на выходе решающего блока 11 на несколько порядков превышает вероятность ошибки на 15 выходе решающего блока 5, то на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 можно пренебречь импульсами ошибок, возникающих в решающем блоке 5, Следовательно, сигнал с выхода решающего блока 5 в дан ном случае можно считать идеальным, т,е. не содержащим ошибки. В данном предположении импульсная последовательность на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 представляет собой последовательность 25 ошибок с выхода решающего блока 11. Сигнал ошибок с выхода блока 12 поступает на вход счетчика импульсов 13, в котором осуществляется подсчет количества 30 ошибочно принятых символов в решающем блоке 11. Формула изобретения Демодулятор фазоманипулированных сигналов, содержащий первый и второй фазовые детекторы, первые входы которых соединены и являются входом демодулятора, а их выходы соответственно через первый и второй фильтры нижних частот соединены с входами первого и второго решающих блоков, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами демодулятора, блок восстановления колебания несущей частоты. выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора и через фазовращатель с вторым входом второго фазового детектора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения оценки количества ошибок в принимаемой информации, введены сумматор, аттенюатор, третий решающих блок, элемент И СКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛИ и счетчик, и ричем выход первого фильтра нижних частот соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом аттенюатора, вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, выход сумматора через третий решающий блок соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого решающего блока, а его выход соединен с входом счетчика,