Приемник фазоманипулированных сигналов с одной боковой полосой

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 11 6(504 Н 04 Ь 27 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИИЖ ЕаИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Передача дистелеграфия. М.: СР1981,оватрвого УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Минский радиотехнический институт(56) Гуров В.С. и др.кретной информации иСвязь, 1974, с, 260,Авторское свидетельство ССВ 1096761, кл. Н 04 Ь 27/22,(54) (57) ПРИЕМНИК ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ С ОДНОЙ БОКОВОЙ ПОЛОСОЙ,содержащий первый фазовый детектор,узкополосный фильтр, полосовой фильтрвыход которого соединен с первымвходом первого преобразователя частоты, выход которого подключен квходу первого дифференцирующего элемента, второй и третий преобразователи частоты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения объемапринимаемой информации, в него введены четвертый преобразователь частоты,. второй дифференцирующий эле.мент, первый и второй усилители, второй фазовый детектор, первый, второй и третий фазовращатели, первый,второй, третий и четвертый суммируюЩие блоки, первый и второй амплитудные ограничители, инвертор, первый,второй и третий сумматоры по модулюдва, первая и вторая линии задержки,первый и второй перемножители, первый и второй фильтры нижних частот,первый и второй интеграторы и делитель частоты на два, выход которогочерез первый фазовращатель соединен с первым входом первого перемножителя и с первым входом первого фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора, вход которого подключен к выходу первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого суммирующего блока, первый вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого соединен с выходом второго суммирующего блока, с входом первого амплитудного ограничителя и с первым входом третьего суммирующего блока выход которого соединен с пер- Эс вым входом второго перемножителя, И выход которого через второй интегратор подключен к первому входу второго фазового детектора, второй вход С которого соединен с вторым входом второго перемножителя, с выходом де- Ясю лителя частоты на два, вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра, вход которого подключен к выходу первого сумматора по модулю два, первый вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, с вторым входом первого пре-обраэователя частоты и с входом второго фазовращателя, выход которого подключен к первому входу второго преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра, с первым входом третьего преобразователя частоты иаэс ,:первым входом четвертого преобразователя частоты, второй вхрд котороголсоединен с выходом третьего фазовра, щателя, вход которого подключен квторому входу третьего преобраз е"ля частоты, к второму входу пе061 4дифференцирующий элемент 3 на второйвход суммирующего блока 15, а с выхода преобразователя 11 частоты черезусилитель 23 с коэффициентом передачи, численно равным 0,1 Е т, - напервый вход суммирующего блока 15. Навыходе суммирующего блока 15 формируется сигнал ДФМ ДБП ПОМП на полу.тактовой несущей, При этом выражениедля единичной посылкисигнала ДФМДБП ПОМП имеет видР (1)зал (ТГ 6+У+ Р (с)соз(ТИ 1+У, (Цгде Р(Ф), Р 2 ( 9 - соответственноогибающие посылок информационных последовательностей а (1) и а (1) син 2фазного и квадратурного каналов, причем Р,(1) и Р (1) смещены друг относительно друга на полтакта сц/2 и соответствуют отклику идеального фильтра нижних частот, полоса пропускания которого соответствует полосе .Найквиста на прямоугольный импульс,= (Мо +/2- У )- разность начальной фазы гармоникй спектра входногосигнала на частоте Е 0.5 Е , соответственно (+/2), и начальной фазы Урп опорного сигнала управляемого генератора 9.Кроме того,с выхода полосовогофильтра 1 сигнал поступает на первыевходы преобразователей 13 и 22 частоты, на вторые входы которых поступают соответственно .сигналы с 0 з 2 Л хх(ЕО+Ет)1+Уод с выхода управляемогогенератора 20 и сигнал 51 пРИсфЕт)НовД+У с выхода фазовращателя 34 на 90 .Несущая частота входного сигналаФМ ОБП КОМП на выходе преобразователей 13 и 22 частоты принимаетсяравной тактовой.С выхода преобразователя 13 частоты сигнал поступает через дифференцирующий элемент 14 на первыйвход суммирующего блока 26, а свыхода преобразователя 22 частотычерез усилитель 12 с коэффициентомпередачи, численно равным 1,5на второй вход суммирующего блока26, На выходе суммирующего блока 26формируется сигнал ДФМ ДБП ПОМПнаполутактовой несущей, выражениедля одиночной посылки которого имеет вид-Р 51 п (7 Ф+Р )+Р (Ф) СО 5(В 1+ ) (3) где Ч 2 =(Уоп 2-У) - разность начальной фазы Чо 2 опорного сигнала управ 35 3 1172соответственно частота" ;,и начальная фаза несущей входногосигнала;,У - соответственно частота иначальная фаза сигнала тактовой частоты манипулирующих последовательностей.Спектр входного сигнала фазовойманипуляции с одной боковой полосойФМ ОБП определен в полосе Найквиста, 1 От.е. произведение а Ги =1, гдеИ - полоса пропускания фильтра 1,Г - длительность манипулирующейпосылки, Входной сигнал ФМ ОБП представляет собой сигнал с двумя боковымй 15полосами(ДБП) двухкратной фазовой мани-пуляции (ДФМ) на несущей (Е +0,1 Е )в полосе Найквиста с квадратурнымсдвигом информационных последовательностей и с прямоугольной огибающей манипулирующей посылки (ПОМП),спектр которого скорректирован такимобразом, что спектр каждой из двухсоставляющих сигнала ДФМ на квадратурных несущих соответствует верхней 25боковой полосе фазоманипулированногосигнала с косинусоидальной огибающей манипулирующей посылки (КОМП),соответственно з 1 (йЕт 1+Ч /2) илисоз(Й Г 1+ У (2) на одной и той же 30)несущей 51 о(2 УЕ 1+У, ).Таким образом, входной сигналОБП может быть сформирован путемфильтрации верхней боковой полосыиз сигнала (1) или путем коррекцииспектра, определенного в полосе,Найквиста, сигнала ДФМ ДБП с прямоугольной огибающей манипулирующейпосылки (сигнала ДФМ ДБП ПОМП) нанесущей (Ео +0,5 Е ) с квадратурным 40сдвигом информационных последовательностей,С выхода фильтра 1 сигнал поступает на первый вход преобразователя 2частоты и на второй вход преобразова теля 11 частоты, соответственно навторой и первый входы которых поступают соответственно опорные сигналыСоз(2 л Е 1 + Ч) с выхода управляемого генератора 9 и з 1 о(2 юЕд+Чоп 1) с 50 )выхода фазовращателя 21 на 90 О, где,Уоп- начальная фаза опорного сигнала управляемого генератора 9.Несущая частота входного сигналаФМ ОБП КОМП на выходах преобразователей 2 и 11 частоты принимаетсяравной нулю, С выхода преобразовате.ля 2 частоты сигнал поступает через10 ляемого генератора 20 и начальной фазы гармоники спектра входного сигнала на частоте ( +ОЯКО ), соответственно (Чо Рт/2).Следовательно, параллельное соединение двух ветвей, содержащих соответственно последовательно включенные преобразователь 2 частоты, дифференцирующий элемент 3 и преобразователь 11 частоты, усилитель 23, представляет собой первый частотный корректор с коэффициентом передачи К 1(1), преобразующий сигнал ФМ ОБП КОМП с несущей, равной нулю, в сигнал 15 ФЫ ДБП ПОМП на полутактовой несущей, которые определены в полосе Найквиста.Аналогично, параллельное соединение двух ветвей, содержащих соответ ственно последовательно включенные преобразователь 13 частоты, дифференцирующий элемент 14 и преобразователь 22 частоты, усилитель 12,представляет собой второй частотный корректор 25 с коэффициентом передачи Кд к, преобразующий сигнал ФМ ОБП КОМП, спектр которого в силу преобразования несущей частоты в преобразователях 13 и 22 .частоты соответствует нижней , з 0 боковой полосе входного сигнала на тактовой несущей, в сигнал ФМ ДБП ПОМП на полутактовбй несущей, причем на выходе первого частотного корректора формируется сигнал в соответствии с(2), а на выходе второго частотного корректора - в соответ ствии с .(3)Таким образом, сигнал на выходах суммирующих блоков 15 и 26 представ ляет собой частотноограниченный в полосе Найквиста сигнал ДФМ ДБП с квадратурным сдвигом информационных последовательностей, аналитическое выражение которого может быть запи сана в виде АИ) совЙ Ее + "(Ц 3, (4) где А(1) и М(Ф) - соответственно огибающая и фаза сигнала ДФМ.Последовательно соединенные амплитудный ограничитель 5, линия 17 задержки, сумматор 31 по модулю два, фильтр 19 нижних частот, управляемый генератор 9, фазовращатель 21 вмес те с элементами первого частотного корРектоРа, аналогично последовательно соединенные амплитудный ограничитель 16, линия 6 задержки, сумматор 18 по модулю два, фипьтр 8 нижних частот,. управляемый генератор20, фазовращатель 34 вместе с элементами второго частотного корректорасоответствуют схемам ФАП, назначениекоторых состоит в формировании опорных сигналов, когерентных соответственно с несущей входного сигнала и сгармоникой спектра входного сигналана частоте (Е ,), выделяемых соответственно на выходах управляемыхгенератора 9 и 20.,Действительно, сигнал с выходасуммирующего блока 15 поступает на(идеальный) амплитудный ограничитель 5, на выходе которого формируется двоичная импульсная последовательность в соответствии с (4). Свыхода амплитудного ограничителя 5сигналпоступает на первый входсумматора 31 по модулю два и черезлинию задержки 17, время задержки вкоторой равно 7 /2, на второйвход сумматора 31 по модулю два,который эквивалентен аналоговому перемножителю двоичных последовательностей, исходной, формируемой вамплитудном ограничителе 5, и задержанной на полтакта в линии 17 задержки.Таким образом, сигнал на выходесумматора 31 по модулю два определится выражениемреп(сов(ех,вочи в/осовв е,(в и/е)СОЧ(Е-и/2)Д.о., совгпоо)ку (2 К+Чи ЪЕо о У(В)1) сов(ВВ+) йЕт (В- /В)Поскольку на выходе сумматора 31 по модулю два включен фильтр 19 нижних частот, определяющий ширину полосы пропускания следящего. кольца ФАП, то члены двойной суммы (5) не участвуют в формировании сигнала управления управляемого генератора 9, Кроме того, пренебрегая в первой сумме (5) членами, для которых КО, в силу их малости, сигнал управления управляемого генератора 9 определится произве13 172 мируется,сигнал ФМ ОБП КОМП на несущих соответственно з 1 оУ 1+ч (1) и Сю 5(И .1 фЖ,(2), которые поступают на первые входы фазовых детекторов 36 и 35, на вторые входы которых поступают соответственно опорные когерентные несущие с выхода делителя 33 частоты на два и с выхода фазовра.щателя 10.Таким образом, на выходе фазового 10 детектора 36 детектируется сигнал, соответствующий первому информационному каналу, а на выходе фазового детектора 35 - сигнал, соответствующий второму информационному каналу, оги бающая манипулирующей посылки которых соответствует косинусоидальному импульсу. При этом за счет выбора оптимальной полосы пропускания фазовых детекторов 35 и 36 (оптимальность 20 в смысле минимума потерь за счет совместного влияния флуктуационных шумов и межсимвольной интерференции) потери по отношению к потенциальной 061 14составляют менее 1 дБ при передачеинформации с удельной скоростью2 бит/Гц,Таким образом, принцип работыпредлагаемого приемника состоит втом, что в приемнике сигнал ОБИ сполностью, подавленной нижней боковой полосой и с косинусоидальнойманипулирующей посылкой, путем преобразования несущей частоты сигналаОБП и коррекции спектра преобразуется в сигнал ДФМ ДБП ПОМП на полутактовой несущей. Далее сигнал разделяется на два сигнала с однократнойФМ ДБП ПОМП, несущая которого повышается и принимается равной тактовой;Путем интегрирования каждого из раз-деленных сигналов совершается обратное преобразование, т,е. формируютсясигналы.с однократной ФМ ОБП КОМПна квадратурных поднесущих, равныхполутактовой частоте, детектирование которых позволяет выделить обеинформационные последовательности,