Устройство для приема двоичных сигналов

, ъ инстит Под ред.М.: Сов,ОИНЫХ техник н може ии лрсных Вышени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Основы радиоуправленияВ.А.Вейтеля и В.Н,Типугина.радио, 1973, с, 213, рис. 4 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМАСИГНАЛОВ(57) Изобретение относитсяпередачи и приема информацинайти применение нри лостроемников с подавлением внепопомех. Цель изобретения - п помехоустойчивости при наличии внеполосных помех. Устр-во содержит перемножители 1, 3, интеграторы 2, 4, блок синхронизации, формирователь 6 опорных сигналов, блок 7 вычитания, решающий блок 8, фильтр 9 нижних частот. Для достижения цели в устр-во введены шесть сумматоров 10, 13, 15, 17, 19, 22, четыре блока нелинейной обработки 11, 16, 20, 23, два блока задержки 12, 21 и два инвертора 14, 18, Изобретение обеспечивает высокую помехоустойчивость посимвольного приема за счет обработки принимаемых двоичных сигналов с учетом межсимвольной интерференции,с 1 ил.= - 1) Р(Б )х Изобретение относится к технике передачи и приема информации и может быть использовано при построении приемников с подавлением внеполосных помех.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при наличии вненолосных помех.На чертеже нривецена структурная схема устройства для приема двоичных сигналов.Устройство содержит первый пере- множитель 1, первьй интегратор 2, второй перемножитель 3, второй интегратор 4, блок 5 синхронизации, формирователь 6 опорных сигналов, блок 7 вычитания, решающий блок 8, фильтр 9 нижних частот, первый сумматор 10, первый блок 11 нелинейной обработки, первый блок 12 задержки, второй сумматор 13, первый инвертор 14, третий сумматор 15, второй блок 16 нелинейной обработки, четвертый сумматор 17, второй инвертор 18, пя гый сумматор 19, третий блок 20 нелинейной обработки, второй блок 21 задержки, шестой сумматор 22 и четвертый блок 23 нелинейной обработки. Устройство для приема двоичных сигналов работает следующим образом.Передача двоичной информации осуществляется с номощьн противоположных сигналов Б; (с), х = 1, 2, длительность которых равна"Т. Номер сигнала определяется знаком информационного символа (-1, +1). Передаваемые символы считывыотся статистически незацисииымн и равновероятными.Длительность импульсного отклика фильтра нижних частот ("обеливающий" фильтр) не превышает длительности одного информационного символа Т.Проходя черезобеливающий" фильтр, информационные сигналы растягиваются во времени, что приводит к появлению межсимвольной интерференции. При ограничении импульсного отклика времеСистема (1) определяет алгоритмпостроения оптимального приемника ни Т интерферируют только соседние сигналы 5, (с) и Б (с+Т) . Таким образом, при подаче на фильтр смеси небелого (окрашенного) шума и информационных сигналов Б, (с) на его выходе присутствует смесь белого шума и сигналов, искаженных межсимвольной интерференцией. Поскольку интерферируют только два соседних информационных символа Б, (с), то число1различных сигналов на выходе фильтра 2 = 4. Вид сигнала на выходе фильтра зависит от пары соседних информационных символов Б (с) или, что то же самое, от информационного перехода (1-ф 1, -1- 1 и т.д.).Сигналы на выходе фильтра соответствуют н сесозможным сообщениям, отличающимся одним (К-м) информационным символом.Если К-й информационный сигнал имел значение "+1"("-1"), то предшествующие ему сигналы на выходе фильтра - Б, (с) и Б(с) (Б 4(с) и Б (с), а последующие - Б,(с) и Б 4(с) (Б (с) и Б(с, т,е, вероятность того, что на К-м интервале времени передав алась "+1", р авн а сумме произ ведений вероятности того, что предыдущий символ соответствовал "+1", на вероятность наличия сигнала Б,(с) и вероятности того, что предыдущий символ соответствовал "-1", на вероятность наличия сигнала Б (с), умноженной на вероятность наличия на посдедующем тактовом интервале сигналов Б, (с) и Б 4 (с) . Аналогично для "-1" вероятность того, что передавалась "-1", равна сумме произведений того, что предшествующий символ был "+1", на вероятность наличия сигнала Б 4(с) и вероятности, что предшеству-, ющий символ был "-1", на вероятностьналичия сигнала Бз(с), умноженной на:, вероятность наличия на последующем такте работы сигналов Б(с) и Бз(с) .Это позволяет записать следующую систему: двоичных сигналов при наличии внепопосных помех и "обепивающего фипьт 3 14068ра. Для упрощения технической реализации приемника система (1) логарифмируется.Входной сигнал устройства 1(г)Б . (с) + п(с) + (с) представляетю 5собой аддитивную смесь информационныхпротивоположных сигналов Б, (с), 1.1, 2, длительность которых равна Т,белого шума п(с) и внеполосной помехи (с). Форма передаточной характеристики фильтра 9 нижних частот такова, что спектральная плотность мощности смеси шума и помехи на выходефильтра 9 равномерна. Информационные 15сигналы, прошедшие через фильтр 9 нижних частот, изменяют свою форму ирастягиваются по длительности, Видсигнала г (с) на выходе фильтра 9нижних частот определяется сверткой 20сигнала Б (с) и импульсного откликафильтра с),Длительность сигналов т,(с) равнаТ + Т, если Т - длительность импульсйого отклйка фильтра 9. При воздействии на фильтр 9 последовательнос+ти сигналов Б, (с) выходной сигнал1представляет собой суперпозицию сигналов г,(с). Опорные сигналы Б(с)и Б 0 о (с), поступающие на вторые входы ЗОонперемножителей 1 и 3 с первого и второго выходов формирователя 6 опорныхсигналов, имеют длительность, равнуюТ, и синхронизованы с началом откликафильтра 9 нижних частот на входной35сигнал Б,(с). Форма опорных сигналовопределяется формой отклика фильтра 9нижних частот на воздействие сигналов Б,(г) . Если длительность Т импульсногоотклика фильтра 9 я(с) не превышаетдлительности Т входных сигналов, токорреляторы, образованные перемножителями 1 и 3 и интеграторами 2 и 4,обеспечивают вычисление взаимной корреляции сигналов с выхода фильтра 9нижних частот и опорных сигналов. Приэтом условии последовательности информационных сигналов Б; (с),1, 2, превращается на выходе фильтра 9 нижних частот в последовательность сигналов.Б (с), 1 = 1, 2, 3,4, причем форма этих сигналов соответствует форме опорных сигналов,Сигналы Б(с) образуются в результате интерференции в фильтре 9.нижних частот соседних по временивходных информационных сигналов. 12 В схеме предлагаемого устройствана выходах интеграторов 2 и 4 и инверторов 14 и 18 вычисляются величины, пропорциональные соответственнологарифму вероятности сигнала Б,(г) .Для учета различной энергии сигналовБ;(с) на сумматоры 19 и 22 с четвертого выхода формирователя 6 опорныхсигналов поступает сигнал Ь , равныйразности энергий сигналовБ,(с) и Б (с) (Б,(с) и Б(с.1(аждый из блоков 11, 16, 20 и 23нелинейной обработки вычисляет величину И в соответствии с формулойЮ = 1 п ехр (Х ) + ехр (2 (1), 1 с, 1 = 1,2, 3, 4, где 2;(1 = 1, 2, 3, 4)сигналы на выходах сумматоров 10, 15,19 и 22.В блоках 11 и 20 нелинейной обработки вычисляются логарифмы от суммывероятностей того что принимаемыесигналы Б, (с) и Б (с), а также Б (с)и Б(г) соответственно,На выходах блоков 11 и 20 получают величины, равные логарифмам вероятностей того, что передавались сигналы "+1" и "-1" соответственно. Приоптимальной обработке принимаемыхсигналов необходимо знать вероятностиналичия сигналов на последующем такте работы. Логарифмы вероятностей того, что принимаются сигналы Б (с) иБ 9(с), а также Б,(с) и Б(с), соответственно вычисляются в блоках 16и 23 нелинейной обработки, а затем,в "соответствии с (1) с учетом логарифмирования суммируются с логарифмами вероятностей, полученными напредыдущем такте работы, значениякоторых поступают задержанными наТ с выходов блоков 12 и 21 задержки.После суммирования в сумматорах 13и 17 на выходах последних формируются величины 1, и 7 , равные логарифмам апостериорных вероятностей,того, что передавались "+1" и "-1"соответственно,Решение выносится в соответствии сБ =1 п Р(1) - 1 п Р(0)05 =-Поскольку величины И и Ц,равны логарифмам вероятностей того,что предыдущие сигналы были "+1" и"-1" соответственно, то, задержанные на время Т, они будут являтьсяаприорными вероятностями наличиясигналов Б,(с) и Б(с), а также Я (С)формула изобретения Составитель И. КотиковТехред М,Дидык Корректор А.Обручар Редактор А.Огар Заказ 3209/55 Тираж ббО Подписное В 1 ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, й/5Производственно-полигряфическое предприятие,. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 1 сОбЯ и Б(с) на последующем такте работы соответственно. Положительный (отрицательный) знак разности Ч - Ч, определяемый с помощью блока 7 вычитания и решающего блока 8, соответ 5 ствует случаю, когда апостериорная вероятность сигнала Б, (е) больше (меньше) апостериорной вероятности сигнала Я(с).1 О Устройство для приема двоичных ,сигналов, содержащее последовательно соединенные первый перемножитель и первый интегратор, последовательно соединенные второй перемножитель и второй интегратор, последовательно соединенные блок синхронизации и формирователь опорного сигнала, последовательно соединенные блок вычитания и решающий блок, а также фильтр нижних частот выход которого подУключен к первым входам первого и вто б , рого перемножителей и к входу блока , синхронизации, первый и второй выходы формирователя опорного сигнала соединены с вторыми входами соответственно первого и Второго перемножителей о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при наличии внеполосных помех, в него введены последовательно соединенные первый сумматор, первый блок35 нелинейной обработки, первыи блок за-держки и второй сумматор, последовательно соединенные первый инвертор, третий сумматор, второй блок нелинейной обработки и четвертый сумматор последовательно соединенные второй инвертор, пятый сумматор, третийблок нелинейной обработки и второйблок задержки, а также шестой сумматор и четвертый блок нелинейной обработки, причем третий выход формирователя опорных сигналов подключенк вторым входам первого и второгоинтеграторов, а четвертый его выходсоединен с первым входом шестогосумматора и с вторым входом пятогосумматора, выход первого интегратораподключен к первому входу первогосумматора и к входу первого инвертора, выход второго интегратора соединен с вторым входом шестого сумматора и с входом второго инвертора,выход первого сумматора подключенк первому входу четвертого блока нелинейной обработки, выход шестогосумматора соединен с вторыми входамипервого и второго блоков нелинейнойобработки, выход третьего сумматораподключен к второму входу третьегоблока нелинейной обработки, выход пятого сумматора соединен с вторымвходом четвертого блока нелинейнойобработки, выход которого подключенк второму входу второго сумматора,выход первого блока задержки соединен с вторым входом первого сумматора и с третьим входом пятого сумматора, выход второго блока задержки подключен к вторым входам третьего ичетвертого сумматоров и к третьемувходу шестого сумматора, а выходывторого и четвертого сумматоров соединены с соответствующими входамиблока вычитания.