Антипов В. Б., Антипов І. В., Злепушков М. Г., Макаров С. Ф. Томський державний університет (ТГУ) Проспект Леніна, 36, Томськ – 634050, Росія Тел.: +7 (3822) 413834; e -mail: antip@elefot.tsu.ru

Анотація – Теоретично та експериментально досліджено вплив адитивного шуму на систему пов’язаних автогенераторів, сінхронізуемую фазорасщепленним зовнішнім сигналом. Показано, що демодулятор на основі зазначеної системи асимптотично наближається по характеристиці завадостійкості до оптимального когерентного демодулятора.

I. Введення

Система пов’язаних автогенераторів (АГ), на кожен з яких зовнішній сигнал діє з певним фазовим зрушенням, має властивість виділяти подавлену несучу фазоманіпуліро-ного сигналу [1]. Основні властивості стаціонарних режимів в такій системі розглянуті в [2].

Якість роботи демодулятора на основі системи пов’язаних АГ залежить від її реакції на адитивний шум, неминуче присутній в реальному каналі зв’язку. Ця реакція полягає в появі додаткових помилок, обумовлених прослизання фази відновленого несучого коливання. Метою роботи є визначення характеристик завадостійкості досліджуваного демодулятора з точки зору його застосування в техніці зв’язку.

II. Основна частина

Аналіз системи довільного числа N однакових АГ проводиться за допомогою рівнянь для фаз, імеюшая вид

де 8 – розлад, / і-коефіцієнт зв’язку АГ, Я-відносна амплітуда сигналу, q 1ж {п-\! 2) _

п N

фаза зовнішнього сигналу, що підводиться до АГ з порядковим номером N.

При векторно-геометричному поданні коливання кожного окремого АГ асоціюються з одиничним вектором а “. Їх сума

Puc. 2. Фрагмент зображення земної поверхні, отриманий з використанням нового демодулятора.

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

I. Висновок

Теоретичне дослідження фазового демодулятора на основі системи пов’язаних АГ показало, що він володіє граничної завадостійкістю на рівні класичних зразків. Цей висновок підтверджується експериментальним вимірюванням коефіцієнта помилок, а також успішним випробуванням демодулятора в складі реального приймального радіотракту.

Робота фінансується грантом Міносвіти РФ № Т02-02.5-3393

II. Список літератури

[1] Антипов В. Б., Антипов І. В., Тельпуховский Е. Д. Дослідження фазового демодулятора на основі системи пов’язаних автогенераторів. – Доповіді VIII міжнар. н.-т. конф. «Радіолокація, навігація, зв’язок». Воронеж.2002. с.2176-2181.

[2] Антипов В. Б., Антипов І. В. Стаціонарні режими в системі пов’язаних автогенераторів, сінхронізуемой фазорасщепленним зовнішнім 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.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»