Устройство поиска шумоподобных сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает увеличение помехоустойчивости. Устройство содержит генератор 1 псевдослучайных последовательностей , сумматоры 2, перемножители 3, 4, генератор 5 несущей частоты, блоки опорных перемножителей 6, блоки интеграторов 7, квадратурные блоки (КБ) 8, 9, усреднякяцие блоки 10, счетчики 11-13, дешифратор 14, злементы ИЛИ 15, 16, коммутатор 17, генератор 18, тактовых импульсов. Ге§

ДУД СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 ц Н 04 1. 7 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ф. --,„, (.Ъсписочник изоьгят ния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3887513/09 (22) 22.04.85 (46) 30.08.86. Бюл. М 32 (71) Всесоюзный заочный электротех- нический институт связи (72) Л.Е.Варакин, И.В.Трубина и В.Н.Трубия (53) 621.394.662 (088.8) (56) Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. / Под ред.

В.Б.Пестряк(ва. — И.: Советское радио, 1973, рис.5.4. 1.

Авторское свидетельство СССР

У 647878, кл. Н 04 L 7/04, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ПОИСКА ШУИОПОДОБНЦХ

СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает увеличение помехоустойчивости. Устройство содержит генератор 1:псевдослучайных последовательностей, сумматоры 2, перемножители 3, 4, генератор 5 несущей частоты, блоки опорных перемнокителей

6, блоки интеграторов 7, квадратурные блоки (КБ) 8 9 усредияющие блоки

10, счетчики 11-13, дешифратор 14, элементы ИЛИ 15, 16, коммутатор 17, генератор 18. тактовых импульсов. Ге12545 нератор 1 формирует опорные псевдослучайные последовательности, сдвинутые друг относительно друга на один элемент. Они группами по М сдвинутых сигналов поступают на соотв. суммато" ры. Входной шумоподобный сигнал перемножается в перемножителях 3, 4 с синуснай и косинусной составляющими несущего колебания, и поступает в цепи обработки сигнала. На выходах КБ образуется значение взаимной корреляци90 .онной функции принятого шумоподобного сигнала и суммы М опорных сигналов.

Время интегрирования блоков интеграторов 7 определяется счетчиком 11 и дешифратором 14. Для увеличения помехоустойчивости осуществляется временное усреднение сигналов усредняющими блоками 10 и осуществляется непосредственное вычисление в цифровом виде реального наклона характеристики.

1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в широкополосных системах радиосвязи с шумоподобными сигналами для поиска сигналов во времени.

Цель изобретения — увеличение помехоустойчивости.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства поиска шумоподсбных сигналов.

Устройство поиска шумоподобных сигналов содержит генератор 1 псевдоалучайных поспедовательностей,сумматоры 2, первый 3 и второй 4 входные перемйожители, генератор 5 несущей частоты, блоки 6 опорных перемещений перемножителей, блоки 7 интеграторов, квадратурный блок 8, дополнительные квадратурные блоки 9, усредняющие блоки 10, первый 11,. второй 12 и третий 13 счетчики, дешифратор 14, первый 15 и второй 16 элементы ИЛИ, коммутатор 17, генератор 18 тактовых импульсов. Блоки 6 опорных перемножителей содержат первый 19 и второй 20 опорные перемножители. Блоки 7 интеграторов соцержат первый 21 и второй 22 интеграторы. Квадратурный блок 8 и 11 -1 дополнительных квадратурньгк блоков 9 содержат первый 23. и второй 24 квадраторы, квадратурный сумматор 25, преобразователь 26. М усредняющих блоков 10 содержат аналого-цифровой преобразователь 27, линию 28 задержки, накопительный сумматор 29, первый делитель 30 кодов, первый 31 и второй 32 пороговые элементы, ре3 гистр 33, блок 34 вычитания, второй делитель 35 кодов.

Устройство поиска шумоподобных сигналов работает. следующим образом.

Генератор 1 формирует опорные псевдослучайные последовательности (ПСП}, сдвинутые относительно друг друга на один элемент. Опорные ПСП группами по М сдвинутых сигналов по-!

О ступают на соответствующие сумматоры 2.

Входной шумоподобный сигнал поступает на первый 3 и второй 4 входные перемножители, на которые от генератора 5 следуют соответственно синусная и косинусная составляющие несущего колебания. Генератор 5 является управляемым (управляющий вход на чертеже не показан) при испольэо29 ванин устройства поиска шумоподобных сигналов в составе системы синхронизации шумоподобиых сигналов. Выходийе сигналы первого 3 и второго 4 входных неремножителей перемножают25 ся соответственно в первых 19 и вторых 20 опорных перемножителях блоков . 6 опорных перемножителей с выходными сигналами соответствующих сумматоров 2.

-30

Результаты перемножения интегри» руются в первом 21 и втором 22 интеграторах блоков 7 интеграторов в течение заданного интервала времени, 35 определяемого первым счетчиком 11 и дешифратором 14, которые реализуют функций времязадающего элемента.

Сигналы, считываемые с первых 21 и вторых 22 интеграторов проходят

1254". 30 соо-ветственно через первые 23 и вторые 24 квадраторы (квадратурного блока 8 и H -1 дополнительных квадратурных блоков 9) и попарно суммируются в квадратурных сумматорах 25, после 5 чего поступают на преобразователь 26„ который осуществляет операцию извлечения квадратного корня.

Таким образом, на выходах квадра.турного блока 8 и И -1 дополнительных квадратурных блоков 9 образуез-ся значение çàêìíîé корреляционной функции принятого шумоподобного сигнала и суммы М опорных сигналов.Эти значения подаются на М усредняющих блоков 10, в которых на основе накопительного сумматора 29 с линией 28 задержки на один такт и перво-о делятеля 30 кодов осуществляется усредчение по времени поступающих сигналов. 2О

Необходимость такой операции вызвана тем, что шумовая составляющая на выходах первых 19 и вторьм 20 опорных перемножителей, вызванная как влиянием шума на входе устройства поиска шумоподобных сигналов, так и влиянием смещенных М -1 опорных сигналов, представляет случайную величину, распределенную по нормальному закону с нулевым средним значением и постоян- ЗО ной дисперсией. В то же время полезная составляющая в виде постоянной величины появляется лишь с момента задержки входного сигнала на выходе одного из блоков 6 опорных перемно- у жителей. Это означает, что после интегрирования и квадратурной обработки на выходе квадратурного блока

8 или одного из дополнительных квадратурных блоков 9 наблюдается линей- н1 ное нарастание полезного сигнала в соответствии с выражением U(t) «(Р t, где Р— мощность полезного сигнала. При этом дисперсия шума на

его выходе будет определяться следующей зависимостью б „ (t)

tN(Pc + Р„,), где P — мощность шума. Из выражения следует, что у-величение времени накопления в первом

21 и втором 22 интеграторах с целью достижения заданной помехоустойчивости не приводит к желаемому результату, так как дисперсия шума со временем возрастает. Для увеличения помехоустойчивости, в предлагаемом устройстве поиска шумоподобных сигна" лов для групп из М сигналов используются Й усредняюших блоков 10, которые осуществляют операцию временного усреднения сигналов, поступающих с квадратурного блока 8 и дополнительных квадратурных блоков 9. Это позволяет обеспечит. дисперсию шума на выходе первого делителя 30 кодов, не зависящую от времени интегрирования и определяем.;ю как 6 = И(Р + P ).

° 2

- 4!

При этом сигнальная составляющая остается непосрецственно зависящей от времени накопления„ что дает возможность при том же времени интегрирования обесгечить большее отношение сигнал/шум на выходе перэого делителя 30 кодов эа счет уМеньшения влияния днсперсич шумов. Таким образом, зная скорость нарастания полезной составляющей„ можно было бы по моменту превышения установленного порога определить исходную точку начала сигнала. Однако это не позволило бы максимальным образом увеличить помехоустойчивость устройства поиска шумоподобных сигналов, так как в различной помеховой обстановке наклон полезной составляющей может изменяться. Дпя того, чтобы устранить связанные с этим ошибки в предлагаемом устройстве поиска шумоподобных сигнаJluB выполняется непосредственное вычисление в цифровом виде реального наклона характеристики. С этой целью поступающие в К усредняющих блоков

10 сигналы преобразуются в цифровой вид с помощью аналого-цифрового преобразователя 27. Далее осуществляется временное усреднение преобразованных сигналов в соответствии с зл— 1 горитмом U(t) = —.— Е U;, где

i=G дискретные отсчеты сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя

27, а t — текущее дискретное значение времени„ определяемое первым счетчиком 11. При эт ч операция деления суммы на величин t производится первым делителем 30 кодов. После превьппения сигналом с выхода аналогоцифрового преобразователя 27 порогового значения первого порогового элемента 31 в регистр 33 производится запись усредненного уровня сигнала с выхода первого делителя 30 кодов.

При этом через второй элемент ИЛИ б сигналом управления включается . торой счетчик 12, отсчитывающий ин.ервал времени до момента, когда усредненное значение сигнала превы% 12545 сит пороговое значение второго порогового элемента 32. В этот момент сигналом с управляющего выхода второго порогового элемента 32 через первый элемент ИЛИ 15 выключается второй счетчик 12. В блоке 34 вычитания вычисляется разность ЬУ между . величиной, записанной в регистре 33 и пороговым значением второго порогового элемента 32. Второй делитель 10

35 кодов производит деление показания второго счетчика 12 на полученную разность. Точку начала сигнала можно определить исходя из соотношения Т U, л t/аУ, где интервал Lt 15 с учетом коэффициента U (пороговый уровень второго порогового элемента

32)фиксируется вторым счетчиком 12 посредством подачи на него соответствуиицей тактовой частоты с первого вы« 2б хода генератора 18. При превышении порога U одновременно с выключением второго счетчика 12 на соответствующий управляющий вход коммутатора 17 поступает управляющий сигнал, по ко- 25 торому суммируется соответствукиций (для данного адреса} информационный вход. Поэтому импульсом записи с выхода первого элемента ИЛИ 15 производится запись результата деления Зб второго делителя кодов 35 в третий счетчик 13„ который по сигналам на тактовом входе от генератора 1.8 досчитывает до целого числа и вырабатывает выходной сигнал, соответствующий 35 началу шумоподобного сигнала. Необходимость использования третьего счетчика 13 вызвана тем, что время накопления для получения заданной помехо" устойчивости устройства поиска шумо 4g подобных сигналов может оказаться не кратным периоду входного сигнала. Независимо от того, был или не был обнаружен полезный сигнал,по прошествии. установленного времени деши@ратором 14, производится сброс первых 21 и вторых 22 интеграторов, а также первого 11 и второго 12 счетчиков. После этого процесс поиска шумоподобного сигнала может повториться сначала, что обеспечивает периодическое слежение за задержкой входного сигнала.

Формула изобретения

Я

Устройство поиска шумоподобных сигналов, содержащее последовательно соединенные генератор несущей частоты

90 б и первый входной перемножитель, последовательно соединенные генератор псевдослучайных после довательностей, сумматор, блок опорных перемножителей, блок интеграторов и квадратурный блок, а также И -1 цепей обработки сигнала, состоящих из последовательно соединенчых сумматора, блока опорных перемножителей иблока интеграторов,и второй входной перемножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к второму входу пегвого перемножителя и второму выходу генератора несущей частоты, выходы перво- го и второго входных перемножителей подсоединены соответственно z вто» рым и третьим входам блоков опор. ных перемножителей, а входы сумматоров М -1 цепей обработки сигналов подключены к другим соответствующим выходам генератора псевдослучайных последовательностей, причем, второй вход первого входного переменожителя является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные первый счетчик, дешифратор и второй счетчик„ последовательно соединенные коьсюутатор и третий счетчик, а также генератор тактовых импульсов, первый и второй элементы ИЛИ, М -1 дополнительных квадратурных блоков и М усредняницих блоков, при этом выходы блоков интеграторов g -1 цепей обработки сигналов подсоединены к входам соответствуиицих Й -1 дополнительных квадратурных блоков, выходы квадратурного блока и Й -1 дополнительных квадратурных блоков подсоединены к первым входам соответствующих У усредняющих блоков, вторые и третьи входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго счетчиков, информационные выходы М усредняющих блоков подсоединены к соответствующим информационным входам коммутатора, первые управляющие выходы И усредняющих блоков подсоединены непосредственно к соответствукицим управлякицим в .одам коммутатора и через первый элемент ИЛИ вЂ” к первому ynpas.ляющему входу второго счетчика и управлякицеиу входу третьего счетчика, вторые.управлякицие выходы Н усредняющих блоков подсоединены через второй элемент ИЛИ к второму управляющему

1254590

Составитель В.орлов

Редактор М.Товтин Техред В.Кадар

Корректор И Помо

Заказ 4729/58 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, й-35, Рауаская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 входу второго счетчика, тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого подсоединен к тактовым входам генератора псевдослучайных последовательностей, первого и третьего счетчиков, а выход деаифратора подсоединен к установочным входам блоков интеграторов и первого счетчика, причем выход третьего 10 счетчика является выходом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что усредняющие блоки выполнены в виде последователь- 5 но соединенных аналого-цифрового преобразователя, накопительного сумматора, первого делителя кодов, регистра, блока вычитания и второго делителя кодов, а также первого и второго по- 20 роговых элементов и линии задержки, вход и выход которой подключены соответственно к выходу и второму входу накопительного сумматора, выход аналого-цифрового преобразователя через первый пороговый элемент подключен к установочному входу регистра, выход первого делителя кодов через второй пороговый элемент подсоединен к второму входу блока вычитания, причем вход аналого-цифрового преобразователя и вторые входы первого и второго делителей кодов являются соответственно первым, вторым и третьим входами усреднякяцих блоков, выход второго делителя кодов, управлякиций выход второго порогового элемента являются соответственно информационным, первым и вторым управляющими выходами усреднякщих блоков.