СПОСОБ ФАЗОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
METHOD FOR PHASE SIGNAL PROCESSING

Способ фазовой обработки сигналов применяется для обработки сигналов в радиотехнических системах и может быть использован при передаче дискретных сигналов по радиоканалам.
Известен способ фазовой обработки сигналов (патент РФ № RU 2461119 «Способ демодуляции сигналов с относительной фазовой модуляцией»), при котором принимают сигналы, фильтруют и выравнивают его амплитуду, генерируют опорный сигнал и вычисляют его корреляционную функцию с принятым сигналом. Затем интегрируют корреляционную функцию последовательно и фиксируют ее значение. Вычисляют модуль разницы значений корреляционных функций на разных временных интервалах и сравнивают с скорректированным пороговым значением, которое вычисляют путем алгебраического сложения предварительно заданного порогового значения и вычисленного отклонения, определяемого значением «единицы» или «нуля» на выходе демодулятора.
Пороговое значение корректируют на каждом этапе принятия решения в зависимости от соотношения «единиц» и «нулей» в модулируемом сигнале.
Однако указанный способ обработки сигналов является довольно сложным процессом, включающим в себя множество операций.
n
n
n
0
0
0
n
n
n
n
n
n
n-1
n
n-1
n
n
n
n
n
n
n
n
<mrow><mfrac><mi>π</mi><mn>2</mn></mfrac></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><mn>3</mn><mi>π</mi></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow>
Кроме того, известен способ фазовой обработки сигналов, являющийся прототипом предлагаемого способа фазовой обработки сигналов (Патент РФ № RU 2408996 «Способ демодуляции сигналов с относительной фазовой модуляцией и устройство для его осуществления»), заключающийся в том, что фильтруют демодулированный сигнал S(t), формируют из упомянутого отфильтрованного демодулированного S(t) последовательность прямоугольных импульсов S(t), соответствующих знаку его мгновенных значений, генерируют две опорные последовательности прямоугольных импульсов C(t) и S(t), соответствующих знаку мгновенных значений синфазного cos(2πft) и квадратурного sin(2πft) сигналов с частотой f равной средней частоте демодулируемого сигнала, получают на длительности Т каждого элемента демодулируемого сигнала S(t) две корреляционные функции Y(t), X(t) сформированной последовательности прямоугольных импульсов S(t) с упомянутыми опорными последовательностями C(t) и S(t)соответственно, берут отсчеты Y, X указанных корреляционных функций в момент окончания элемента сигнала, по которым получают оценку фаз Ф на данном n-м элементе сигнала S(t), включают абсолютную величину разности оценок фаз /Ф-Ф/, полученных на данном и предыдущем элементах демодулированного сигнала S(t), принимают решение о демодулированном (принятом) символе на основании сравнения упомянутой абсолютной величины разности оценок фаз /Ф-Ф/ с двумя пороговыми значениями разности фаз
,
. Причем получение оценки фазы Ф на данном n-м элементе демодулируемого сигнала S(t) осуществляется путем поочередного использования в отдельности каждого из отчетов Y и X указанных корреляционных функций. Очередность использования упомянутых отсчетов Y и X для получения оценки фазы Ф на данном n-м элементе демодулируемого сигнала S(t) определяется на основе сравнения абсолютных значений и знаков упомянутых отсчетов Y и X по правилу
Однако указанный способ фазовой обработки сигналов является сложным процессом, включающим в себя множество операций, таких как формирование опорных последовательностей, логические операции, а также вычисления синуса и косинуса, вычисление разности оценок фаз.
Задачей предлагаемого способа является упрощение процесса обработки сигналов. Поставленная задача достигается тем, что в способе фазовой обработки сигналов, заключающемся в фильтрации сигналов, осуществляют оцифровывание мгновенных значений входного сигнала, вычисляют суммы модулей отсчетов единичного и нулевого сигналов и сравнивают с порогом с последующим принятием решения в пользу единицы или нуля.
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг. 2 представлен единичный сигнал, на фиг. 3 представлен нулевой сигнал.
Устройство (фиг. 1) содержит фильтр 1, выход которого соединен с входом аналогового цифрового преобразователя 2, выход которого соединен с входом арифметического устройства 3, выход которого соединен с входом оперативного запоминающего устройства 4. Блоки 2, 3, 4 являются узлами сигнального процессора 5.
Способ осуществляется следующим образом.
Входной сигнал S(t) после фильтрации фильтром 1 поступает на аналого-цифровой преобразователь 2, где оцифровывают его отсчеты, взятые через интервал дискретизации. После чего в двоичном коде отсчеты сигнала поступают в арифметическое устройство 3, где накапливают суммы модулей отсчетов как показано на фиг. 2 и 3. Накопленную сумму сравнивают с порогом и принимают решение в пользу единицы или нуля.
Результат решения поступает в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 4, где и хранится.
Пусть единичному сигналу соответствует изменение фазы на 180°, а нулевому сигналу соответствует неизменная фаза (фиг. 2 и 3).
1
N
1
N
Для единичного сигнала справедливо, что входной сигнал S(t) отфильтровывают в фильтре 1, с помощью аналого-цифрового преобразователя 2 в моменты времени t, …, t оцифровывают мгновенные значения сигнала S(t), …, S(t).
1
2
К-1
K
N-1
N
1
Следует заметить, что если согласно фиг. 2 накапливать отсчеты сигнала S(t) в арифметическом устройстве 3, взятые в моменты t и t и так далее t и t до t и t, и брать их модуль, то накопится сумма модулей, отличная от нуля (A). Эта сумма хранится в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ).
0
Аналогично обрабатывают отсчеты сигнала в случае нулевого сигнала (фиг. 3). Но в этом случае накопится сумма модулей, равная нулю (А), которая хранится в ОЗУ.
1
0
1
0
1
0
Принимается порог, равный (A+A)/2, и сравнивается A и A с порогом. По результатам сравнения принимают решение в пользу единичного или нулевого сигнала. Накопленную сумму A или A сравнивают с порогом в арифметическом устройстве 3. Результат принятия решения, являющийся единицей или нулем, хранится в оперативном запоминающем устройстве 4.
Таким образом, в предложенном способе фазовой обработки сигнала существенно упрощается процесс обработки, так как исключаются такие операции, как формирование опорных последовательностей, логические операции, вычисление синуса и косинуса, вычисление разности оценок фаз.