Демодулятор многочастотных сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией

 

ДЕМОДУЛЯТОР МНОГОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ С АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦ11ЕЙ , содержащий последовательно соединенные задающий генератор, синтезатор частот, коммутатор и первый перемножитель, аналого-цифровой преобразователь , последовательно соединенные усреднитель, блок кодирования и второй перемножитель, цоследовательно соединенные накопитель, ключ и вычислительный блок, выходы которого соединены с входами фазового и амплитудного демодуляторов, выходы которых являются выходами демодулятора , блок вычитания, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости за счет повышения точности коррекшта амплитудно-частотной характеристики канала, в него введены два блока задержки, регулируемый усилитель, два анализатора информации и решающий блок, причем выход аналого-цифрового преобразователя через первый перемножитель соединен с другим входом второго перемножителя, выход которого соединен с входом накопителя, один выход вычислительного блока соединен с первым входом первого анализатора информации и входон первого блока за держки, выход которого соединен с вторым входом первого анализатора информации , первым входом второго анализатора информации, его вторым входом через второй блок задержки, входом блока вычитания и первым входом регулируемого усилителя, второй вход которого соединен с выходом решающего блока, а выход - с входом усреднителя, выходы анализаторов ин-ч1 формации и выход блока вычитания эо ел соединены с соответствующими входами решающего блока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) Н 04 27/22 описания изоьгеткния.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3611211/18-09 (22) 24.06.83 (46) 07.10.84. Бюл. Р 37 (72) В.С.Скляр, В.А.Балашов, П.Я.Нудельман и Э.А.Заварина (53) 621.394.62(088.8) (56) 1. Kawai T. К. Time division processed multicarrier multi PSR ASK

modem Proc. Nat Slectron Conf Chicago, 19?О, vol. 26, 0AK Brook, р. 589594.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 1019662, кл. Н 04 L 27/22, 1981 (прототип). (54)(57) ДЕМОДУЛЯТОР МНОГОЧАСТОТНЫХ

СИГНАЛОВ С АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, синтезатор частот, коммутатор и первый перемножитель, аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные усреднитель, блок кодирования и второй перемножитель, последовательно соединенные накопитель, ключ и вычислительный блок, выходы которого соединены с входами фазового и амплитудного демодуляторов, выходы которых являются выходами демодулятора, блок вычитания, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости за счет повышения точности коррекции амплитудно-частотной характеристики канала, в него введены два блока задержки, регулируемый усилитель, два анализатора информации и решающий блок, причем выход аналого-цифрового преобразователя через первый перемножитель соединен с другим входом второго перемножителя, выход которого соединен с входом накопителя, один выход вычислительного блока соединен с первым входом первого анализатора ин". формации и входом первого блока за- а ф держки, выход которого соединен с вторым входом первого анализатора информации, первым входом второго анализатора информации, его вторым вхо- С дом через второй блок задержки, входом блока вычитания и первым входом регулируемого усилителя, второй вход которого соединен с выходом решающего блока, а выход — с входом усреднителя, выходы анализаторов информации и выход блока вычитания соединены с соответствующими входами решающего блока.

1117856

Изобретение относится к передаче

1дискретной информации и может использоваться в многоканальных системах свя зи с комбинированной амплитуднофазовой модуляцией.

) Известен демодулятор с амплитуднофазовой модуляцией, содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, перемножитель, 10 интегратор, ключ и блок вычисления, фазовый вход которого соединен с первым входом блока вычисления и через блок памяти — с вторым его входом,, а амплитудный выход соединен с первым

15 входом компаратора и с вторым его входом через формирователь порогового напряжения, а также посл едоват ел ьно соединенные задающий генератср., синтезатор частот и коммутатор (i, .

2 Г .

Однако в таком демодуляторе недостаточная помехоустойчивость.

Наиболее близким по технической сущности к предпагаемому является демодулятор многочастотных сигналов с

25 амплитудно — фаз оной модуляцией, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, синтезатор частот, коммутатор и первый перемножитель., аналого †цифров преобразователь, последовательно соединенные усреднитель, блок кодирования и второй перемножитель, последовательно соеди— ненные накопитель, ключ и вычислительный блок, выходы которого соецинены с ьходами фазового и амплитудного де-35 мОдуляторОв ) выхОды IcoTopbnc являются выходами демодулятора, блок вычит .— ния (.".) .

Однако в известном устройстве невысокая точность коррекции амплитудно- <0 частотной характеристики (АЧХ и за счет этого недостаточная помехоустойчивость.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости за счет повышения точ-45 ности коррекции амплитудно-частотной характеристики канала.

Для достижения поставленной цели в демодулятор многочастотных сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией., S0 содержащий последовательно соединенные задающий "åíåðàòîð, синтезатор частот, коммутатор и первый перемножитель, аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные усреднитель, блок кодирования и второй перемножитель, последовательно соединенные накопитель, ключ и вычис.питечьный блок, выходы которого соединень с входами фа зового и амплитудного демодуляторов, выходы которых являются выходами демодулятора, блок вычитания, введены два блока задержки, регулируемый усилитель, два анализатора информации и решающий блок, причем выход аналого-цифрового преобразователя через первый перемножитель соединен с другим входом второ о перемножителя, выход которого соединен с входом накопителя, один выход вычислительного блока соединен с первым входом первого анализатора информации и входом первого блока задержки, выход которого соединен с вторым входом первого анализатора информации, первым входом второго анализатора информации, его вторым входом через второй блок задержки, входом блока вычитания и первым входом регулируемого усилителя, второй вход которого соединен с выходом решающего блока, а выход — с входом усреднителя, выходы анализаторов информации и выход блока вычитания соединены с соответствующими входа-, ми решающего блока.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого демодулятора, на фиг. 2 — структур:-.ая схема анализатора информации, на фиг. 3 — структурная схема решающего блок-; на фиг. Й вЂ” структурная схизма регулируемого у-силителя, на фнг. 5 — структурная схема вычислительного блока.

Демодулятор многочастотных сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией содержит аналого-цифровой преобразователь 1, перемножитепи 2, 3, накопит ель «, ключ 5, вычислительный блок 6, фазовый демодулятор i, амплитудный демодулятор 8, блоки 9 и 10 задержки, анализаторы 11 и 12 информации„ блок 13 вычитания, решающий блок l4, блок 15 кодирования, усреднитель 16, регулируемый усилитель

17, коммутатор 18, .синтезатор 19 частот и задающий генератор 20. Анализатор 11 (1?) состоит из делителя

21 и блоков сравнения 22 и 23. Решающий блок 14 состоит из блока 2ч определения знака 51$ Й „ элементов

HE 25,, элементов И 26 и 27, элементов ИЛИ 28 и элемента И 29. Регулируемый усилитель 17 состоит из ключей 30 и 31, .операционного усилителя

1117856

50 п где 1„

Л„иП

32, элемента НЕ 33 и сопротивлений

34-37. Вычислительный блок 6 состоит из запоминающего блока 38, делителя

39, функционального преобразователя

40, квадратов 41 и 42, сумматора

43 и блока 44 извлечения квадратного корня.

Демодулятор многочастотных сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией работает следующим образом.

Групповой сигнал на входе демодулятора представляет собой сумму гармонических составляющих канальных частот с амплитудами Аи и фазами фп искажение воздействие неравномернос- 15 ти АЧХ канала связи

Ag «j=> " in(ant q )

П-П1

В аналого-цифровом преобразовате- 20 ле 1 происходит дискретизация сигнала 5 (г) по времени и уровню, так что сигнал на его входе запишется в виде суммы оцифрованных отсчетов сигнала, взятых в момент времени 4 = kit 25

К1 Пг

Аи к (К " / ).

К=О и=и

Отсчеты сигнала поступают на перемножитель 2, в котором каждый отсчет перемножается на цифровые отсчеты опорных гармонических колебаний 6 р (kvl Slat ) и cog (km 4È), поступающих через коммутатор 18 и 35 вырабатываемых в синтезаторе 19 частот. Синтезатор 19 работает от частоты, вырабатываемой задающим генератором 20. Каждый отсчет сигнала 5 (k a4 ), в перемножителе 2 умножается (n г .— К1 ) ° 2 раз, по два перемножения на каждый подканал. В перемножителе 3 происходит доумножение результатов предъдущих умножений на соответствующие канальные корректирующие коэф- 45 фициенты Р р, поступающие с выхода блока 15 кодирования. За время существования одного отсчета 5 (k 6t ) происходит (р, — П ) умножений, по одному перемножению на подканал .

В накопителе 4 происходит накопление результатов этих двух умножений для каждого подканала раздельно. На- . копление осуществляется на интерва- 55 ле ортогональности. В конце этого интервала после обработки (k. — 1)-го отсчета сигнала на выходе накопителя образуются значения проекций сигнала на ортогональные оси приемника к-

Х„=2 5(t j PïA„Sin(V,Па Й, "к=о

Y„= Б(кnt) p„A„cog(v,ия Й), к=о где Х Y — проекции сигнала ll -го

Tl> и подканала.

Через ключ 5 проекции последова-. тельно поступают на вьгчислительный блок 6, в котором определяются ампли туды и фазы сигналов всех частотных подканалов по формулам (i „> „= -) х, 1 Y,, М„=arel((YЛ (Хи17 где pz, A < — амплитуда, Чи Фаза П вЂ” го подканала.

В фазовом демодуляторе 7 происходит вьделение информации, заложенной в фазе или в разности фаз сигналов (в зависимости от вида модуляции), а в амплитудном демодуляторе 8 — выделение информации, заложенной в амплитуде сигналов.

Обработка частотных подканалов

1 происходит последовательно во времени, начиная с первого канала и кончая последним.

Одновременно с вьделением информации амплитуды сигналов (М„ р поступают на два последовательно ооединенные блока 9 и 10 задержки на время об. работки одного подканала. Таким образом, всегда существуют значения амплитуд трех каналов одновременно.

Если вьделяется информация из амплитуды (й + 1)-го подканала A р i то на выходе блока 9 присутствует. сигнал амплитуды П -ro подканала Ар а на выходе блока 10 — сигнал амплитуды (р — 1 )-го подканала 4р >

Анализаторы 11 и 12 осуществляют сравнение амплитуд соседних подканалов друг. с другом по алгоритмам и

11=5 (N(tl,-p„Anj ркhк1.

,= (М Р.А,I@„A„-П,1 логический сигнал на первом выходе анализатора логический сигнал на втором выходе анализатора, постоянные пороги, зависящие только от коэффициента ампли1117856 тудной модуляции сигнала; — величина амплитуды А>, для анализатора 11 и амплитуды

1, для анализатора 12.

Анализаторы построены таким сбра (й ,зом, что сигнал, =1 на первом выходе соответствует "I»" передаваемой информации» сигнал - — 1 на втором

Т» выходе — "1" информации. Разрешается ситуация, когда невозможно точно указать информацию на основании анализа амплитуд соседних подканалов.

Это соответствует случаю 1„

= О. Кроме сравнений амплитуды А„ с соседними канальными амплитудами из величины „ вычитается значение порогового сигнала Ц,„ор, одинаковое для всех частотных подканалов, и определяется знак этой разности II решающем блоке 14.

Если в результате предварительного

»и анализа удается по сигналам (IÄ ), (1, ), (I„), B, ) анализаJovov 1 1 я 12 однозначно идентифицировать информацию, заложенную в амплитуде

И-го подканала, решающий блок 14 вь— дает сигнал управления на регyJIHpyeмый усилитель 17. Если принято решсtf fl ние, что передавался сигнал регулируемый усилитель 17 по сигналу решающего блока 14 пропустит на усреднятель 16 сигнал 5, =-.Ь,(ggAI,» где и- „ 41. Если передавался сигнал

"О", то регулируемый усилитель 17 усилит сигнал на своем выходе., т.е. „ = EIIg(Up Ап, где п1g . 1 (пря использовании амплитудной модуляции, для

%In и Qtf которой 1 A := 2, значения коэффициентов соответственно равны !и,.— .

О 75; пз, = 1,5).

Если в результате предварительного анализа не удается опрецелит:;информацию в и -м подканале либо из — за нулевых показаний анализаторов 11 и 12, либо яз-за прстиворечя-! вых результатов анализа, решающий блок 14 учитывает только результат сравнения в блоке 13 8> с порогом

1 гор. Если pп n "оор вхсле усрепнителя 16 равен 5>

= ъ, P»I A . в противном случае — 5д

= IIE> Р,А,т

Усреднитель 16 осуществляет усредненяе сигналов 5 на большом интервале времени, в результате чего значительно повьшиется точность выработки коэффициентов коррекции Р1 которые вырабатываются блоком 15 кодирования. Коэффициенты коррекции Ъ.„» подаваемые на вход перемножителя

3, корректируют усиление в сквозном тракте обработки сигналов частотных подканалов я выравнивают коэффициенты усиления по всем подканалам. Выравнивание проясходят таким образом, чт гп, с 1 » - П Р = »III>prl „— (1EIG) — О пря отсутствия шума в канале.

Таким образом, в результате межканального анализа информации, за— ложенной в амплитуде сигналов частотных подканалов, производится кор рекцяя ЛЧХ., ля крайних каналов для кстсрых отсутствуют соседние рабо чяе ка:;:алы, коррекция производитс: либо на основании анализа только

AHñé IIi:pbE I(BHBJEo3 IEябс акал. з» крайних пилот-сигналов. TBK как эти пилот-сигналы обычно распо— лагаютс"-. на краях полосы пропусканяя . ::.::спсльзуются для коррекции с. †.вяга частот в канале, то яспользовЂ;Bняе †.;.-.; для анализа информации в край:.:.-»х рабочих подканалах не меня— ет ня схему, ни алгоритм обработки амплитуд этих каналов.

Предлагаемое устройство позволяет увели -:ять помехоустойчивость приема ин1» ряацяя как по фазе BI Iò по амп-. Hòóäå за счет повышения тсчност.:-;,сррекгия АЧХ канала. l 117856

1117856

&олу1ю

С 6ыг

&ом. олу8

Составитель Н.Лазарева

Редактор С.Пекарь Техред С.Легеза Корректор В.Бутяга

Заказ 7278/44 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4