Приемник цифровых высокоскоростных фазоманипулированных сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Приемник содержит каналы 1 разнесения, состоящие каждый из адаптивного трансверсального фильтра 2 и регулируемого усилителя 3, фазовый демодулятор 4, сумматор 5, блок 6 принятия решения и определения ошибки, адаптивный трансверсальный фильтр 7 обратной связи, блок 8 управления, блок 9 синхронизации, блок 10 автоматической регулировки усиления, блок 11 формирования управляющего сигнала, регулируемый усилитель 12 обратной связи и сумматор 13 радиосигнала. Входные сигналы через каналы 1 поступают в сумматор 13, где линейно суммируются. Далее полученный сигнал подвергается фазовой демодуляции и поступает в сумматор 5, где обеспечивается компенсация помех межсимвольной интерференции. Блок 6 принятия решения и определения ошибки из полученного сигнала формирует выходной информационный сигнал и сигнал ошибки. Цель достигается введением блока 11 формирования и усилителя 12, с помощью которых формируется компенсирующее напряжение помехи, определяемое соотношением сигнал/шум в канале. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСКИX

РЕСПУБЛИК (511 4 H 04 L 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ции

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4222014/24-09 (22) 06.04.87 (46) 30.06.89. Бюл. М 24 (72) Д.Л.Бураченко, В.Н.Богатырев, М.А.Вознюк, О.С.Ткаченко, В.Г.Шепелев и Д.Д.Шинкаренко (53) 621.394.62 (088.8) (56) Патент США 11 3879664, кл. 325-303, 1975 ° (54) ПРИЕМНИК ЦИФРОВЫХ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ .(57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости. Приемник содержит каналы 1 разнесения, состоящие каждый из адаптивного трансверсального фильтра 2 и регулируемого усилителя 3, фазовый демодулятор 4, сумматор 5, блок 6 принятия решения и определения ошибки, адаптивный трансверсальный фильтр 7 обратной связи, „„SU„„1490723 А 1

2 блок 8 управления, блок 9 синхронизации, блок 10 автоматической регулировки усиления, блок 11 формирования управляющего сигнала, регулируемый усилитель 12 обратной связи и сумматор 13 радиосигналов. Входные сигналы через канюп 1 поступают в сумматор 13, где линейно суммируются.

Далее полученный сигнал подвергается фаэовой демодуляции и поступает в сумматор 5, где обеспечивается компенсация помех межсимвольной интерференции. Блок 6 принятия решения и определения ошибки из полученного сигнала формирует выходной информационный сигнал и сигнал ошибки. Цель достигается введением блока 11 формирования управляющего сигнала и усилителя 12, с помощью которых формируется компенсирующее напряжение помехи, определяемое соотношением сигнал/шум в канале. 3 ил.

1490723

Изобрете»»e относится к радиотехнике и может быть использовано в системах высокоскоростной передачи данных методами фазовой манипуляции (»i) .

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого приемника; на фиг.2 — схема блока синхронизации; на фиг.3 — схема блока принятия решения и определения .ошибки.

Приемник цифровых высокоскоростных 15 фазоманипулированных сигналов содержит (фиг.1) каналы 1„-1„ разнесения, ка. дый »з которых состоит из адаптивного грансверсального фильтра 2 и регулируемого усилителя 3, фазовый 20 демодулятор 4, сумматор 5, блок 6 принятия решения и определения ошибки, адаптивный трансверсальный фильтр

7 обратной связи, блок 8 управления, блок 9 синхрон»зации, блок 10 автома" 25. тической регулировки усиления, блок

11 формирования управляющего сигнала, регул»рушимый усилитель 12 обратной связи » сумматор 13 радиосигналов.

Блок 9 синхронизации включает ЗО (фиг.2) среднефазный канал, состоящий »з интегратора 14, аналого-цифрового преобразователя 15 и элемента

16 задержки, цифровой перемножитель

17, цифровой сумматор 18, управляемый 35 генератор 19, элемент 20 управления и синфазный канал, состоящий из ин-тегратора 21, компаратора 22 и детек тора 23.

Блок 6 принятия решения и опреде- 40 ления ошибки образуют (фиг.3) дифференц»альный усилитель 24, фильтр

25 шгжн»х частот, блок 26 выборки и хранения и двухпороговый компаратор 27. 45

Приемник работает следующим образом.

В статическом состоянии приемник цифровых высокоскоростных ФМ сигналов имеет следующие связи между узлами и блоками. Входы и ветвей разнесения являются входами предлагаемого устройства, каждая ветвь разнесения содержит последоватслы о соединенные регул»руемый усилитель и адаптивный трансверсальный фильтр 2, выходы адаптивных трансверсальных фильтров

2 соединены с Tl входами сумматора

13 радиосигналов, выход которого чероз. последовательно соединенные фазовый демодулятор 4 и первый вход сумматора 5 подключен к блоку 6 принятия решения и определения ошибки, первый выход которого является выходом предлагаемого устройства и подключен к входу адаптивного трансверсального фильтра 7 обратной связи.

Второй выход блока 6 принятия решения и определения ошибки подключен одновременно к управляющему входу адаптивного трансверсального фильтра

7 обратной связи и входу блока 8 управления адаптивными трансверсальными фильтрами. Кроме того, блок 6 принятия решения и определе»ия ошибки соединен с блоком 9 синхронизации, Выходы регулируемых усилителей 3 ветвей разнесения подключены к и входам блока 10 автоматической регулировки усилия, выход которого подключен одновременно к всем управляющим входам регулируемых усилителей 3 ветвей разнесения, Вход блока 11 формирования управляющего сигнала подклю-.ен к выходу сумматора 5, выход этого блока соединен с у-правляющим входом регулируемого усилителя 12 обратной связи. Выход адаптивного трансверсального фильтр 7 обратной связи через регулируемый усилитель

12 обратной связи подключен к второму входу с л матора 5.

Гегулируемые усилители 3 каналов

1„-1 д разнесения предназначе»ы (фиг.1) для согласования большого динамического диапазона входных сигналов с относительно небольшим динамическим диапазоном адаптивных трансверсальнь -.< фильтров 2, которые обеспечивают управляемую фильтрацию сигналов соответствующих каналов 1 -1 1 разнесения. Сумматор 13 радиосигналов предназначен для линейного суммирования сигналов п каналов разнесения 1„ — 1,„. Фазовый демодулятор 4 предназначен для фазовой демодуляции суммарного сигнала. Сумматор 5 обеспечивает компенсацию помех межсимвольной интерференции (МСИ). Блок 6 принятия решения и определения ошибки является по существу решающим блоком, формирующим выходной информационный сигнал, и одновременно обеспечивает получение сигнала ошибки.

Адаптивный трансверсальный фильтр 7 обратной связи предназначен для формирбвания напряжения оценки помехи.

90723 6 обеспечивает формирование выходного напряжения, которое поступает на управляемый усилитель 12 обратной свя5 зи осуществляющий формирование компенсирующего напряжения помехи, определяемое соотношением сигнал/шум в канале.

= S(ÐÚ,Ä, t) + Б „()!1, 9q»Q. „ ) + n(t) т)(t) =Ply (с))„cos(cQ< t +<Р, +Qq ()

+p) (t)g cos(Ät + Pq> ++ (t)) 25

30 разнесения;

43,Яд — несущая частота сигнала (помехи

MCH); Р Ф вЂ” случайный фазовый сдвиг сигнала (помехи MCH) в 1 -м канале р аз не с ения;

n(t) — аддитивная помеха "белого шу45 ма";

0, Л „ — информационный параметр сигнала (помехи МСИ).

На выходе сумматора 13 радиосигналов получается результирующий сигнал, приведенный к одной частоте и фазе.

На выходе фазового демодулятора

4 присутствует видеопоследователь- 55 ность

Б„= Я(КТ) =ф„+ Х„+ V, гдето — импульсная характеристика системы;

Блок 8 управления обеспечивает управление адаптивными трансверсальными фильтрами 2 каналов 1,-1 разнесения.

Блок 9 синхронизации осуществляет тактовую синхрониазцию информационной последовательности. Блок 10 автоматической регулировки усиления предназначен для управления коэффициентом усиления регулируемых усилителей

3 всех каналов 1„-1„ разнесения. Блок

11 формирования управляющего сигнала где pi (t), p n (t) — множитель, характеризующий затухание при прохождении сигнала (помехи

МСИ) по.! -му каналу распространения, т.е. амплитудная составляющая коэффициента передачи 3 -ro канала

На входе любого из каналов 1 -1„ разнесения воздействует смесь сигнала, помехи МСИ и теплового шума, т.е.

Х„ — информационная последовательность;

v = ц +

+ n(t) — возмущающее воздействие шума.

"Звездочкой" обозначена операция свертки, непрерывная или дискретная.

На выходе блока 6 принятия решения и определения ошибки получают решения

Х„, соответствующие величинам "0" или "1". Кроме того, в блоке 6 принятия решения и определения ошибки осуществляется операция проверки соответствия принятого решения Х веk личине текущего значения S < сигнала.

На основании видеопоследовательности S < и ошибки формируются весовые коэффициенты адаптивного трансверсального фильтра 7 обратной связи (р ) и весовые коэффициенты адаптивных трансверсальных фильтров 2 (p„) соответствующих каналов 1 — 1„ разнесения.

Таким образом, на основании ранее принятых решений Х ), в адаптивном трансверсальном фильтре 7 обратной связи формируется напряжение "хвостов межсимвольной помехи от предыдущих импульсов, компенсирующее эту помеху в принимаемой последовательности.

Следовательно, на выходе адаптивного трансверсального фильтра 7 п6ратной связи получают значение напряжения межсимвольной помехи Б„„((!1, Щ,,я„й), сформированное на основании оценок(b„,ф!,, 6,Х„.

1490723

Этот алгоритм минимизирует среднеквадратическое отклонение между входным сигналом, поступающим на блок 6 принятия решения и определения ошибки, и переданным сигналом.

Однако с учетом ошибок на преды— дущих тактовых интервалах сигнал на выходе адаптивного трансверсального фильтра 7 обратной связи не всегда имеет желаемые правильные значения, что приводит к увеличению вероятности последующих ошибок, в результате чего появляется тенденция лавинообразного нарастания ошибок, 15

Для снижения эффекта размножения лавинообразного нарастания ошибок, в случае единичного неправильного решения, особенно при малом соотношении сигнал/шум на входе, приводяще- 20 го к пороговым эффектам в системе адаптации, в приемник введены блок

11 формирования управляющего сигнала и регулируемый усилитель 12 обратной связи. На основании напряже- 25 ний "О" или " 1" (+ U ) и напряжения с выхода блока 11 формирования управляющего напряжения (U „„,р,„ ) формируется аналоговое напряжение обратной связи, позволяющее более точно сформиро-30 вать напряжение компенсации MCH в этом случае реализуется алгоритм весовой обратной связи. При уменьшении отношения сигнал/шум на входе блока 11 автоматически уменьшается уровень

35 аналогового напряжения обратной связи, в результате чего приемник переходит к плавному уменьшению напряже" ния компенсации помех MCH и даже к автоматическому отклонению компенси- 40 рующего напряжения при пропадании сигнала, предотвращая, эффект появления и размножения ошибок за счет и 11 жесткои обратной связи по решению.

Это обусловлено тем, что при ФМ в ка- 45 нале связи ошибки чаще всего возникают при переводе полезного сигнала шумом в малый сигнал, но уже противоположной полярности. Поэтому желательно, чтобы в цепях обратной связи

50 при коменсации у .итывапась абсолютная величина огибающей принимаемого сигнала на входе блока 11.

Блок 9 синхронизации (фиг, 2) является блоком тактовой синхронизации

55 и может быть реализован на основе синфазно-среднефазной схемы. В блоке

9 синхронизации работают как бы два канала: синфазный и среднефазный (содержащий сигнал, сдвинутый на половину тактового интервала) . Синфазный канал состоит из интегратора 21, компаратора 22, детектора 23, а среднефазный канал содержит интегратор

14, аналого-цифровой преобразователь

15 и элемент 16 задержки. Выходы детектора 23 и элемента 16 задержки подключены к входам цифрового перемножителя 17, выход которого через последовательно соединенные цифровой сумматор 18, управляемый генератор 19 и элемент управления подключен к управляющим входам интеграторов 21 и 14 синфазного и среднефаэного каналов. Входы синфазного и среднефазного каналов объединены и являются входом блока 9 синхронизации, куда подается сигнал с блока

6, а выход элемента 16 задержки является выходом блока 9 синхронизации.

Блок 6 работает следующим образом (фиг.3). Видеосигналы с выхода сумматора 5 поступают на фильтр 25, где осуществляется согласованная по полосе частот фильтрация. С выхода фильтра

25 отфильтрованный сигнал поступает на вход блока 9 синхронизации и в блок 26, где осуществляется выборка и запоминание аналогового значения сигнала, соответствующего импульсам стробирования, вырабатываемым в блоке 9 синхронизации.

Отстробированные импульсы с выхода блока 26 поступают на двухпороговый компаратор 27 и дифференциальный усилитель 24. С выхода двухпорогового компаратора 27 отстробированный и регенерируемый двоичный сигнал поступает на выход блока 6 и одноврег менно на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 24, на выходе которого формируется сигнал ошибки.

Сигнал ошибки формируется в соответствии:.с выражением и = К(и — U<), где K — коэффициент усиления дифференциального усилителя

24;

U< и U — напряжения на выходе и вхо1 де двухпорогового компаратора 27 соответственно, т.е. сигнал ошибки принимает единичное значение, если мгновенное значение напряжения на входе двухпорогового компаратора 27 находится между его ! порогами срабатывания U и „и U пор

1490723

1ппку

Формула изобретения

Приемник цифровых высокоскоростных фазоманипулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные сумматор радиосигналов, фазовый демодулятор, сумматор и блок принятия решения и определения ошибки, первый выход которого является информационным выходом приемника и подключен к сигнальному входу адаптивного трансверсального фильтра обратной связи, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока 15 принятия решения и определения ошибки и с входом блока управления, и каналы разнесения, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных регулируемого усилителя, к уп- 20 равляющему входу которого подключен соответствующий выход блока автоматической регулировки усиления, и адаптивного трансверсального фильтра, выход которого подключен к соответст- 25 вующему входу сумматора радиосигналов, при этом выход блока управления подключен к управляющим входам адаптивных трансверсальных фильтров каналов разнесения, сигнальные входы которых соединены с входами блока автоматическоей регулировки усиления, а также блок синхронизации, который соединен с блоком принятия решения и определения ошибки, причем сигнальные входы регулируемых усилителей являются информационными входами пуиемника, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены последовательно соединенные блок формирования управляющего сигнала и регулируемый усилитель обратной связи, сигнальный вход и выход которого соединены соответственно с выходом адаптивного трансверсального фильтра обратной связи и вторым входом сумматора, выход которого подключен к входу блока формирования управляющего сигнала.

1490723

N бану 9

От

Я1 UH©.

ЮР. 7

Ийги сшцбv в Юл.

7,8

Составитель А.Москевич

Техред М.Дндык

Корректор С.Черни

Редактор А.Orap

Заказ 3761/57 Тирак 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101