Автокорреляционный демодулятор сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 25869 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬ А(56) Окунев Ю.Б.ной модуляции.ф 088.8) Теория фазоразност М.: Связь, 1979,рис.4.3. 1 Й ДЕМОДУЛЯТОР ТНОИ МОДУЛЯЦИЕ к радиоовьппение содержит олосовой перемнонтеграления ли 8 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относитсясвязи. Цель изобретения - ппомехоустойчивости. Устр-.вогетеродин 1, смеситель 2, ифильтр 3, блок задержки 4,жители 5, 10, 15, 17 и 21,торы 6, 12 и 18, блоки вычиБВ) 7 и 23 знака, выпрямит 11, фазовращатель 9, БВ 13 косинуса,коммутаторы 14 и 20, сумматор 16,БВ 19 синуса и вычитатель 22. В устрве производятся точное измерение модулей синуса и косинуса разностейфаз между соседними посылками, поворот фазы задержанного на длительность посылки сигнала и собственноавтокорреляционный прием, т.е. вычисление знака косинуса разности фазтекущей посылки и сигнала предыдущейпосылки, повернутого по фазе на уголВ случае компенсации фазовогосдвига 3 Ч сигналы соседних посылокм,б. либо синфазными, либо противоположными в зависимости от передаваемого информационного символа, При этомреализуется максимально возможная приавтокорреляционном приеме помехоус"тойчивость. 2 ил,где 1. - целое число;ь 4 - номинальная частота. сигнала 45на выходе фильтра 3;Рг - тактовая частота.В этом случае при отсутствии манипуляции разность фаз двух соседних посылок составляет Г /4. Соответствующие сигнальные векторы изображены на фиг.2 а, соответствующие сигналы на двух соседних посылках на Фиг.2 б. В случае, когда информационные параметры соседних посылок разные, один 55из векторов, например, х имеет противоположную фазу (фиг.2 в). В результате нестабильности генераторов и гетеродинов, входящих в состав канала Изобретение относится к техникерадиосвязи и может найти применение .при построении радиорелейных системпередачи а также систем радиосвязис подвижными объектами,Цель изобретения вповышение помехоустойчивости,На Фиг.1 изображена структурнаяэлектрическая схема автокорреляционного демодулятора сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка; на фиг,2 " векторные диаграммысигналов.Автокорреляционный демодулятор 15сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка. содержит гетеродин 1, смеситель 2, полосовой фильтр3, блок 4 задержки, первый перемножитель 5, первый интегратор 6, пералый блок 7 вычисления знака, первыйвыпрямитель 8, фазовращатель 9, второй перемножитель 10, второй выпряь 1 итель 11, второй интегратор 12, блок13 вычисления косинуса, первый коммутатор 14, третий перемножитель 15,сумматор 16, четвертый перемножитель17, третий интегратор 18, блок 19вычисления синуса, второй коммутатор20,пятый перемножитель 21,вычитатель 3022 и второй блок 23 вычисления знака.Автокорреляционный демодуляторсигналов с фаэоразностной модуляцией первого порядка работает следующим образом. . 35Номинальная частота гетеродина 1выбирается таким образом, что номинальная частота несущего колебанияна выходе фильтра 3 удовлетворяетсоотношению связиугол между векторами соседних посылок может отличаться от изображенного (Фиг.2 а и в), Однако, если нестабильности таковы, что разность Фаз между векторами (Фиг,2 а) лежит в прв)делах О - Л /2, то косинус и синус угла д не меняют своего знака, Таким образом, если с достаточной точностью измерить синус и косинус углаФ , то можно осуществить поворот Фазы вектора х, таким образом, что в случае Фиг.2 а он совпадал по фазе с вектором х, , и ему противоположен в случае Фиг,2 в, В этом случае компенсируется Фазовый сдвиг ЛТ и сигналы соседних посылок могут быть либо синфазными, либо противоположными в зависимости от передаваемого информационного символа. При этомре" ализуется максимально возможная при автокорреляционном гркеме помехоустойчивость.Таким образом, в предлагаемом демодуляторе производится точное измерение модулей синуса и косинуса разностей фаз между соседними посылками, поворот Фазы задержанного на длительность посылки сигнала и собственно автокорреляционный прием, т.е, вычисление знака косинуса разности Фаэ текущей посылки и сигнала предыдущей 1 посылки, повернутого пофазе науголу,Измерение косинуса разности Фаз соседних посылок осуществляется с помощью интегратора б, на вход которого поступает выпрямленный в выпрямителе 8 сигнал с выхода перемножителя 5, На выходе последнего формируется произведение сигналов на входе и выходе блока 4 задержки на один тактовый ичтервал, Указанная операция имеет следующий математический вид:исаа а а= а 1 х, а) х, Йа,агде й - время интегрирования.Поскольку соя 4 может иметь различный знак в зависимости от передаваемой информации, то измерить можно только его модуль, так как он неизменен во времени (Фиг,2 а,в), Увеличением времени интегрирования интегратора 6 можно сколь угодно повысить точность измерения угла д (Фига 2 а,в) и избавиться таким образом от влияния на его измерение адцитивньх шумов, Синус угла а 1 вычисляется в50 3 14258блоке 19 по известной тригонаметрической формулеэ 1 п х= 11-саэ х.При больших шумах и близости углайЧ к значению а /2 точность измерения 5косинуса падает, так как при этом увеличивается вероятность того, что онприобретет отрицательный знак(фиг,2 а), а интегратор 6 вычисляетсреднее значение косинуса. В этом слу 10чае основой для определения косинусаи синуса йУ является измеритель синуса, который построен аналогичным образом с помощью интегратора 12. Пас 15ледний вычисляет синус угла ЙЧблагадаря тому, чта введен фазовращатель9 сигнала х , на угол и /2, Косинусугла в 9 вычисляется в блоке 13, аналогичном блоку 19, На входах коммута 20тора 14 имеются два значения косинуса угла Л Ч - непосредственно измеренный в интеграторе 6 и вычисленныйв блоке 13 на основе измерения синусаинтегратором 12, Аналогичные значениясинусов угла 4 , полученные разньлипутями, поступают на входы коммутатора 20. Оба коммутатора могут бытьскаммутираваны таким образом, что наих выходах формируются соответственно значения косинуса и синуса, полученные от одного и того же интегратора (интегратора 6 или 12), Большуюточность дает тот интегратор, на выходе которого это значение больше,так как при этом вероятность перехода соответствующей тригонометрической функции в область отрицательныхзначений меньше и является пренебрежимо малой в:большинстве практических40случаев (фиг.2 а,в).Поэтому в вычитателе 22 и в блоке 23 вычисления знака определяется, какой из интеграторов 6 и 12 Формирует больший уровень, а сигнал с выхода блока 23 управляет.коммутаторами 14 и 20 такимобразам, чтобы на их выходах форькравались значения косинуса и синуса,измеренные с помощью интегратора сбольшим уровнем,694Фазовый сдвиг сигнала на выходе блока 4 задержки осуществляется с помощью двух перемнажителей 5 и 21 и сумматора 16, Принцип осуществления фазового сдвига поясняется векторной диаграммой (фиг.2 г). Вектор х, соответствует сигналу на выходе блока 4 задержки, вектор х., соответствует сигналу на выходе фазовращателя 9, а вектор х соответствует искомому вектору, представляющему собой вектор х гаверпутый на угол 4,Как видна из диаграммы (фиг.2 г), вектор х, равен векторной сумме векторов хи х; . умноженных соответственно на синус и косинус угла 4 Ч Таким образом, на выходе сумматора 16 всегда образуется сигнал, равный сигналу на выходе блока 4 задержки, но повернутый на угол ЙЧНа входах перемножителя 17 образуются синфазные либо противоположные сигналы в зависимости от передаваемого символа (без учета аддитивных шумов). Последующее интегрирование за время одной посылки в интеграторе 18 и определение знака этого интеграла в блоке 7 обеспечивает максимально помехоустойчивый прием для автокорреляционных демодуляторов с однократной фазоразностной модуляцией первого порядка для любого ь 1 в пределах 0 - л /2.Указанный допустимый диапазон значений 4 Ч определяет допустимую суммарную нестабильность генераторов относительна определенной номинальной частоты 1), Как следует иэ (1), а также из фиг,2, допустимые значенияпри которых не происходит ухудшения помехоустойчивости, удовлетво-ряют соотношению 2 л Р ю Р- цо -1 с 2 Я. Р - -- - ф -(2)Как видно нз (2), относительная допустимая нестабильность увеличивается с уменьшением 1 с. Формула изобретенияТаким образом, получены точные значения синуса и косинуса угла 6 У причем точность увеличивается с увеличением времени интегрирования в интеграторах 6 и 12. Имея эти значения, можно осуществить фазовый сдвиг сигнала с выхода блока 4 задержки на угол й Лвтокарреляцианный демодуляторсигналов с фаэараэностнай модуляциейпервого порядка, содержащий паследовательна соединенные гетерадин, смеситель, паласовой фильтр, блок задержки и первый перемножитель, а также первый интегратор и первый блок вычисления знака причем выход полоЮ 4 М 1 фе-РХд, Составитель И.Котиков Техред М.Ходанич К оманенко тор дактор Н.Бобко Тираж 660 ПВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб каз 478557 писное 4/5 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 5 14258696сового фильтра соединен с вторым вхо- динен с вторыми входами первого и: дом первого перемножителя, второй второго коммутаторов, выход полосовход смесителя является входом авто- вого фильтра подключен к вторым вхокорреляционного демодулятора, а выдам второго и четвертого перемножиход первого блока вычисления знака .телей, выход блока задержки соедиявляется выходом автокорреляционного нен с вторым входом третьего перемнодемодулятора, о т л и ч а ю щ и й - жителя и с входом фазовращателя, выс я тем, что, с целью повьппения по- ход которого подключен к второму вхомехоустойчивости, введены первый вы О ду пятого перемножителя, выход перпрямитель, последовательно соединен- вого интегратора соединен с входом ные фазовращатель, второй перемножи- блока вычисления синуса, с третьим тель, второй выпрямитель, второй ин- входом первого коммутатора и с пертегратор, блок вычисления косинуса, вым входом вычитателя, выход второго первый коммутатор, третий перемножи интегратора подключен к третьему вхотель, сумматор, четвертый перемножи- ду второго коммутатора и к второму тель и третий интегратор, последова- входу вычитателя, выход первого пе- . тельно соединенные блок вычисления ремножителя соединен с входом перво- синуса, второй коммутатор и пятый пе- го выпрямителя, выход которого под-. ремножитель, а также последовательно 20 ключен к входу первого интегратора, соединенные вычитатель и второй блок а выход пятого перемножителя соединен вычисления знака, выход которого сое- с вторым входом сумматора.