RU2454015C1 - Method for demodulation of frequency-manipulated absolute double-pulse signals used for information transfer via short-wave channel - Google Patents
Method for demodulation of frequency-manipulated absolute double-pulse signals used for information transfer via short-wave channel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2454015C1 RU2454015C1 RU2010142535/08A RU2010142535A RU2454015C1 RU 2454015 C1 RU2454015 C1 RU 2454015C1 RU 2010142535/08 A RU2010142535/08 A RU 2010142535/08A RU 2010142535 A RU2010142535 A RU 2010142535A RU 2454015 C1 RU2454015 C1 RU 2454015C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- signals
- manipulated
- interference
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для демодуляции частотно-манипулированных (ЧМ) сигналов.The invention relates to the field of radio engineering and is intended for demodulation of frequency-manipulated (FM) signals.
Известен способ передачи с большой девиацией частоты ЧМ сигналов для повышения коэффициента исправного действия (КИД) канала связи. Прием таких сигналов осуществляется как прием двух сигналов с амплитудной манипуляцией (2 AM).A known method of transmitting with a large deviation of the frequency of the FM signals to increase the coefficient of serviceability (KID) of the communication channel. Reception of such signals is carried out as reception of two signals with amplitude manipulation (2 AM).
Недостатком общепринятого способа передачи сигналов методом ЧМ с малой девиацией является то, что вследствие селективных замираний или при поражении станционными помехами одновременно близко расположенных на оси частот обеих поднесущих сигнала существенно снижается достоверность приема сообщений.A disadvantage of the generally accepted method for transmitting signals by the FM method with low deviation is that due to selective fading or when station interferences are simultaneously located on the frequency axis of both signal subcarriers, the reliability of message reception is significantly reduced.
Для уменьшения вероятности одновременного замирания и поражения станционными помехами, параметры которых отличаются от параметров передаваемого сигнала, сигналов на поднесущих частотах целесообразно частотную манипуляцию производить с большой девиацией, а сигналы поднесущих принимать индивидуально как 2 AM. При этом свойства станционных помех должны отличаться от параметров предаваемого сигнала. Недостатком известных способов приема AM сигналов является сложность выбора оптимального порога, на основании которого принимается решение. С целью оптимизации порогов для принятия AM сигналов используется абсолютный биимпульсный сигнал (АБС) [1].To reduce the likelihood of simultaneous fading and damage by station interference, the parameters of which differ from the parameters of the transmitted signal, it is advisable to perform frequency manipulation of signals at subcarrier frequencies with large deviation, and accept subcarrier signals individually as 2 AM. In this case, the properties of station interference should differ from the parameters of the transmitted signal. A disadvantage of the known methods for receiving AM signals is the difficulty in choosing the optimal threshold based on which a decision is made. In order to optimize the thresholds, an absolute bi-pulse signal (ABS) is used to receive AM signals [1].
Аналогом предлагаемого способа демодуляции АБС является демодулятор обычных ЧМ сигналов, в котором отдельно идет прием сигнала "отжатия" и "нажатия", после чего производится их сравнение и принимается решение в пользу сигнала с большей амплитудой [2].An analogue of the proposed method for ABS demodulation is a demodulator of conventional FM signals, in which the signal "squeeze" and "press" are separately received, after which they are compared and a decision is made in favor of a signal with a larger amplitude [2].
В предлагаемом способе аналогичным образом идет сравнение уровней двух соседних по времени элементов сообщения и решение принимается в пользу того элемента, сигнал которого имеет больший уровень.In the proposed method, the levels of two neighboring message elements are compared in a similar way and the decision is made in favor of the element whose signal has a higher level.
Прототипом предлагаемого демодулятора является демодулятор, с помощью которого принимается АБС [1]. Описываемый авторами АБС получается путем кодирования передаваемой информационно-двоичной последовательности (ИДП) по следующему алгоритму: каждая передаваемая посылка (фиг.1 а) разбивается на две посылки, равные по времени, причем первая посылка совпадает с исходной, а вторая является инверсией первой (фиг.1 б). Полученный сигнал поступает на вход частотного модулятора. С его выхода ЧМ сигнал с большой девиацией передается по каналу связи. На фиг.1 б изображен сигнал, модулирующий поднесущую в канале "нажатия", а на фиг.1 в - сигнал, модулирующий поднесущую в канале "отжатия". В демодуляторе с помощью узкополосных фильтров происходит разделение принятого сигнала на два: сигнал "нажатия" и сигнал "отжатия". Для принятия решения о принятом бите производится весовое сложение сигналов. Вес каждого сигнала определяется его уровнем. Качество сигнала определяется путем сравнения посылок на поднесущих частотах, соответствующих одному биту передаваемой ИДП. Если они одинаковые, то сигнал задерживается и не поступает на вход сумматора, если различны, то сигнал поступает на сумматор, выход которого соединен со схемой решения. Схема решения определяет знак принятого бита с учетом нулевого порога.The prototype of the proposed demodulator is a demodulator, with which it is taken ABS [1]. The ABS described by the authors is obtained by encoding the transmitted binary information sequence (IDP) according to the following algorithm: each transmitted packet (Fig. 1 a) is divided into two parcels that are equal in time, the first parcel coinciding with the original, and the second is the inverse of the first (Fig. .1 b). The received signal is fed to the input of the frequency modulator. From its output, the FM signal with a large deviation is transmitted through the communication channel. Figure 1 b shows the signal modulating the subcarrier in the channel "pressing", and figure 1 c - the signal modulating the subcarrier in the channel "squeeze". In the demodulator, with the help of narrow-band filters, the received signal is divided into two: the “press” signal and the “squeeze” signal. To make a decision about the received bit, weighted addition of signals is performed. The weight of each signal is determined by its level. The signal quality is determined by comparing the bursts on the subcarrier frequencies corresponding to one bit of the transmitted DID. If they are the same, then the signal is delayed and does not go to the input of the adder, if they are different, then the signal goes to the adder, the output of which is connected to the solution circuit. The decision scheme determines the sign of the received bit, taking into account the zero threshold.
Недостатком данного способа демодуляции является то, что при принятии решения не учитывается отношение (сигнал+помеха)/помеха, при сравнении сигналов, принимаемых на поднесущих частотах. Приведенные в вышеуказанной статье данные показали, что описанный в ней демодулятор ЧТ-АБС проигрывает идеальному демодулятору 2,22 дБ.The disadvantage of this demodulation method is that when making a decision, the ratio (signal + interference) / interference is not taken into account when comparing signals received at subcarrier frequencies. The data presented in the above article showed that the CT-ABS demodulator described in it loses to the ideal demodulator 2.22 dB.
Задача изобретения - повышение надежности правильного приема сообщения в коротковолновом канале связи при наличии в нем замираний и сосредоточенных по спектру станционных помех.The objective of the invention is to increase the reliability of the correct reception of the message in the short-wave communication channel in the presence of fading and concentrated on the spectrum of station interference.
Технический результат достигается с помощью использования АБС, благодаря которому предаваемый ЧМ сигнал с большой базой принимается как два независимых, дублирующих друг друга канала с AM сигналами. В первом канале ведется передача на частоте fн, во втором - на частоте fот, из них выбирается канал с максимальным отношением (сигнал+помеха)/помеха. Решения о значении бита в каждом из каналов принимается по порядку смены активной и пассивной посылки. В первом канале принятие активной посылки, а затем пассивной соответствует принятию логической "единицы", а приход пассивной, а затем активной посылки соответствует принятию логического "нуля". Во втором канале все происходит наоборот: принятие активной посылки, а затем пассивной соответствует принятию логического "нуля", а приход пассивной, а затем активной посылки соответствует принятию логической "единицы".The technical result is achieved using the ABS, thanks to which the transmitted FM signal with a large base is received as two independent, duplicating each other channels with AM signals. In the first channel, transmission is carried out at a frequency f n , in the second - at a frequency f from , a channel with the maximum ratio (signal + interference) / interference is selected from them. Decisions about the bit value in each channel are made in the order of changing the active and passive sending. In the first channel, the acceptance of the active premise, and then the passive, corresponds to the adoption of the logical “unit”, and the arrival of the passive and then active premise corresponds to the adoption of the logical “zero”. In the second channel, everything happens the other way around: the acceptance of an active premise, and then the passive, corresponds to the adoption of a logical “zero”, and the arrival of a passive and then active premise corresponds to the adoption of a logical “one”.
На фиг.2 изображена структурная схема демодулятора. Демодулятор состоит из демодулятора сигнала "нажатия" 1, демодулятора сигнала "отжатия" 2 и решающей схемы 3. Демодулятор сигнала "нажатия" 1 состоит из перемножителей принимаемого и квадратур опорного сигналов 4 и 5, интеграторов 6 и 7, двух полупериодных детекторов 8 и 9, устройства сложения 10. Демодулятор сигнала "отжатия" 2 состоит из перемножителей принимаемого и квадратур опорного сигналов 11 и 12, интеграторов 13 и 14, двух полупериодных детекторов 15 и 16, устройства сложения 17. Решающая схема 3 состоит из линий задержки 18 и 19, определителя отношения уровней напряжений и принятия решения 20 и 21, схемы выбора решения 22.Figure 2 shows the structural diagram of the demodulator. The demodulator consists of a demodulator of the "press"
Демодулятор работает следующим образом. Входной сигнал поступает на вход демодулятора сигнала "нажатия" 1 и демодулятора сигнала "отжатия" 2, умножается в элементах 4 и 5 соответственно на sin(2·π·fн) и cos(2·π·fн), а в элементах 11 и 12 соответственно на sin(2·π·fот) и cos(2·π·fот), гдеThe demodulator works as follows. The input signal is input to the demodulator of the “press”
fн - частота "нажатия";f n - the frequency of "pressing";
fот - частота "отжатия".f from - the frequency of "squeezing".
Сигналы с выходов перемножителей 4 и 5 поступают на входы интеграторов 6 и 7 соответственно, а с выходов перемножителей 11 и 12 - на входы интеграторов 13 и 14 соответственно. Интеграторы представляют собой кинематические фильтры [3]. Время интегрирования равно длительности символа АБС.С интеграторов сигналы поступают на двухполупериодные детекторы 8 и 9, 15 и 16. С выходов двухполупериодных детекторов 8 и 9 сигналы подаются на входы устройства сложения 10, а с выходов двухполупериодных детекторов 15 и 16 сигналы подаются на входы устройства сложения 17. Сигналы с выхода демодуляторов 1 и 2 (с выхода устройств сложения 10 и 17) поступают на схему решения 3 и задерживаются на длительность символа АБС линиями задержки 18 и 19 соответственно. Сигналы с выхода устройства сложения 10 и линии задержки 18 поступают на входы определителя отношения уровней напряжений и принятия решений 20, где полученные значения уровней соседних составляющих АБС сравниваются и по результатам сравнения выносится решение о принятом информационном бите в канале с сигналом "нажатия". Полученное отношение уровней равно отношению напряжения активного элемента, соответствующего времени излучения сигнала (уровень "сигнала+помеха") к напряжению пассивного элемента, соответствующему времени отсутствия сигнала (уровень "помеха"). Аналогично сигналы с выхода устройства сложения 17 и линии задержки 19 поступают на входы определителя отношения уровней напряжений и принятия решений 21, где полученные значения уровней сигналов сравниваются и по результатам их сравнения выносится решение о принятом информационном бите в канале с сигналом "отжатия". Полученные значения отношение (сигнал+помеха)/помеха с выходов элементов 20 и 21 поступают на схему выбора решения 22. Окончательное решение о принятом бите принимается после сравнения уровней (сигнал+помеха)/помеха в канале с сигналом "нажатия" и в канале с сигналом "отжатия". Схема выбора решения 22 принимает решение, которое соответствует каналу с наибольшим отношением (сигнал+помеха)/помеха.The signals from the outputs of
На фиг.3 изображены график вероятности ошибки приема одного бита предлагаемым демодулятором в зависимости от отношения энергии предаваемого символа к спектральной плотности мощности шума для одного канала и потенциальная помехоустойчивость системы связи с ЧМ сигналами, рассчитанная по формуле [3]:Figure 3 shows a graph of the probability of an error in the reception of one bit by the proposed demodulator depending on the ratio of the energy of the transmitted symbol to the spectral density of noise power for one channel and the potential noise immunity of the communication system with FM signals, calculated by the formula [3]:
Pош=0,5·exp(-h2/2),P err = 0,5 · exp (-h 2/2),
где h2 - отношение энергии активной посылки к спектральной плотности помехи.where h 2 is the ratio of the energy of the active transmission to the spectral density of the interference.
На фиг.3 линия 1 проведена через точки, соответствующие значениям вероятности ошибок элементов сообщения, полученные в ходе вычислительного эксперимента, а линия 2 соответствует потенциальной помехоустойчивости ЧМ сигнала.In Fig. 3,
Из фиг.3 видно, что предлагаемый способ демодуляции АБС практически не проигрывает по энергетике идеальному демодулятору, который обеспечивает потенциальную помехоустойчивость приема сигналов частотной манипуляции. По сравнению с прототипом энергетический выигрыш составляет 2,22 децибелов, которые прототип энергетически проигрывает идеальному ЧМ демодулятору.Figure 3 shows that the proposed method of ABS demodulation practically does not lose in energy to the ideal demodulator, which provides the potential noise immunity of receiving frequency manipulation signals. Compared to the prototype, the energy gain is 2.22 decibels, which the prototype energetically loses to the ideal FM demodulator.
Использование предлагаемого способа демодуляции позволяет оценивать отношение (сигнал+помеха)/помеха в канале связи и на основании этого отношения принимать решение о знаке символа. Благодаря использованию АБС прием сигналов ведется по двум независимым частотно-разнесенным каналам и обеспечивает прием сообщений при непрохождении сигналов на одной из поднесущих частот вследствие селективных замираний или при поражении одного из каналов мощной станционной помехой.Using the proposed method of demodulation allows you to evaluate the ratio (signal + interference) / interference in the communication channel and based on this relationship to decide on the sign of the symbol. Thanks to the use of ABS, signals are received through two independent frequency-spaced channels and provides messages when signals are not transmitted on one of the frequency subcarriers due to selective fading or when one of the channels is damaged by powerful station noise.
Эффективность предлагаемого способа выражается в повышении помехозащищенности цифровых систем радиосвязи с использованием ЧМ сигналов в условиях многолучевости, в сложной помеховой обстановке и при малых отношениях сигнал/помеха.The effectiveness of the proposed method is expressed in increasing the noise immunity of digital radio communication systems using FM signals in multipath conditions, in a complex jamming environment and with small signal / noise ratios.
Источники информацииInformation sources
1. Николаев Г.М., Салтыков О.В. Демодулятор ЧТ-АБС, реализованный на базе сигнального процессора ADSP-2181. // Техника радиосвязи. - 2000. - Вып.5. - С.60-72.1. Nikolaev G.M., Saltykov O.V. CT-ABS demodulator, implemented on the basis of the signal processor ADSP-2181. // Radio communication technology. - 2000. -
2. Стешенко В.Б., Бумагин А.В., Петров А.В., Шишкин Г.В. Анализ и моделирование цифрового некогерентного квадратурного демодулятора низкоскоростных ЧМ сигналов. // Цифровая обработка сигналов. - 2001. -№3 - С.37-42.2. Steshenko VB, Bumagin A.V., Petrov A.V., Shishkin G.V. Analysis and modeling of digital incoherent quadrature demodulator of low-speed FM signals. // Digital signal processing. - 2001.-№3 - S.37-42.
3. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. Изд. 2-е переработанное и дополненное. - Советское радио, 1970. - С.728.3. Fink L. M. Theory of discrete message transmission. Ed. 2nd revised and supplemented. - Soviet Radio, 1970. - P.728.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010142535/08A RU2454015C1 (en) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | Method for demodulation of frequency-manipulated absolute double-pulse signals used for information transfer via short-wave channel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010142535/08A RU2454015C1 (en) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | Method for demodulation of frequency-manipulated absolute double-pulse signals used for information transfer via short-wave channel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010142535A RU2010142535A (en) | 2012-04-27 |
RU2454015C1 true RU2454015C1 (en) | 2012-06-20 |
Family
ID=46297056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010142535/08A RU2454015C1 (en) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | Method for demodulation of frequency-manipulated absolute double-pulse signals used for information transfer via short-wave channel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2454015C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519011C1 (en) * | 2013-02-20 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Method of transmitting information over short-wave link using frequency-shift keyed signals |
RU2705357C1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-11-07 | Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" | Method of transmitting information over a short-wave communication channel using frequency-shift keyed signals |
RU2752650C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-07-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Method for transmission of discrete signals based on frequency modulation |
RU2774379C1 (en) * | 2021-10-05 | 2022-06-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method for increasing the throughput and quality of estimation of short-wave communication channels with absolute-bipulse signals when they are adapted to communication conditions |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2099892C1 (en) * | 1995-05-10 | 1997-12-20 | Сибирская государственная академия телекоммуникаций и информатики | Method and device for relative phase modulated signal demodulation |
US6140869A (en) * | 1998-01-21 | 2000-10-31 | Stmicroelectronics S.A. | Device for demodulating a binary phase-shift keyed signal |
RU2168869C1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-06-10 | Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" | Method of demodulation of signals with relative phase-shift keying and device for realization |
RU32346U1 (en) * | 2003-02-20 | 2003-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" | Phase Shifted Demodulator |
-
2010
- 2010-10-18 RU RU2010142535/08A patent/RU2454015C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2099892C1 (en) * | 1995-05-10 | 1997-12-20 | Сибирская государственная академия телекоммуникаций и информатики | Method and device for relative phase modulated signal demodulation |
US6140869A (en) * | 1998-01-21 | 2000-10-31 | Stmicroelectronics S.A. | Device for demodulating a binary phase-shift keyed signal |
RU2168869C1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-06-10 | Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" | Method of demodulation of signals with relative phase-shift keying and device for realization |
RU32346U1 (en) * | 2003-02-20 | 2003-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" | Phase Shifted Demodulator |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519011C1 (en) * | 2013-02-20 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Method of transmitting information over short-wave link using frequency-shift keyed signals |
RU2705357C1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-11-07 | Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" | Method of transmitting information over a short-wave communication channel using frequency-shift keyed signals |
RU2752650C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-07-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Method for transmission of discrete signals based on frequency modulation |
RU2774379C1 (en) * | 2021-10-05 | 2022-06-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method for increasing the throughput and quality of estimation of short-wave communication channels with absolute-bipulse signals when they are adapted to communication conditions |
RU2784378C1 (en) * | 2022-02-16 | 2022-11-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Method for noise-proof transmission and reception of information based on frequency-shift keyed signals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010142535A (en) | 2012-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7558191B2 (en) | Method of OFDM communication using superposition coding | |
WO2021093492A1 (en) | Modulator, demodulator and wireless communication system | |
Dash et al. | Smart grid network with D2D communication and coherent PLC: Error analysis | |
Wimalajeewa et al. | Distributed asynchronous modulation classification based on hybrid maximum likelihood approach | |
JP2002523978A (en) | Method and apparatus for transmitting information symbols using multiple carriers and method and apparatus for receiving information symbols | |
RU2454015C1 (en) | Method for demodulation of frequency-manipulated absolute double-pulse signals used for information transfer via short-wave channel | |
Tedik et al. | Practical full duplex physical layer network coding | |
Khan et al. | Symbol denoising in high order M-QAM using residual learning of deep CNN | |
Koohian et al. | Residual self-interference cancellation and data detection in full-duplex communication systems | |
US20210377083A1 (en) | Machine learning-based demodulation method for energy-detecting mimo receivers | |
Gong et al. | Two-path succussive relaying with hybrid demodulate and forward | |
CN102857323A (en) | Amplification and transmission coordination based network coding method | |
Hidayati | Performance of best relay selection in single relay selection scheme with network coding | |
Kumar et al. | Performance analysis and optimization of multi-level ASK constellation in a receive diversity noncoherent PLC system | |
Archana et al. | Integrated approach for efficient power consumption and resource allocation in MIMO-OFDMA | |
Zhang et al. | A network coding unicast strategy for wireless multi-hop networks | |
IL227735A (en) | Communications system using a modified continuous phase modulation scheme and a corresponding method | |
Mohammed et al. | Exploiting One-Dimensional Convolutional Neural Networks for Joint Channel Estimation and Signal Detection in Non-Orthogonal Multiple Access Systems | |
Saikia et al. | L-MRC Receiver with Estimation Error over Hoyt Fading Channels | |
Surekha | Integrated approach for efficient power consumption and resource allocation in MIMO-OFDMA. | |
Singh | Performance analysis of differential dual hop relaying system over Alpha-mu fading channel | |
JP3633715B2 (en) | Digital wireless transmission system | |
Banerjee et al. | Study of Binary Phase Shift keying (BPSK) And Binary Frequency Shift Keying (BFSK) Characteristics through AWGN Channel with Same Signal to Noise Ratio (SNR) Using MATLAB and SIMULINK | |
Şahin et al. | Amplify-and-forward strategy with limited feedback in two-way relay channels | |
Gupta et al. | NCDT-CSS: Enhancing Performance Using Non-Coherent Distributed Transmission of Chirp Spread Spectrum |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191019 |