О возможности построения параллельного модема на сигнальных процессорах, страница 3

2.  Структура приёмного устройства параллельного модема

Структура приёмного устройства параллельного модема информационного канала приведена на рис. 4.19.

Принимаемый гидроакустический сигнал преобразуется гидрофоном D1 в электрическую форму, усиливается предварительным усилителем D2 и по экранированному кабель‑тросу подается на вход полосового фильтра D3 приемного устройства. После прохождения регулирующего элемента D4 системы автоматической регулировки уровня (АРУ) спектр принимаемого сигнала преобразователем частоты D5 и фильтром нижних частот D6 переносится из области 28.7 .. 30.4 кГц в область 3.1 .. 4.8 кГц. Это позволяет существенно снизить требования к быстродействию используемой элементной базы и выполнить последующую обработку преимущественно в цифровом виде. Преобразователь частоты выполнен на аналоговом ключе, работающем в режиме прерывания.

Далее низкочастотный групповой сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) D8, где он преобразуется в цифровую форму; одновременно узкополосным фильтром D7, настроенным на частоту 3.2 кГц, из группового сигнала выделяется пилот-сигнал, используемый в блоке тактовой синхронизации D9  и в блоке АРУ D10, управляющем коэффициентом передачи регулирующего элемента D4 .

С выхода АЦП 7-разрядные цифровые двоичные отчеты группового сигнала с частотой 25.6 кГц подаются на устройство разделения подканалов. В каждом подканале имеются два коррелятора D12 и D13. На  корреляторы подаются квадратурные, т. е. сдвинутые на 90^О колебания поднесущей частоты. Эти колебания вырабатываются эталонным генератором D11.  Эталонный генератор аналогичен по принципу работы генератору поднесущей, изображенному на рис. 37 (только не подаётся модулирующий сигнал). Цифровой коррелятор выполнен по схеме рис. 4.27 на цифровом перемножителе D1 и накапливающем сумматоре, состоящем из сумматора D2 и элемента памяти - регистра D3.

Чтобы обойти проблему цифрового перемножения, в D1 производилось умножение на знаковое колебание, т. е. вместо sin(2pft) или cos(2pft) использовались sn(2pft)=Sign(sin(2pft))  или сn(2pft)=Sign(сos(2pft)), соответственно.

Разделение корреляторами группового сигнала по отдельным подканалам основано на свойстве ортогональности передаваемых поднесущих. Известно, что функции j_j (t) и j_i (t) являются ортогональными, если для них выполняется условие:

где Т - интервал ортогональности функций. Поэтому, если считать, что передатчик выдает групповой сигнал  то вследствие ортогональности поднесущих выходные сигналы корреляторов в момент времени nT, где n - целое число, будут равны значениям функции корреляции каждой из ортогональных поднесущих и соответствующего эталонного сигнала.

Рис. 4.27.

Для выбранного ансамбля сигналов величина интервала ортогональности равна 5 мс; поэтому каждые 5 мс по сигналам блока тактовой синхронизации D9 берутся отсчеты значений функций корреляции группового сигнала и эталонных сигналов, после чего осуществляется сброс корреляторов.

Отсчёты корреляционных функций для каждого подканала обрабатываются решающей схемой D14, определяющей какое из возможных  состояний фазы сигнала было передано. Далее декодер относительности D15 на основе сопоставления очередного и предшествующего решений выдаёт принятый символ при однократной ОФМ или два символа при двукратной ОФМ. При использовании метода сравнения фаз эти две операции выполнялись совместно по алгоритму:

для однократной ОФМ

J1 = Sign (X_n· ·X_n-1+ Y_n·Y_n-1) ,

для двухкратной ОФМ

J1 = Sign (X_n·X_n-1+ Y_n·Y_n-1+ Y_n·X_n-1 -X_n·Y_n-1) ,

J2 = Sign (X_n·X_n-1+ Y_n·Y_n-1- Yn·X_n-1+ X_n·Y_n-1) ,

где Sign( ) - операция взятия знака,

X_n, Y_n - отсчеты функций корреляции группового сигнала и  эталонных сигналов sn и cn, соответственно, взятые в момент времени t=nT,

X_n-1, Y_n-1  - отсчеты тех же функций, полученные в момент времени t=(n‑1)T.

Сохранение отсчётов корреляционных функций осуществлялось регистрами. Операция умножения выполнялась  с использованием структуры из двух ЦАП, т. е. в цифро-аналоговой форме. Остальные операции принятия  решения: суммирования, перемены знака и сравнения с порогом - выполнялись в аналоговой форме.