Адаптивное устройство разделения сигналов двоичной фазовой манипуляции

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоприемным устройствам, применяемым на линиях многоканальной цифровой связи и сетях множественного доступа, а также может быть использовано в области цифрового радиовещания и цифрового телевидения. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности разделения с требуемым качеством трех линейно зависимых сигналов двоичной фазовой манипуляции и снижение потерь помехоустойчивости, возникающих из-за возможных отклонений параметров алгоритма разделения от оптимальных при схемной реализации. Адаптивное устройство разделения сигналов двоичной фазовой манипуляции содержит блок формирования опорного колебания (1), три перемножителя (2, 4, 16), два фильтра нижних частот (3, 5), три ограничителя (6, 10, 11), блок формирования компенсационных структур (12), три сумматора (13, 14, 15), три блока принятия решения (7, 8, 9). 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоприемным устройствам, применяемым на линиях многоканальной цифровой связи и сетях множественного доступа, а также может быть использовано в области цифрового радиовещания и цифрового телевидения.

Известно адаптивное устройство разделения неортогональных сигналов двоичной фазовой манипуляции (А. С. СССР N 1450131 А1, МПК⁵ H 04 L 27/22, 1989 г.), которое содержит три перемножителя, три фильтра нижних частот, два блока формирования опорного колебания, два вычитающих блока и два решающих блока.

Известно также адаптивное устройство разделения сигналов двоичной фазовой манипуляции (А.С. СССР N 1786682 А2, МПК⁵ H 04 L 27/22, 1993 г.), которое содержит семь перемножителей, три фильтра нижних частот, два управляемых усилителя-ограничителя, четыре вычитающих блока, два решающих устройства, два полосовых фильтра, два ограничителя.

Однако известные аналоги обладают относительно низкой частотно-энергетической эффективностью функционирования за счет возможности разделения только двух неортогональных сигналов двоичной фазовой манипуляции (Григорьев В. А., Григорьев С.В. Сигнально-кодовые конструкции. - СПб.: ВАС, 1997. - с.32. ).

Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявляемому является адаптивное устройство разделения сигналов двоичной фазовой манипуляции (А.С. RU 2139635 С1, МПК⁶ H 04 L 27/22, 1999 г. ), содержащее первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой перемножители, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой фильтры нижних частот, первый, второй и третий блоки формирования опорного колебания, первый, второй и третий вычитающие блоки, первый, второй и третий решающие блоки, первый, второй и третий вычислители, первый, второй и третий ограничители.

Первые входы первого, второго, четвертого перемножителей и первого, второго, третьего блоков формирования опорного колебания соединены и являются входом адаптивного устройства. Выход первого перемножителя подключен к входу первого фильтра нижних частот, выход второго перемножителя подключен к входу второго фильтра нижних частот, выход четвертого перемножителя соединен с входом пятого фильтра нижних частот. Выход первого блока формирования опорного колебания соединен с вторым входом второго блока формирования опорного колебания, с третьим входом третьего блока формирования опорного колебания, с вторым входом первого перемножителя и первым входом третьего перемножителя. Выход второго блока формирования опорного колебания соединен с вторыми входами первого и третьего блоков формирования опорного колебания, с вторыми входами второго и третьего перемножителей. Выход третьего блока формирования опорного колебания подключен к третьим входам первого и второго блоков формирования опорного колебания, к вторым входам четвертого, пятого перемножителей и к первому входу шестого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого блока формирования опорного колебания. Первый вход пятого перемножителя соединен с выходом второго блока формирования опорного колебания. Выход третьего перемножителя соединен с входом третьего фильтра нижних частот. Выход пятого перемножителя соединен с входом четвертого фильтра нижних частот. Выход шестого перемножителя соединен с входом шестого фильтра нижних частот. Выходы первого, второго и пятого фильтров нижних частот соединены с первыми входами первого, второго и третьего вычитающих блоков соответственно. Выходы первого, второго и третьего вычитающих блоков соединены с входами первого, второго и третьего решающих блоков соответственно. Выход пятого фильтра нижних частот соединен с пятыми входами первого и второго вычислителей. Выход четвертого фильтра нижних частот подключен к второму входу второго вычислителя, к третьему входу первого вычислителя и к пятому входу третьего вычислителя. Выход шестого фильтра нижних частот подключен к четвертым входам первого, второго вычислителей и к второму входу третьего вычислителя. Выход третьего фильтра нижних частот соединен с вторым входом первого вычислителя и с третьими входами второго и третьего вычислителей. Первые входы второго и третьего вычислителей соединены с выходом первого фильтра нижних частот. Первый вход первого вычислителя и четвертый вход третьего вычислителя подключены к выходу второго фильтра нижних частот. Выходы первого, второго и третьего вычислителей соединены с вторыми входами первого, второго и третьего вычитающих блоков соответственно. Вход первого ограничителя соединен с выходом первого вычитающего блока, а его выход - с четвертым входом первого блока формирования опорного колебания и пятыми входами второго и третьего блоков формирования опорного колебания. Вход второго ограничителя соединен с выходом второго вычитающего блока, а его выход - с пятым входом первого блока формирования опорного колебания, с четвертым входом второго блока формирования опорного колебания и с шестым входом третьего блока формирования опорного колебания. Вход третьего ограничителя соединен с выходом третьего вычитающего блока, а его выход - с шестыми входами первого, второго блоков формирования опорного колебания и с четвертым входом третьего блока формирования опорного колебания. Выходы первого, второго и третьего решающих блоков являются первым, вторым и третьим выходами устройства.

При такой совокупности описанных элементов и связей достигается повышение частотно-энергетической эффективности функционирования за счет возможности разделения трех неортогональных сигналов двоичной фазовой манипуляции.

Однако устройство-прототип имеет недостатки. При описанной совокупности элементов и связей оно обладает относительно высокими потерями помехоустойчивости за счет возможных отклонений параметров алгоритма разделения трех сигналов от оптимальных при схемной реализации. Кроме того, устройство-прототип в случае разделения линейно зависимых сигналов имеет избыточное количество элементов, вследствие чего имеет относительно низкую надежность функционирования и относительно высокую себестоимость. (Под линейно зависимыми понимаются сигналы, которые не могут быть разделены линейными методами, например с помощью согласованных фильтров или корреляторов, и разделение которых возможно с помощью нелинейных методов. Формальное математическое определение линейно зависимых сигналов дается в книге "Теория передачи сигналов": Учебник для ВУЗов/Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.Ф., Финк Л.М. - М.: Связь, 1980. - с.288.) .

Целью изобретения является разработка адаптивного устройства разделения на фоне аддитивного белого гауссовского шума (АБГШ) трех линейно зависимых сигналов двоичной фазовой манипуляции, полностью совпадающих по форме и различающихся по мощности (амплитуде) и независимым информационным сдвигам на 180^o, обеспечивающего снижение потерь помехоустойчивости, возникающих из-за возможных отклонений параметров алгоритма разделения трех сигналов от оптимальных при схемной реализации, а также уменьшение количества элементов устройства и тем самым снижение его себестоимости и повышение надежности функционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивном устройстве разделения сигналов двоичной фазовой манипуляции, содержащем блок формирования опорного колебания, информационный вход которого является входом устройства, первый перемножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к информационному входу и выходу блока формирования опорного колебания, выход первого перемножителя подключен к входу первого фильтра нижних частот, первый, второй и третий управляющие входы блока формирования опорного колебания подключены соответственно к выходам первого, второго и третьего ограничителей, входы первого и второго ограничителей подключены соответственно к входам третьего и второго блоков принятия решения, выходы первого, второго и третьего блоков принятия решения являются соответственно первыми, вторыми и третьими выходами устройства, выход второго перемножителя подключен к входу второго фильтра нижних частот, дополнительно введен блок формирования компенсационных структур. Первый, второй и третий выходы блока формирования компенсационных структур подключены к вторым входам соответственно первого, второго и третьего сумматоров. Первые входы сумматоров объединены и подключены к входу третьего ограничителя и выходу первого фильтра нижних частот. Выходы первого, второго и третьего сумматоров подключены соответственно к первому, второму и третьему входам трехвходового перемножителя, выход которого подключен к входу третьего блока принятия решения. Выход второго сумматора подключен также к входу второго блока принятия решения. Выход второго фильтра нижних частот подключен к формирующему входу блока формирования компенсационных структур, управляющий вход которого подключен к выходу третьего ограничителя. Первый и второй входы второго перемножителя объединены и подключены к выходу блока формирования опорного колебания.

Блок формирования компенсационных структур состоит из первого, второго и третьего усилителей, входы которых объединены и являются формирующим входом блока. Выходы усилителей подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего перемножителей, вторые входы которых объединены и являются управляющим входом блока. Выходы первого, второго и третьего перемножителей являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока.

Блок формирования опорного колебания состоит из трехвходового сумматора, первый вход которого является информационным входом блока, первого перемножителя, первый вход которого является первым управляющим входом блока, а второй вход подключен к выходу трехвходового сумматора. Выход первого перемножителя подключен к первому входу второго перемножителя, второй вход которого подключен к выходу генератора формы сигнала. Выход второго перемножителя подключен к входу полосового фильтра, выход которого подключен к первому входу третьего перемножителя. Второй вход третьего перемножителя подключен к выходу генератора формы сигнала. Выход третьего перемножителя является выходом блока и подключен к входам первого и второго усилителей. Выходы первого и второго усилителей подключены к первым входам соответственно четвертого и пятого перемножителей, вторые входы которых являются соответственно вторым и третьим управляющими входами блока. Выходы четвертого и пятого перемножителей подключены соответственно к третьему и второму входам трехвходового сумматора.

Перечисленная новая совокупность существенных признаков за счет введения блока формирования компенсационных структур и блока формирования опорного колебания позволяет обеспечить возможность разделения с требуемым качеством трех линейно зависимых сигналов на фоне АБГШ, что обуславливает снижение потерь помехоустойчивости, возникающих из-за возможных отклонений параметров алгоритма разделения трех сигналов от оптимальных при схемной реализации, а также сократить количество элементов устройства и тем самым снизить его себестоимость и повысить надежность функционирования.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие изобретения условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявляемое устройство поясняется чертежами, на которых показаны: - на фиг.1 функциональная схема адаптивного устройства разделения сигналов двоичной фазовой манипуляции; - на фиг. 2 функциональная схема блока формирования компенсационных структур; - на фиг.3 функциональная схема блока формирования опорного колебания.

Заявленное адаптивное устройство разделения сигналов двоичной фазовой манипуляции, показанное на фиг.1, содержит блок формирования опорного колебания 1, первый 2, второй 4 и третий 16 перемножители, первый 3 и второй 5 фильтры нижних частот, первый 11, второй 10 и третий 6 ограничители, блок формирования компенсационных структур 12, первый 13, второй 14 и третий 15 сумматоры, первый 7, второй 8 и третий 9 блоки принятия решения. Информационный вход блока формирования опорного колебания 1 соединен с первым входом первого перемножителя 2 и является входом устройства. Выход блока формирования опорного колебания 1 подключен к второму входу первого перемножителя 2 и обоим входам второго перемножителя 4. Выход первого перемножителя 2 подключен к входу первого фильтра нижних частот 3. Выход второго перемножителя 4 подключен к входу второго фильтра нижних частот 5. Выход первого фильтра нижних частот 3 подключен к входу третьего ограничителя 6 и первым входам первого 13, второго 14 и третьего 15 сумматоров. Выход второго фильтра нижних частот 5 подключен к формирующему входу блока формирования компенсационных структур 12. Выход третьего ограничителя 6 подключен к управляющему входу блока формирования компенсационных структур 12, третьему управляющему входу блока формирования опорного колебания 1 и входу первого блока принятия решения 7. Первый, второй и третий выходы блока формирования компенсационных структур 12 подключены к вторым входам соответственно первого 13, второго 14 и третьего сумматоров. Выходы первого 13, второго 14 и третьего 15 сумматоров подключены к входам третьего перемножителя 16. Кроме того, выход второго сумматора 14 подключен к входу второго блока принятия решения 8 и входу второго ограничителя 10. Выход третьего перемножителя 16 подключен к входу третьего блока принятия решения 9 и входу первого ограничителя 11. Выход второго ограничителя 10 подключен к второму управляющему входу блока формирования опорного колебания. Выход первого ограничителя 11 подключен к первому управляющему входу блока формирования опорного колебания. Выходы первого 7, второго 8 и третьего 9 блоков принятия решения являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства.

Блок формирования компенсационных структур (БФКС) 12 предназначен для формирования компенсационных напряжений, требуемых для выделения второго и третьего сигналов.

БФКС 12 может быть реализован по схеме, показанной на фиг.2, которая включает в себя первый 12.1, второй 12.2, третий 12.3 усилители и первый 12.4, второй 12.5, третий 12.6 перемножители. Входы первого 12.1, второго 12.2 и третьего 12.3 усилителей объединены и являются формирующим входом БФКС. Выходы первого 12.1, второго 12.2 и третьего 12.3 усилителей подключены к первым входам соответственно первого 12.4, второго 12.5 и третьего 12.6 перемножителей. Вторые входы первого 12.4, второго 12.5 и третьего 12.6 перемножителей объединены и являются управляющим входом БФКС 12. Выход первого 12.4, второго 12.5 и третьего 12.6 перемножителей являются соответственно первым, вторым и третьим выходами БФКС 12.

Блок формирования опорных колебаний (БФОК) 1 предназначен для формирования опорных колебаний в виде последовательных составных сигналов в трактах выделения сигналов из поступающей смеси трех линейно зависимых сигналов и АБГШ (Окунев Ю. Б., Яковлев Л.А. Широкополосные системы связи с составными сигналами. - М.: Связь, 1968. - с.168.).

БФОК 1 может быть реализован по схеме, показанной на фиг.3, которая включает в себя трехвходовый сумматор 1.1, первый 1.2, второй 1.3, третий 1.6, четвертый 1.9 и пятый 1.10 перемножители, полосовой фильтр 1.5, генератор формы сигнала 1.4, первый 1.7 и второй 1.8 усилители. Первый вход трехвходового сумматора 1.1 является информационным входом блока. Выход трехвходового сумматора подключен к второму входу первого перемножителя 1.2. Первый вход первого перемножителя 1.2 является первым управляющим входом блока. Выход первого перемножителя 1.2 подключен к первому входу второго перемножителя 1.3. Второй вход второго перемножителя 1.3 подключен к выходу генератора формы сигнала 1.4. Выход второго перемножителя 1.3 подключен к входу полосового фильтра 1.5. Выход полосового фильтра 1.5 подключен к первому входу третьего перемножителя 1.6. Второй вход третьего перемножителя 1.6 подключен к выходу генератора формы сигнала 1.4. Выход третьего перемножителя 1.6 подключен к входам первого 1.7 и второго 1.8 усилителей и является выходом БФОК. Выходы первого 1.7 и второго 1.8 усилителей подключены к первым входам соответственно четвертого 1.9 и пятого 1.10 перемножителей. Вторые входы четвертого 1.9 и пятого 1.10 перемножителей являются соответственно вторым и третьим управляющими входами БФОК 1. Выход четвертого перемножителя 1.9 подключен к третьему входу трехвходового сумматора 1.1. Выход пятого перемножителя 1.10 подключен к второму входу трехвходового сумматора 1.1. Перемножители 1.3, 1.6, полосовой фильтр 1.5 и генератор формы сигнала 1.4 в совокупности составляют экстрактор сигналов. Принцип работы экстрактора сигналов известен и описан в [2] на с.168-174, рис.6.13а и [3] на с.149, рис.4.10.

Генератор формы сигнала 1.4, входящий в БФОК 1, предназначен для формирования постоянных напряжений положительной и отрицательной полярности в соответствии с изменением фазы манипулирующего сигнала. Схемы и принцип работы генератора формы сигналов при формировании последовательностей Баркера известны и описаны в [1] на с.44-48, рис.3.11, при формировании m-последовательностей - в [1] на с.49-54, рис.3.16, при формировании последовательностей Голда - в [1] на с.49-54, рис.3.16 и [2] на с.160-167, рис.6.9, при формировании последовательностей Касами - в [2] на с.167-168, рис.6.10, при формировании последовательностей Уолша - в [2] на с. 168-174, рис. 6.13а.

Трехвходовый сумматор 1.1, входящий в БФОК 1, предназначен для формирования на выходе напряжения, соответствующего сумме первого входного напряжения и напряжений, подаваемых на второй и третий входы. Может быть построен в виде сумматора, описанного в книге [4] на с.17-19, рис.1.11.

Полосовой фильтр 1.5, входящий в БФОК 1, предназначен для выделения полезного сигнала из смеси сигнала и шума, описан в книге [5] на с.73-76, рис. 2.17.

Перемножители 1.2, 1.3, 1.6, 1.9 и 1.10, входящие в БФОК 1, идентичны, предназначены для формирования и демодуляции сложных сигналов. Для их реализации может быть использован аналоговый перемножитель марки 526 ПС1 и другие, описанные в книге [2] на с.200-202, рис.7.11.

Усилители 1.7 и 1.8, входящие в БФОК 1, представляют из себя инвертирующие усилители и предназначены для формирования инверсного выходного напряжения, пропорционального коэффициенту усиления и входному напряжению, описаны в книге [2] на с.16-17, рис.1.9.

Идентичные перемножители 2 и 4, входящие в устройство, и трехвходовый перемножитель 16 предназначены для формирования и демодуляции сложных сигналов. Для их реализации может быть использован аналоговый перемножитель марки 526 ПС1 и другие, описанные в книге [2] на с.200-202, рис.7.11.

Фильтры нижних частот (ФНЧ) 3 и 5 предназначены для интегрирования произвольно изменяющегося напряжения на интервале длительности символов разделяемых сигналов, описаны в книге [6] на с.120-128, рис.6.7.

Решающие блоки 7, 8, 9 предназначены для принятия решения о принимаемых символах по правилу, описываемому функцией Хевисайда. Их схемы известны и в частности решающие блоки на основе компараторов, формирующих сигналы на выходе с логическими уровнями "1" или "0" в зависимости от наличия положительного или отрицательного напряжения на входе, описаны в книге [2] на с. 202-205, рис.7.1.

Ограничители 6, 10, 11 предназначены для формирования управляющих сигналов, необходимых для "мягкой" деманипуляции разделяемых сигналов при формировании опорного колебания. В частности, схемы ограничителей могут быть построены на основе операционных усилителей с последовательной операционной схемой, где величины входного сопротивления и сопротивления обратной связи зависят от мощности входного сигнала, при которых отношение входного сопротивления к сопротивлению обратной связи растет пропорционально увеличению мощности разделяемых сигналов на входе устройства. Описаны в книге [8] на с. 176-177, рис.6.2а.

Сумматоры 13, 14, 15 предназначены для сложения сигналов, поступающих на вход, описаны в книге [4] на с.194-198, рис.7.6.

Заявляемое устройство работает следующим образом. На вход устройства поступает аддитивная смесь трех линейно зависимых сигналов одного периода и АБГШ. Линейно зависимые сигналы имеют в качестве несущего колебания сигналы, отличающиеся только по мощности. Несущее колебание может быть дополнительно манипулировано псевдослучайной последовательностью (например, последовательностями Баркера, Голда, Касами, Уолша или m-последовательностями) для увеличения помехозащитных свойств.

Выделение большего по мощности сигнала происходит следующим образом. Принятие решения о передаваемом символе осуществляется по правилу максимального правдоподобия и соответствует корреляционному приему сигнала. Выделение среднего и меньшего по мощности сигналов происходит путем вычитания соответствующих компенсирующих сигналов, формируемых БФКС, из сигнала, образованного как скалярное произведение поступающей на вход устройства смеси и опорного колебания большего по мощности сигнала. Принятие решения об информационных параметрах среднего и меньшего по мощности сигналов происходит в блоках принятия решения в соответствии с правилом максимального правдоподобия. Адаптация фазы опорного колебания большего по мощности сигнала, подаваемого с выхода БФОК, обеспечивается обратными связями с входов блоков принятия решения на управляющие входы БФОК.

Функциональная схема устройства, реализующего выполнение описанных функций по оптимальному разделению трех линейно зависимых сигналов, приведена на фиг.1.

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем.

Поступающая на вход устройства аддитивная смесь трех линейно зависимых сигналов и АБГШ имеет вид y(t)=(-1)^r1•s₁(t)+(-1)^r2•s₂(t)+(-1)^r3•s₃(t)+n(t), (1) где s₁(t) - несущее колебание первого, меньшего по мощности, сигнала; s₂(t) - несущее колебание второго, среднего по мощности, сигнала; s₃(t) - несущее колебание третьего, большего по мощности, сигнала; n(t)- АБГШ с односторонней спектральной плотностью мощности N₀; информационные двоичные символы первого, второго и третьего индивидуальных сигналов, которые предполагаются взаимно статистически независимыми.

Выделение двоичных информационных параметров из аддитивной смеси (1) происходит на основании алгоритмов оптимального разделения трех линейно зависимых сигналов с нелинейной компенсационной структурой, обоснование которых дано в [8] . Из данных алгоритмов при достаточно больших отношениях сигнал/шум, соответствующих выделению сигналов на фоне АБГШ с требуемой Р_ош≤10^-2, следуют алгоритмы, компенсационная структура которых линейно зависит от отношения сигнал/шум, приведенные в Приложении. Справедливость данных алгоритмов так же обоснована в [8].

В соответствии с алгоритмами оптимального разделения разделение трех линейно зависимых сигналов происходит следующим способом. Поступающая на вход устройства аддитивная смесь трех двоичных линейно зависимых сигналов и АБГШ, определяемая выражением (1), подается одновременно на управляющий вход БФОК 1 для формирования инверсного опорного колебания -s₁(t) и первый перемножитель 2, который в совокупности с первым ФНЧ 3 образуют первый коррелятор. В первом корреляторе происходит свертка аддитивной смеси y(t) и опорного инверсного колебания -s₁(t). Сигнал с выхода первого коррелятора в каждый момент времени t∈[t_k-1; t_k], k=1,2,3..., поступает на первые входы сумматоров 13, 14 и 15 и третий ограничитель 6, на выходе которого формируется напряжение 0≤α₃≤1, поступающее на управляющий вход БФКС 12. Значение α₃ соответствует коэффициенту усиления операционного усилителя, на базе которого выполнен ограничитель 6, и обеспечивает "мягкую" оценку третьего, большего по мощности, сигнала. На формирующий вход БФКС 12 поступает напряжение с выхода второго коррелятора, образованного вторым перемножителем 4 и вторым ФНЧ 5. В моменты времени t_k, k=1,2,3..., данное напряжение принимает значение, равное отношению энергии первого, меньшего по мощности, сигнала к односторонней спектральной плотности мощности АБГШ. БФКС 12 формирует компенсирующие сигналы, соответствующие границам принятия решения. В момент времени t_k, k=1,2,3... их значения равны произведению отношения сигнал/шум на входе приемного устройства при приеме первого цифрового сигнала на коэффициенты, инверсные половинные значения которых соответствуют коэффициентам усиления первого 12.1, второго 12.2 и третьего 12.3 усилителей соответственно. Эти сигналы с первого, второго и третьего выходов БФКС 12 поступают на вторые входы соответственно первого 13, второго 14 и третьего 15 сумматоров. В каждый момент времени t_k, k= 1,2,3. . ., на выходе первого 13, второго 14 и третьего 15 сумматоров формируются напряжения, которые в соответствии с алгоритмом [8] перемножаются в трехвходовом перемножителе 16. Их произведение поступает на третий блок принятия решения 9, на выходе которого в каждый момент времени t_k формируется решение r¹ _* о информационном двоичном символе первого, меньшего по мощности, сигнала в соответствии с правилом rect(.).

Напряжение с выхода второго сумматора 14 поступает на вход второго блока принятия решения 8, на выходе которого в каждый момент времени t_k, k=1,2,3.. ., формируется решение r*₂ о информационном двоичном символе второго, среднего по мощности, сигнала. Решение r*₃ о информационном двоичном символе третьего, большего по мощности, сигнала принимается первым блоком принятия решения 7 в зависимости от полярности напряжения на выходе третьего ограничителя 6, что соответствует алгоритму [8]. Первый 11 и второй 10 ограничители формируют в моменты времени t∈[t_k-1;t_k], k=1,2,3..., сигналы 0≤α₁≤1 и 0≤α₂≤1 соответственно, необходимые для "мягкой" оценки разделяемых сигналов. В данном случае повышение помехоустойчивости по сравнению с так называемой "жесткой" оценкой обусловлено следующим обстоятельством. При значениях напряжений на выходах блоков принятия решения 7, 8 и 9, близких к пороговому уровню принятия решения - нулю, а следовательно, высока вероятность ошибки, оценочные сигналы α₁, α₂ и α₃ также близки к нулю. При этом первый и второй корреляторы, образованные блоками 2, 3 и 4, 5 соответственно, не используют напряжения, которые соответствуют "ошибочным" моментам времени.

БФКС 12, функциональная схема которого приведена на фиг.2, работает следующим образом.

Напряжение, формируемое на выходе третьего ограничителя 6, в любой момент времени t∈[t_k-1; t_k), k= 1, 2,3..., пропорциональный где 0≤α₃≤1 соответствует "мягкому" оцениванию сигнала, поступает на вторые входы первого 12.4, второго 12.5 и третьего 12.6 перемножителей БФКС 12. С выхода второго ФНЧ 5 напряжение, величина которого пропорциональна энергии опорного колебания, подается одновременно на первый 12.1, второй 12.2 и третий 12.3 усилители. С выходов усилителей 12.1, 12.2, и 12.3 усиленное напряжение подается на первые входы соответственно перемножителей 12.4, 12.5 и 12.6. На выходе перемножителей формируются компенсирующие сигналы, соответствующие границам принятия решения с значениями, равными произведению отношения сигнал/шум на входе приемного устройства при приеме первого цифрового сигнала на коэффициенты, инверсные половинные значения которых соответствуют коэффициентам усиления первого 12.1, второго 12.2 и третьего 12.3 усилителей соответственно.

БФОК 1, функциональная схема которого приведена на фиг.3, работает следующим образом.

Напряжения, формируемые на выходах третьего 6 и второго 10 ограничителей в любой момент времени t∈[t_k-1;t_k), k=1,2,3..., соответственно пропорциональные где 0≤α₃≤1 и 0≤α₂≤1, соответствуют "мягкому" оцениванию сигналов, с напряжениями, пропорциональными "1" и "-1". Данные напряжения поступают на вторые входы пятого 1.10 и четвертого 1.9 перемножителей БФОК 1 соответственно, где перемножаются с опорными сигналами. Причем на первый вход пятого перемножителя 1.10 опорный сигнал поступает через второй усилитель 1.8, а на первый вход четвертого перемножителя 1.9 - через первый усилитель 1.7. Т.к разделяемые линейно зависимые сигналы отличаются только мощностью (амплитудами), то на выходе первого 1.7 и второго 1.8 усилителей формируются инверсные напряжения, соответствующие несущим колебаниям s₂(t) и s₃(1) соответственно, присутствующие в выражении (1). В результате происходит наложение на опорное колебание третьего и второго сигналов информационной манипуляции. С выходов перемножителей 1.10 и 1.9 напряжения поступают на второй и третий входы трехвходового сумматора 1.1 соответственно, где происходит их вычитание из смеси y(t), поступающей на первый вход. Результирующее напряжение передается на второй вход первого 1.2 перемножителя, где с помощью напряжения, пропорционального оценочному значению 0≤α₁≤1 поступившего с выхода первого ограничителя 11, происходит снятие информационной манипуляции. Во втором перемножители 1.3 происходит снятие неинформационной манипуляции в соответствии с формой сигнала, формируемой генератором формы сигнала 1.4. В результате с выхода перемножителя 1.3 на вход полосового фильтра 1.5 поступает неманипулированное несущее колебание первого сигнала, искаженное АБГШ. В полосовом фильтре 1.5 происходит фильтрация указанного несущего колебания первого сигнала от белого шума. После чего в третьем перемножители 1.6 происходит наложение неинформационной манипуляции в соответствии с формой сигнала, формируемой генератором формы сигнала 1.4. На выходе перемножителя 1.6 в момент времени t∈[t_k-1;t_k), k=l,2,3..., формируется инверсное опорное колебание - s₁(t).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Л.Е. Варакин. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985, с. 384.

2. А.А. Сикарев, С.Н. Лебедев. Микроэлектронные устройства формирования и обработки сложных сигналов. - М.: Радио и связь, 1983, с. 216.

3. В. И. Коржик, Л. М. Финк, К.Н. Щелкунов. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. - М.: Радио и связь, 1981, с. 232.

4. Расчет и проектирование линейных аналоговых ARC-устройств: Пособие по курсовому и дипломному проектированию. / Под ред. проф. А.А. Ланнэ. - Л.: ВАС, 1980, с. 252.

5. Линейные устройства аппаратуры связи / А.Ф. Белецкий. - Л.: ВАС, 1972, c. 207.

6. Справочник по расчету линейных радиотехнических цепей. / Б.Ф. Емелин, - Л.: ВАС, 1966, с. 220.

7. Операционные усилители. /И. Достал, Пер. с англ. - М.: Мир, 1982, с. 512.

8. Бураченко Д.Л., Бобровский В.И. Оптимальные алгоритмы разделения трех линейно зависимых сигналов. / Петербургский журнал электроники. - СПб., 1998, 2, с.56-66.

Формула изобретения

1. Адаптивное устройство разделения сигналов двоичной фазовой манипуляции, содержащее блок формирования опорного колебания, информационный вход которого является входом устройства, первый перемножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к информационному входу и выходу блока формирования опорного колебания, выход первого перемножителя подключен ко входу первого фильтра нижних частот, первый, второй и третий управляющие входы блока, формирования опорного колебания подключены соответственно к выходам первого, второго и третьего ограничителей, входы первого и второго ограничителей подключены соответственно к входам третьего и второго блока принятия решения, выходы первого, второго и третьего блока принятия решения являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, выход второго перемножителя подключен к входу второго фильтра нижних частот, отличающееся тем, что дополнительно введен блок формирования компенсационных структур, первый, второй и третий выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого, второго и третьего сумматоров, первые входы которых объединены и подключены ко входу третьего ограничителя и выходу первого фильтра нижних частот, выходы первого, второго и третьего сумматоров подключены соответственно к первому, второму и третьему входам трехвходового перемножителя, выход которого подключен к входу третьего блока принятия решения, выход второго сумматора подключен ко входу второго блока принятия решения, выход второго фильтра нижних частот подключен к формирующему входу блока формирования компенсационных структур, управляющий вход которого подключен к выходу третьего ограничителя и входу первого блока принятия решения, первый и второй входы второго перемножителя объединены и подключены к выходу блока формирования опорного колебания.

2. Адаптивное устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования компенсационных структур состоит из первого, второго и третьего усилителей, входы которых объединены и являются формирующим входом блока, а их выходы подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего перемножителей, вторые входы которых объединены и являются управляющим входом блока, а выходы первого, второго и третьего перемножителей являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока.

3. Адаптивное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что блок формирования опорного колебания состоит из трехвходового сумматора, первый вход которого является информационным входом блока, первого перемножителя, первый вход которого является первым управляющим входом блока, а второй вход первого перемножителя подключен к выходу трехвходового сумматора, выход первого перемножителя подключен к первому входу второго перемножителя, второй вход которого подключен к выходу генератора формы сигнала, выход второго перемножителя подключен к входу полосового фильтра, выход которого подключен к первому входу третьего перемножителя, второй вход которого подключен к выходу генератора формы сигнала, выход третьего перемножителя является выходом блока и подключен к входам первого и второго усилителей, выходы которых подключены к первым входам соответственно четвертого и пятого перемножителей, вторые входы которых являются соответственно вторым и третьим управляющими входами блока, выходы четвертого и пятого перемножителей подключены соответственно к третьему и второму входам трехвходового сумматора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6