Адаптивное устройство разделения неортогональных сигналов двоичной фазовой манипуляции

)5 Н 04 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) СА Е ИЗОБРЕТЕНИ О МУ ЕТЕЛЬСТВУ ВТО(57) Адаптивное устройство содер перемножителей 1 - 5, 19, 20, три 6-8 нижних частот, два управляем теля-ограничителя 9, 10, четыре щих блока 11, 12, 15, 16, два ре устройства 13, 14, два полосовых 17, 18, два ограничителя 21, 22 13, 11 - 21 - 4 - 17 - 3 - 8-9 - 12 - 22 - 5 - 1 20 - 15 - 4, 21 - 19 - 16 - 5, 2 - 7 - 12 - 14 18 - 2, 17 - 1, 17 - 19, 6 - 9, 8 - 10 - 11 1 Ф 1Д.Л,Бураченко, С.М,Плот- овский и В,О,Рашич детельство СССР 427/22, 1987.Е УСТРОЙСТВО РАЗДЕОНАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ . ОВОЙ МАНИПУЛЯЦИИ(54) АДАПТИВНОЛЕНИЯ НЕОРТОГДВОИЧНОЙ ФАЗ жит семь фильтра ых усили- вычитаюшающих фильтра 1 - 6 - 11 - 8 - 3, 22- , 18 - 20, 7 - 10, 2Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоприемным устройствам, применяемым на линиях многоканальной цифровой связи, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. М 1450131.Известно адаптивное устройство разделения неортогональных сигналов двоичной фазовой манипуляции, содержащее(см.фиг, 1): перемножители,1-3, блоки 4, 5 формирования опорных колебаний, фильтры 6-8 нижних частот управляемые усилители-ограничители 9, 10, вычитающие блоки 11, 12, решающие устройства 13, 14.Принцип работы устройства по авт,св. И. 1450131 поясним на примере. Смесь двух взаимно неортогональных сигналов, поступая на вход устройства, разделяется на отдельные сигналы путем деманипулирования их в первом 1 и втором 2 перемножителях опорными колебаниями Я 1(т) и Яг(1) соответственно. Одновременно определяется коэффициент взаимной корреляции сигналов третьим перемйожителем 3 и третьим фильтром нижних частот ФНЧ 8 и, учитывая вес каждого сигнала в разделяемой смеси, при помощи управляемыхусилителей-ограничителей 9, 10 производится компенсация вычитающими блоками 11, 12 продуктов неортогональности в ветвях.Недостатки адаптивного устройства разделения неортогональных сигналов двоичной фазовой манипуляции:отсутствие компенсации взаимного влияния сигналов на входах блоков 4, 5 формирования опорных колебаний, что неизбежно снижает качество, формирования копий несущих колебаний Я 1(т) и Я 2(1);отсутствие процедур снятия информационной манипуляции на входе блоков 4, 5 формирования опорных колебаний, что также неизбежно приводит к ухудшению качества фильтрации Яф) и Я 2по сравнению с достижимым, вследствие того, что полосы вышеуказанных блоков 4, 5 (определяемые скоростями манипуляции сигналов) оказываются широкими.Все перечисленные недостатки ухудшают точность оценки опорных колебаний Я 1(т) и Яг(1) и, следовательно, снижают помехоустойчивость при сильной неортогональности разделяемых сигналов.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости за счет улучшения качества формирования опорных колебаний.Поставленная,цель достигается тем, что в адаптивном устройстве разделения неортогональных сигналов двоичной фазовой манипуляции, Выход первого вычитающего блока соединен с вторым входом первого10 15 20 25 30 40 формирователя опорного колебаний, выход второго вычитающего блока соединен с вторым входом второго формирователя опорных колебаний, третий вход которого соединен с вторым выходом первого формирователя опорных колебаний, третий вход которого соединен с вторым выходом второго формирователя опорных колебаний. При этом каждый формирователь опорных колебаний выполнен в виде последовательно соединенных ограничителя, первого перемножителя, полосового фильтра и второго перемножителя, а.также вычитателя, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, причем первый вход вычитателя является первым входом формирователя опорных колебаний, вторым входом которого является вход ограничителя, выход которого соединен с вторым входом второго перемножителя, выход которого является вторым выходом формирователя опорных колебаний, первым выходом которого является выход полосового фильтра, а третьим входом формирователя опорных колебаний является второй вход вычитателя.Сопоставление с совершенствуемым устройством показывает, что в данном устройстве появились новые блоки, составляющие формирователи опорных колебаний: третий и четвертый вычитающие блоки, четвертый, пятый, шестой и седьмой перемножители, первый и второй полосовые фильтры, первый и второй ограничители, соединенные определенным образом. Следовательно, устройство удовлетворяеткритерию "новизна". Сравнение предлагаемого устройства саналогами показывает, что введенные блоки широко известны. Однако при их введении в указанной взаимосвязи с элементами схемы совершенствуемого устройства они проявляют новые свойства, что приводит к улучшению качества формирования опор 45 ных колебаний Яф) и Яф), а следовательно,и к повышению помехоустойчивости приема некогерентных сигналов с двоичной фазовой манипуляцией. Это позволяет сделать вывод о соответствии данного техническогорешения критерию "существенные отличия",На фиг. 1 представлена структурная схема совершенствуемого адаптивного устройства разделения неортогональных сигналовдвоичной фазовой манипуляции; на фиг. 2 - структурная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит первый 1, второй2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 19, седьмой 20 перемножители, первый 6, вто(4) рой 7 и третий 8 ФНЧ, первый 9 и второй 10управляемые усилители-ограничители, первый 11, второй 12, третий 15 и четвертый 16вычитающие блоки, первое 13 и второе 14решающие устройства, первый 17 и второй18 полосовые фильтры, первый 21 и второй22 ограничители.Адаптивное устройство разделениянеортогональных сигналов двоичной фазовой манипуляции работает следующим образом. Пусть на его входе присутствуетсмесь сигналов и шума вида:. г 1у(т) = ( - 1) Зф) + (-1).Яф) + п(т), (1)где п(т) - БГШ, со спектральной плотностьюмощности йо,ЗФ) =. ЯФ 1 г 1 = О); Яг(с) = Яг(огг = О) -несущие взаимно неортогональные колебания;г 1, гг = О, 1 - двоичные синхронные потактам информационной манипуляции дискретные параметры первого и второго разделяемых сигналов.Первоначально рассмотрим работы совокупности блоков устройства, обеспечивающих формирование оценок Яф) и Яг(1)когерентных колебаний Яф) и Зг(т).Для удобства изложения предположим,Ь лчто "мягкие" оценки г 1 и г 2 дискретных информационных параметров г 1 и гг сигналов(формируемые на выходе ограничителей 21и 22 в виде а 1(-1) "1 и аа(-1) 2, 0 а 1 1,0 а 2 1), имеются, Крометого, предположим, что на выходе второго полосовогофильтра сформирована оценка опорного колебания Ялф). Тогда на выходе седьмого перемножителя 20 присутствует оценка"глсигнала в виде аг(-1) 232(т), Следовательно,на выходе третьего вычитающего блока 15Ф) - а(-1) гя = -1) "31 И++1) 32(1) - аг(-1) 32(с) + п(т) (2 а)В случае достаточно мощного второгосигнала можно положйть ага 1, т,е, 3=+ - 1) г - (-1) 2)32(т) + п(1) (2 б)е (Ь; Ь 1 с = 1, 2, 3.Отсюда следует, что ошибка компенсации второго сигнала на входе тракта формирования оценки Яф) опорного колебанияЯф) первого сигнала определяется в основном ошибкой оценки г 2 дискретного параметра гг второго сигнала -тем меньшей, чембольше его мощность.В четвертом перемножителе 4 осуществляется снятие информационной манипуляции с первого сигнала:л л л"( - 1) 31+ьЯ 2+ и (1) (3)т 6 (ЬЬ 3Здесь также используется предположение аг 1, 32(1) - Яг(т), а также предположение а 1 =1 (справедливое также приусловии п Ртlйо 1), иобозначениеЬЯ 2Ла 1(-1) 1 ЬЗф) = а 1 Г(-1) 2 - (-1) 22 32Необходимо отметить; что при невыпол нении условий 112, 1121 процесс снятия1 2информационной манипуляции в четвертомперемножителе 4 приобретает более "мягкий" характер. Собственно, и при п 1, пг1 "мягкая" деманипуляция также имеет 15 место в канале - ведь в данном устройствеприменяется так называемая текущая обратная связь.Далее в первом полосовом фильтре 17выделяется формируемое опорное колеба ние первого сигнала Яф), которое поступаетна шестой перемножитель 19, в котором нанего накладывается информационная манипуляция; и сигнал видаа 1(-1) "Я ф)25 поступает на инвертирующий вход четвертого вычитающего блока 16,Далее в тракте формирования опорногоколебания второго сигнала, симметричномтакому же тракту первого сигнала, рассмот ренному выше, аналогичным образом формируется опорное колебание второгосигнала 32(1), предположение о существовании которого было выдвинуто в начале рассмотрения.35 Рассмотрим работу всего устройствапри разделении взаимно неортогональныхсигналов (-1) "131(т) и (-1) 232(т).Смесь сигналов (1) деманипулируется впервом 1 и втором 2 перемножителях сфор мированными опорными колебаниями Яф)и 32(т) соответственно. Первый 6 и второй 7полосовые фильтры отфильтровывают отинформационных параметров г 1 и г 2 соответственно первого и второго сигналов по бочные составляющйе, и на их выходеформируется напряжение, пропорциональное соответственно В 1 =(-1) г 1 Р 1+(-1) гя 12+ п 1сигналов и спектральной плотности мощности БГШ;2 Й 12 7 8 ЫЯ 2Й РО 1, п 2 о. 1 - 15 отношение взаимной энергии сигналов к спектральной плотности мощности БГШ;п 1, п 2 - .шумовые случайные составляющие напряжения на выходе первого и второго ФНЧ соответственно; 10р - нормированный к единице коэффициент взаимной корреляции сигналов.Одйовременно опорные колебания разделяемых сигналов перемежаются в третьем перемножителе (3) и интегрируются в третьем ФНЧ с коэффициентом пропорциональности,2(йо. Таким образом, на его выходе формируется напряжение Й 12, которое поступает в управляющие величиной поро-: гов ограйичения входы первого(9) и второго 20 (10) усилителей-ограничителей.Пусть, например, мощность второго сигнала больше мощности первого, т,е. Ьгп 1 . Тогда напряжение на выходе второго усилителя-ограничителя 10,Вмг = В 12819 п(В 2) + п 2 ф =й 12 з 1 дп) Ъг ) + п 2(-1) 812 + п 2 . (5) так как30У( 1) ъг//(-1) "12Поэтому напряжение на выходе первого вйчитающегоблока 11, В 11-. В 1 - Виг=(-1) "Ъ 12+ (-1) гн 12+ + п 2 - (-1) В 12 - п 2=(-1) п 1 + п 1 - п 2,(6) т,е. йроисходит компенсация более сильного сигнала для выделения более слабого. При этом самвторой сигнал, как более сильный, не изменяет своего знака при прохож-, дении через второе вычитающий блок 12, Аналогично проявляется компенсация при П 112.Решающие устройства 13 и 14 принимают решение в зависимости от полярности поступающих на них сигналов в соответст.вии с правилом; описываемым функцией Хе- . висайдаО, х 0 гес 1(х) В 1(х) =1,х 0 т.е, на выходах первого 13 и второго 14 решающих устройств формируются значения соответственно первого и второго сигналов.Таким образом, введение в совершенствуемое устройство по авт,св. Ь 1450131 цепей взаимной компенсации сигналов на входе блоков 4 и 5 формирования опорных колебаний, а также снятие манипуляции на входах этих блоков соответственно приводит к повышению качества фильтрации опорных колебаний Йф) и Яг(1) сигналов, Такое повышение качества фильтрации обусловлено как процедурой взаимной компенсации сигналов, непосредственно происходящей в третьем 15 и четвертом 16 вычитающих блоках, так и процедурой деманийуляции фильтруемых опорных колебаний сигналов, позволяющих предельно. сузить полосы пропускания трактов формирования опорных колебаний сигналов,Формула изобретения Адаптивное устройство разделения неортогональных сигналовдвоичной фазовой манипуляции по авт.св, В 1450131, о тлича ющееСя тем,что, сцельюповышения помехоустойчивости за счет улучшения качества фбрмирования опорных колебаний, выход первого вычитающего блока соедийен с вторым входом первого формирователя опорных колебаний, выход второго вычитающего блока соединен с вторым входом второго формйрователя опорных колебаний, третий вход которого соединен с вторым выходом первого формирователя опорных колебаний, третий вход которбго соедйнен с вторым вйходом второго форМирователя бпорных колебаний, при этом каждый формирователь опорных колебаний выполнен в виде последовательно соединенных ограничителя, первого перемножителя, полосового фильтра и второго перемножителя, а также вычитателя, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, причем первый вход вычитателя является первым входом формирователя опорных колебаний, вторым входом которого является вХод ограничителя, выход которого соединен с вторым входом второго перемножителя, выход которого является вторым выходом формирователя опорных колебаний, первым выходом которого является выход полосового фильтра, а третьим входом формирователя опорных колебаний является второй вход вычитателя.1786682Составитель А. Хохановский Редактор Б. Федотов Техред М.Моргентал Корректор М. Максимиши аказ 258 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина