ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ФАЗОВОГО ДЕМОДУЛЯТОРА НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ СВЯЗАННЫХ АВТОГЕНЕРАТОРОВ

March 25, 2012 by admin Комментировать »

Антипов В. Б., Антипов И. В., Злепушков М. Г., Макаров С. Ф. Томский государственный университет (ТГУ) Проспект Ленина, 36, Томск – 634050, Россия Тел.: +7(3822) 413834; e-mail: antip@elefot.tsu.ru

Аннотация – Теоретически и экспериментально исследовано воздействие аддитивного шума на систему связанных автогенераторов, синхронизуемую фазорасщепленным внешним сигналом. Показано, что демодулятор на основе указанной системы асимптотически приближается по характеристике помехоустойчивости к оптимальному когерентному демодулятору.

I. Введение

Система связанных автогенераторов (АГ), на каждый из которых внешний сигнал действует с определенным фазовым сдвигом, обладает свойством выделять подавленную несущую фазоманипулиро- ванного сигнала [1]. Основные свойства стационарных режимов в такой системе рассмотрены в [2].

Качество работы демодулятора на основе системы связанных АГ зависит от ее реакции на аддитивный шум, неизбежно присутствующий в реальном канале связи. Эта реакция состоит в появлении дополнительных ошибок, обусловленных проскальзываниями фазы восстановленного несущего колебания. Целью работы является определение характеристик помехоустойчивости исследуемого демодулятора с точки зрения его применения в технике связи.

II.  Основная часть

Анализ системы произвольного числа N одинаковых АГ проводится с помощью уравнений для фаз, имеюших вид

где 8- расстройка, /и- коэффициент связи АГ,Я- относительная амплитуда сигнала, q 1ж{п-\!2) _

п N

фаза внешнего сигнала, подводимого к АГ с порядковым номером N.

При векторно-геометрическом представлении колебания каждого отдельного АГ ассоциируются с единичным вектором а„ . Их сумма

Puc. 2. Фрагмент изображения земной поверхности, полученный с использованием нового демодулятора.

Fig. 2. Earth Surface Image Fragment Depicted Using New Demodulator

I.     Заключение

Теоретическое исследование фазового демодулятора на основе системы связанных АГ показало, что он обладает предельной помехоустойчивостью на уровне классических образцов. Этот вывод подтверждается экспериментальным измерением коэффициента ошибок, а также успешным испытанием демодулятора в составе реального приемного радиотракта.

Работа финансируется грантом Минобразования РФ № Т02-02.5-3393

II.   Список литературы

[1 ] Антипов В. Б., Антипов И. В., Тельпуховский Е. Д. Исследование фазового демодулятора на основе системы связанных автогенераторов. – Доклады VIII междунар. н.-т. конф. «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж.2002. с.2176-2181.

[2]  Антипов В. Б., Антипов И. В. Стационарные режимы в системе связанных автогенераторов, синхронизуемой фазорасщепленным внешним сигналом. – http://jre. cplire/jre/nov03/2/text. html.

BER PERFORMANCE OF PHASE DEMODULATOR USING A SYSTEM OF COUPLED OSCILLATORS

Antipov V. B., Antipov I. V., Zlepoushkov M. G.,

Makarov S. F.

Tomsk State University 36, Lenin avenue, Tomsk – 634050, Russia phone: (3822) 413834 e-mail: antip@elefot.tsu.ru

Abstract – Theoretical and experimental investigation is held concerning added noise influence on a system of coupled oscillators synchronized with phase-splitted external signal. By its BER performance, phase demodulator using said system is shown to be asymptotically equivalent to optimum coherent demodulator.

I.  Introduction

A system of coupled oscillators, each subjected to an external signal with proper phase shift, is able to recover suppressed carrier of phase-shift keyed signal [1]. Operation quality of demodulator using such system depends upon its response to addition noise inevitably present in real communication link. This response produces additional errors due to phase slipping. The objective of this report is to determine bit error rate (BER) vs signal to noise ratio (SNR) characteristics of new demodulator from viewpoint of its possible application in communication techniques.

II.  Main part

Steady-state analysis of a system of coupled oscillators defined with equations (1) had been made using vector representation in complex plane [2]. Vector sum of individual oscillations appears to be invariant to input signal phase laps between discrete positions and can be used as recovered carrier.

For dynamic regime, the system response may be defined with differential equation (2) for the phase of vector sum. In this equation, the first term is responsible for simmetric arrangement of individual vectors relative to their sum and he second term is responsible for a trend of the sum vector to follow after the input signal vector.

In a case of two coupled oscillators and low level noise, phase equation for sum vector is given in explicit form (3) demonstrating low-pass filtering properties of the system with respect to phase noise. The less is external signal amplitude, the more coherent is the recovered carrier. In this sense the new demodulator is asymptotically approaching to optimum demodulator.

With high level noise a numerical solution leads to following conclusions:

1.     Without input signal phase-shift keying, phase slips of recovered carrier are extremely rare and up to SNR=3 dB cause no additional errors.

2. In presence of phase-shift keying carrier slips are observed more frequently, yet additive noise still is the main source of bit errors.

3.Frequency mismatch increases probability of phase slips so that they become the main source of errors. The last circumstance makes it necessary to use automatic frequency control.

Theoretical conclusions are approved with experiments. Fig. 1 shows BER curve (bit error rate versus signal-to-noise ratio) obtained for demodulator using two coupled oscillators. Solid lines are corresponding to optimum coherent and optimum noncoherent demodulators, the dots – measured results. Fig. 2 shows a fragment of Earth surface image broadcasted from “Meteor” satellite and received with the use of new demodulator.

III.  Conclusion

Theoretical investigation of phase demodulator using a system of coupled oscillators shows its BER performance to be asymptotically close to that of optimum demodulator. This conclusion is fairly approved with BER measurements and working capability test in real radio link equipment.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты