WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


«Вестник Воронежского института МВД России №4 / 2014 А.Н.Глушков, А.В. Сидоров, О.И. Бокова ВОЗДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСНОЙ ПОМЕХИ НА ЦИФРОВОЙ ДЕМОДУЛЯТОР ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ THE ...»

Вестник Воронежского института МВД России №4 / 2014

А.Н.Глушков, А.В. Сидоров, О.И. Бокова

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСНОЙ ПОМЕХИ НА ЦИФРОВОЙ

ДЕМОДУЛЯТОР ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

THE DEVICE DEMODULATION OF RADIO SIGNALS

WITH A RELATIVE PHASE SHIFT KEYING WHEN EXPOSED

TO IMPULSE NOISE

Рассматриваются вопросы цифровой обработки радиосигналов. Приводятся результаты исследования характеристик устройства демодуляции радиосигналов с относительной фазовой манипуляцией при воздействии импульсных помех.

The article considers the issues of digital processing of radio signals. The research results of characteristics of the device demodulation of radio signals with a relative phase shift keying when exposed to impulse noise are given.

Сигналы с относительной фазовой манипуляцией (ОФМ) широко применяются в некогерентных системах передачи данных. Для их обработки целесообразно использовать быстрый цифровой алгоритм и соответствующее ему устройство демодуляции сигналов с ОФМ [1], в которых обеспечивается минимальное число арифметических операций на каждый обрабатываемый отсчет. Структурная схема демодулятора сигнала с двоичной ОФМ показана на рис. 1.

Рис. 1.

Входной сигнал с несущей частотой f 0 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП), формирующего по четыре отсчета на период сигнала T 1/ f 0, как показано на рис. 2, а, которые записываются в многоразрядный регистр сдвига на 4 отсчета МР4. Четные отсчеты подаются на нижнее вычитающее устройство ВЫЧ (рис.

1), формирующее отдельно на каждом i -м периоде разности x0i s2 s4, а нечетные — на верхний вычитатель ВЫЧ, на выходе которого появляется величины x1i s1 s3.

Научные сообщения Полученные разности x0i и x1i накапливаются в блоках накопления отсчетов БНО0 и БНО1 в течение N 2n поступивших периодов сигнала (на интервале времени NT, равной длительности информационного символа). Структурная схема одного БНО показана на рис. 2, б (СУМ — сумматоры, МР — многоразрядные регистры сдвига, которые в начальный момент времени обнуляются). Регистры МРk содержат 2k 1 ячеек памяти и реализуются на базе оперативного запоминающего устройства.

Рис. 2. Процедура формирования отсчетов входного сигнала (а) и структурная схема блока накопления отсчетов (БНО) (б) При поступлении первого периода значение x1 складывается в СУМ1 с нулевым содержимым МР1, записывается в МР1 и передается на вход СУМ2. В результате на выходе СУМ(n-1) появляется величина y1 x1. После второго периода в СУМ1 формируется величина x1 x2 и в результате y2 x1 x2.

В результате при i N на выходах БНО0 и БНО1 для последних принятых N периодов соответственно получим y0 s4( j 1) s4( j 1) 2

–  –  –

Выражение (9) совпадает с классической формулой потенциальной помехоустойчивости [3,4], то есть предложенный в [1] алгоритм демодуляции является оптимальным.

Зависимость вероятности ошибки pОШ от отношения сигнал/шум h показана сплошной линией на рис. 4, точками отмечены результаты статистического имитационного моделирования.

–  –  –

Рис. 4. Зависимость вероятности ошибки pОШ от отношения сигнал/шум h Исследование помехоустойчивости демодулятора [1] при воздействии хаотических импульсных помех наталкивается на серьезные математические трудности, поэтому его целесообразно проводить методами статистического имитационного моделирования, подобный подход применен и в [5].

Для облегчения интерпретации результатов моделирования целесообразно использовать простую модель хаотической импульсной помехи в виде радиоимпульсов с фиксированной амплитудой S ИП и несущей частотой f ИП, но со случайными равномерно распределенными значениями длительности радиоимпульсов и временных интервалов между ними, а также их начальных фаз.

В качестве примера рассмотрим некогерентный демодулятор [1] двоичного ОФМ сигнала с несущей частотой f 0 10 МГц (длительностью периода T 0,1 мкс), амплитудой S 1 и числом периодов в информационном элементе N 64 (длительность элемента 0 N T 6,4 мкс) при случайных равновероятных передаваемых символах, полоса частот П 312,5 кГц, при отсутствии шумовой помехи.

На рис. 5, а показан пример реализации импульсной помехи с частотой f ИП 10 МГц, амплитудой S ИП 1, средней длительностью радиоимпульса И 0 и отношением длительности паузы к длительности импульса помехи q П / И 1. На рис. 5, б приведен нормированный спектр амплитуд помехи в окрестности несущей частоты, там же пунктиром показана нормированная АЧХ демодулятора (7).

Рис. 5. Реализация импульсной помехи (а) и нормированный спектр амплитуд помехи в окрестности несущей частоты (б) Вестник Воронежского института МВД России №4 / 2014 Амплитуда S ИП 1 помехи постоянна, а колебания максимальных значений импульсов на рис. 5, а обусловлены положением на функции sИП (t ) моментов квантования (по четыре отсчета на период). Согласно рис. 5, б, спектр импульсной помехи согласован с АЧХ демодулятора.

На рис. 6, а показаны зависимости вероятности ошибки демодуляции pОШ от относительной средней длительности паузы между импульсами помехи q П / И, полученные в результате статистического имитационного моделирования для импульсной помехи на рис. 5. Как видно, с уменьшением интервалов между импульсами помехи вероятность ошибки увеличивается, достигая максимума при q 0 (гармоническая помеха со случайно меняющейся начальной фазой, по форме близкая к передаваемому сигналу). Мешающее действие помехи усиливается с ростом ее амплитуды, когда она соизмерима с амплитудой полезного сигнала. Слабая импульсная помеха эффективно устраняется демодулятором.

На рис. 6, б приведены те же кривые, что и на рис. 6, а, но для различных значений средней длительности И импульсов помехи. При уменьшении ее в два раза ( И 0,5 0 ) вероятность ошибки резко снижаются при всех значениях q, так как помеха становится более широкополосной и ее действие ослабляется благодаря фильтрующим свойствам демодулятора [1] (рис. 3).

На рис. 7 представлены результаты моделирования воздействия на демодулятор импульсной помехи, несущая частота f ИП которой отклоняется от частоты сигнала f 0 10 МГц. Пример спектра импульсной помехи, смещенной относительно несущей частоты сигнала на 100 кГц, показан на рис. 7, а.

Рис. 6. Зависимости вероятности ошибки демодуляции pОШ от относительной средней длительности паузы между импульсами помехи (а) и для различных значений средней длительности И импульсов помехи (б)

–  –  –

Рис. 7. Спектр импульсной помехи, смещенной относительно несущей частоты сигнала на 100 кГц (а) и зависимость вероятности ошибки от расстройки (б) На рис. 7, б показана зависимость вероятности ошибки от расстройки f ИП f 0 при И 0 для различных q. Как видно, с ростом f ИП f 0 влияние импульсной помехи существенно ослабляется, что также обусловлено фильтрующими свойствами демодулятора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Глушков А.Н., Литвиненко В.П. Цифровой демодулятор сигналов с относительной фазовой манипуляцией. Патент РФ №2505922 С2 Н04В 1/10, опубликован 27.01.2014, бюл. №3.

2. Глушков А.Н. Помехоустойчивость цифровой квадратурной демодуляции сигналов с относительной фазовой манипуляцией / А.Н. Глушков, В.П. Литвиненко, П.А. Попов // Вестник ВГТУ, серия «Радиоэлектроника и системы связи». Вып. 4.3. — Воронеж, 2003. — С. 9—12.

3. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. — М.: Сов. Радио, 1970.

— 728 с.

4. Информационные технологии в радиотехнических системах / под ред. И.Б.

Федорова. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. — 846 с.

5. Антипенский Р.В. Разработка моделей преднамеренных помех сигналам с дискретной модуляцией // Компоненты и технологии. — 2007. — № 10. — С. 138—143.

REFERENCES

1. Glushkov A.N., Litvinenko V.P. Tsifrovoy demodulyator signalov s otnositelnoy fazovoy manipulyatsiey. Patent RF № 2505922 S2 N04V 1/10, opublikovan 27.01.2014, byul. № 3.

2. Glushkov A.N. Pomehoustoychivost tsifrovoy kvadraturnoy demodulyatsii signalov s otnositelnoy fazovoy manipulyatsiey / A.N. Glushkov, V.P. Litvinenko, P.A. Popov // Vestnik VGTU, seriya «Radioelektronika i sistemyi svyazi». Vyip. 4.3. —Voronezh, 2003. — S.

9—12.

3. Fink L.M. Teoriya peredachi diskretnyih soobscheniy. — M.: Sov. Radio, 1970. — 728 s.

Вестник Воронежского института МВД России №4 / 2014

4. Informatsionnyie tehnologii v radiotehnicheskih sistemah / pod red. I.B. Fedorova.

— M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2011. — 846 s.

5. Antipenskiy R.V. Razrabotka modeley prednamerennyih pomeh signalam s diskretnoy modulyatsiey // Komponentyi i tehnologii. — 2007. — № 10. — S. 138—143.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Глушков Алексей Николаевич. Доцент кафедры инфокоммуникационных систем и технологий.

Кандидат технических наук.

Воронежский институт МВД России.

E-mail: anglush@rambler.ru Россия, 394065, г. Воронеж, проспект Патриотов, 53. Тел. (473) 200-52-31.

Сидоров Александр Викторович. Преподаватель кафедры инфокоммуникационных систем и технологий.

Воронежский институт МВД России.

E-mail: sidorov-av80@mail.ru Россия, 394065, г. Воронеж, проспект Патриотов, 53. Тел. 89204186214, 200-52-27.

Бокова Оксана Игоревна. Начальник кафедры инфокоммуникационных систем и технологий.

Доктор технических наук, профессор.

Воронежский институт МВД России.

Россия, 394065, г. Воронеж, проспект Патриотов, 53. Тел. (473) 200-52-25.

Glushkov Alexej Nikolaevich. Assistant professor of the chair of communication systems and technologies. Candidate of technical sciences.

Voronezh Institute of the Ministry of the Interior of Russia.

Work address: Russia, 394065, Voronezh, Prospect Patriotov, 53. Tel. (473) 200-52-31.

Sidorov Alexander Victorovich. Lecturer of the chair of infocommunication systems and technologies.

Voronezh Institute of the Ministry of the Interior of Russia.

Work address: Russia, 394065, Voronezh, Prospect Patriotov,53. Tel. 89204186214.

Bokova Oksana Igorevna. Chief of the chair of communication systems and technologies.Doctor of technical sciences, professor.

Voronezh Institute of the Ministry of the Interior of Russia.

Work address: Russia, 394053, Voronezh, Prospect Patriotov, 53. Tel. (473) 200-52-25.

Ключевые слова: узкополосный радиосигнал; цифровая обработка сигнала; квадратурный канал обработки; относительная фазовая манипуляция; демодуляция.

Key words: narrowband radio signal; digital signal processing; quadrature channel processing; the relative phase shift keying; demodulation.

Похожие работы:

«ДЕРЖАВНІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ КАНАЛІЗАЦІЯ ЗОВНІШНІ МЕРЕЖІ ТА СПОРУДИ Основні положення проектування ДБН В.2.5-75:2013 Видання офіційне Київ Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України ...»

«КОНТИНЕНТ КОНТИНЕНТ KONTINENS KONTYNENT CONTINENT KONTINENT КАНТЫНЕНТ KONTINENTAS KONTINENTS MANDER КОНТИНЕНТ Но спасовав Потом он вернулся и пред челюстью стал едать. Он ду­ будьдожьей, мал, что если спряТалант четоя сам, возьмут и в поражении жену и шестерых де­ талант, И по-иному тей. Он ед а л и м о ­ прячется художник, лился, ч...»

«1 См.: Лаврентьевская летопись / / Полное собрание русских летописей. М., 1962. Т. 1. С. 1—286. м См.: Там же. С. 3, 156, 158. 1 См.: Там же. С. 213. 1 Суздальская летопись / / Поли. собр. рус. летописей. Т. 1. С. 513 1 См.:Вести-Куранты. 1600—1639 гг. М., 1972. 1 См.:Вести-Куранты. 1642—1644 гг. М...»

«Утверждаю Начальник Управления ПО и ИТ ОАО "АТС" / Лашманов А.В./ _ 2007г Инструкция по установке и тестированию программного обеспечения для подачи заявок на покупку-продажу электроэнергии на оптовом рынке Руководство администратора Версия АРМ Заявки 1.3.20 build 4...»

«Информация о результатах экспертизы проекта Решения "О бюджете Елизовского муниципального района на 2016 год" В результате экспертизы проекта Решения "О бюджете Елизовского муниципального района на 2016 год" установлено...»

«Елена Сергеевна Галкина Русский каганат. Без хазар и норманнов Серия "Наша Русь" http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=156126 Елена Сергеевна Галкина. Русский каганат. Без хазар и норманнов: Вече; Москва; 2012 ISBN 978-5-4438-0164...»

«ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА по монтажу перегородок из камней бетонных перегородочных пустотелых СКЦ 1Р-1ПГ, СКЦ 1Р-1ПГ-К ТУ-5741-008-49975776-2010 07.16 WWW.MELICONPOLAR.RU СКЦ 1Р-1ПГ(К) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ПО МОНТАЖУ МЕЖКВАРТИРНЫХ ПЕРЕГОРОДОК СОДЕРЖАНИЕ: Стр. Область применения 1. 2 Описание и характеристики изделий 2. 2 Монтаж межквартирн...»

«1 Посвящается моему близнецовому пламени! В.П. КУЗЬМИНА Глава 16. Оксфорд Стратфорд-на-Эвоне. МОЯ ЕВРОПА. ЧАСТЬ: ВЕЛИКОБРИТАНИЯ – 2014. Тур 5B-XL. ПУТЕВЫЕ ЗАМЕТКИ. Москва_Белоруссия: Брест_Польша: Познан...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.