Способ пространственного приема телеграфных сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости приема сигналов в условиях воздействия коррелированной с сигналом помехи. Сущность способа заключается в обеспечении ослабления влияния сосредоточенных помех при приеме телеграфных сигналов за счет того, что в каждом канале разнесения вычисляют M возможных слагаемых поправки текущего значения комплексного весового коэффициента, что позволяет достичь поставленную цель. Устройство, реализующее данный способ, содержит антенны 1, радиоприемники 2, блоки 3 вычисления весовых коэффициентов, умножители 4, блоки 5 вычисления весовых коэффициентов, умножители 6, фазовращатели 7, сумматор 8, вычитатели 9, 10, инвертор 11, блоки 12, 13 формирования опорного сигнала, ограничитель 14, детектор 15, фильтр 16 низкой частоты, регенератор 17 информационных символов, элемент задержки 18, дешифратор 19, регистр 20, элемент задержки 21, кодопреобразователь 22, блок 23 цикловой синхронизации. 2 ил.

СОНИ СОВЕТСНИХ

Ю

РЕСПУБЛИН (19} (И) Гр)з Н 04 В 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

r r ! !! 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭ06РЕПНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4344371/24-09 (22) 24. 11.87 (46) 15,08.90 ° Бюп. Р 30 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) II. В. Белов, И. И. Быстров, Г. Н. Иванов, В. Э. Кельмишкейт, С. В. Кержанович, В, И. Орлов и А. В. Семенов (53) 621.394.62(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1417201, кл. Н 04- В 7/08, 1986. (54) СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПРИЕМА

ТЕЛЕГРАФНЫХ СИГНАЛОВ (57). Изобретение относится к радиотех" ннке, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости приема сигналов в условиях воздействия коррелнрованной с сигналом помехи. Сущность способа заключается в обеспечении ослабления влияния сосредоточенных помех -при

2 приеме телеграфных сигналов за счет того, что в каждом канале разнесения вычисляют М возможных слагаемых поправки текущего значения комплексного весового коэффициента, что позволяет достичь поставленную цель. Устройство, реализующее данный способ, содержит антенны 1, радиоприемники 2, блоки 3 вычисления весовых коэффициентов, уиножители 4, блоки 5 вычисления весовых коэффициентов, умножителн 6, фазовращатели 7, сумматор 8, вычитатели 9, 10, инвертор 11, блоки 12, 13 формирования опорного сигнала, ограничитель 14, детектор 15, фильтр

16 низкой частоты, регенератор 17 информационных символов элемент задерж- @ ки 18, дешифратор 19, регистр 20, эле-. мент задержки 21, кодонреобразователь

22, блок 23 цнкловой синхронизации.

2 ил.

3 1585903 4

Изобретение относится к радиотехн.-ке и может использоваться в аппаратуре дискретных сигналов.

Цель изобретения — повышение поме5 хоустойчивасти приема сигналов в условиях воздействия коррелированной с сигналом помехи, На фиг. 1 представлена структурная

;электрическая схема устройства, реа.— пизующего предлагаемый способ; на, фиг. ? — схема блока вычисления весо. вых коэффициентов, пример выполнения, Устройство, реализующее предлагае.мый способ.пространственного приема. телеграфных сигналов р са-(ержит (фиг. I) антенны 1, радис приемники 2, первые блоки 3 вычисления весовых коэффициентов,. первые умнажители 4, вторые блоки 5 вычисления весовых коэф- 20

:,фициентав, вторые умнажители 6, фазовращатели 7, сумматор 8,, первый и второй вычигатели 9, 10, инвертор 11 первый и второй блоки 12,,13 формирования опорного сигнала, ограничитель

14, детек-ор 15, фильтр 16 низкой частоты, регенератар 17 информационных символов, первый элемент 18 задержки, дешифратор 19, регистр 20, второй элемент 21 задержки, кадопреабаазаватель 22 и блок 23 циклавой синхраннза. ни., Блок 3 вычисления весовых коэффициентов содержит (фиг. ?) накопитель три месителя 25 27, Трп интегp тора 28-30, три ключа 31-33, три коммутатора 34-36, три блока памяти 3739, многоканальный ключ 40 и сумматор 41. В предлагаемом способе обеспечива- 40 ется ослабление влияния сосредоточенных помех при приеме телеграфных сигналов за счет того, чта в каждом канале разнесения вычисля;от И возможных слагаемых папраьки т кущега значения 45 комплексного весового коэффициента (КВК) для каждой телеграфной посылки, 4 каждое из которых вычисляют с использованием одного из опорных сигналов, Величины возможных слат аемых текущего

50 значения КВК вычисляют для кодовой последовательности заданной длины и запоминают их.

По результатам,цекадирования Bbl"хадного сигнала общего сумматора принятую кодовую послецава-:ельнасть относят либо к запрещенным, либо к раз решенным комбинациям. Так как последовательность символов и разрешенной кодовой комбинации известна, то поправку текущего значения KPK получают, суммированием тех величин.из набора возможных слагаемых, которые соответствуют гринятой комбинации. Если принятую кодовую последовательность относят к запрещенным, то происходит при невозможности установить, какие кодовые последовательности из разрешенных передавались„ то для получения поправки текущего значения КВК суммируют те величины из массива возможных слагаемых поправки текущего значения КВК, которые были вычислены с использованием нулевого опорного сигнала. Под нулевым опорным сигналом подразумевается сигнал, значение которого равна нулю в каждый момент времени. Если помеха мощнее чем сигнал, вероятность получения разрешенной кодовой комбинации на выходе устройства мала, В таких условиях устройство, реализующее способ приема телеграфных сигналов, будет уменьшать мощность суммы сигнала и помех на выходе. Но, так как мощность помехи выше, чем . мощность сигнала, то процесс подавления помехи будет идти быстрее .и подавляться в первую очередь будет помеха. Подавление помехи будет происходить да тех пар, пока декодер не начнет вновь выдавать разрешенные кодовые комбинации. А это произойдет гагда, когда мощность помехи на выходе устройства в среднем сравняется с мощностью сигнала.

За счет того, что обработка принимаемых сигналов происходит с использованием значения временной структуры полезного сигнала, устройство, реализующее способ, будет выделять из сме-. си принимаемых сигналов только сигнал, имеющий определенную структуру, т.е. сигнал, состоящий из разрешенных кодовых комбинаций. Остальные сигналы на выходе устройства будут подавлены.

Принимаемая смесь сигнала и помехи с выхода каждой антенны 1 и каждога радиоприемника 2 i-й ветви разнесения на промежуточной Частоте постулает на первый и второй умножители

4, 6 и первый и второй блоки 3, 5 вычисления весовых коэффициентов, но на первый умнажитель 4 и первый блок

3 вычисления весовых коэффициентов непосредственно, а на второй умножитель 6 и второй блок 5 через фазовра5

1585903 щатель 7, что обеспечивает разложение сигнала на квадратурные составляющие. Сигналы на выходе первого и второго умножителей 4, 6 — есть выходной сигнал ветви разнесения, умноженный на действительную величину весового коэффициента M(t)

Для первого умножителя 4 i-й ветви разнесения выходной сигнал имеет вид:

w; (t) Сигнал на выходе сумматора 8 пред ставляет собой сумму взвешенных сигналов И ветвей разнесения. где 11 — число ветвей разнесения; — индекс ветви разнесения;

Явью (t) — выходной сигнал сумматора 8.

Выходной сигнал сумматора 8

Sвцх (t) ограничивается .по амплитуде вых E ограничителем 14, детектируется де тектором 15, фильтруется фильтром 1.6 и поступает на вход регенератора 17 информационных символов.

На выходе регенератора 17 информационных символов имеется сигнал в виде оценки телеграфных посыпок, Выходной сигнал регенератора 17 информа:Р ционных символов записывается в регистр 20, число разрядов которого равно числу символов в одном знаке передаваемой информации. Таким образом, в определенный момент времени в регистр будет полностью записан один, знак, сформированный из оценок телеграфных посылок. Записанный в регистр

20 знак дешифрируется с помощью кодопреобразователя 22 и определяется его принадлежность к разрешенным, либо к запрещенным знакам, Опорные сигналы

Ы<(t) и Ы,(t) с выходов первого и второго блоков 12 и 13 формирования опорного сигнала поступают на уменьшаемые входы первого и второго вычитателей 9 и 10, на вычитаемые входы которых подан выходной сигнал сумматора 8 через инвертор 11 на входы первого и второго блоков 3"и 5.

На выходе первого вычитателя 9 формируется первый сигнал ошибки вид:

S,ì„ „ .= (t) вью, () 50

8аьп () = 8 выл () 1 ", () э (1 15 где Явь, . (t) — выходной сигнал первого умножителя 4 -й ветви разнесения;:

Sв . (t) — выходной сигнал i-й . вы ; ветви разнесения (вы- 20 ходной сигнал i-ro радиоприемника 2);

W; h) — первый весовой коэффициент i-й ветви разнесения ° 25

Для второго умножителя 6 i-й вет-, ви разнесения выходной сигнал имеет живых; () = 8вьх, () 1 с(")х 30 где S, „ (t) — выходной сигнал вто-. рого умножителя 6 i"é ветви разнесения;

$вь,х, (t) — выходной сигнал 1-й

l ветви разнесения;

>J;< (t) — второй весовой коэффициент i-й ветви разнесения.

Сумма квадратурных составляющих сигнала, прошедших через первый и второй умножители 4, 6 i-й ветви раз- несения, представляет собой произве дение выходного сигнала i-й ветви разнесения на комплексный весовой коэффициент V.;(t).

ы; (t) = 1т. (t) еЗ (), где Ввы (й) — суммарный выходной вых . сигнал первого и второго умножителей 4, 6 i-й ветви разнесения3

М;(й) " комплексный весовой коэффициент i-й ветви разнесения; модуль комплексного весового коэффициента i-й ветви разнесения; аргумент комплексного весового коэффициента

i-й ветви разнесения.

1585903 8 аъ,; () = Re () ц(е) ° Й,„,, (с)м) о

На выходе второго вычитатепя 10 формируется второй сигнал ошибки:

Ф

6,(t) - ь4 (t) — 8 (t).

На выходе инвертора 11 выходного сигнала .получаем сигнал отрицательной обратной связи 6„(t) равный

Я, (t) - -s (t).

Первый сигнал oIIIHGKH бl(t) посту- 15 пает на вторые входы первых смесите.— лей 25 первого и второго блоков 3:и

5 вычисления весового коэффициента (фиг. 2).

Ф

Второй сигнал ошибки 6, (t) посту- 2р пает на вторые входы вторых смесителей 26 rrepsoro и второго блоков 3, 5 вычисления весовых коэффициентов.

Сигнал отрицательной обратной связи Я (t) поступает на вторые входы 25 третьих смесителей 27 первого и второго блоков 3, 5 вычисления весового коэффициента.

Формирование весового коэффициента и вычисление поправки его текуще- Зр

ro значения осуществляются следующим образом.

Сигнал, поступающий на первые входы первого, второго и третьего смесителей 25, 26, 27 первого и второго блоков 3, 5 вычисления весового коэффициента, перемножается соответственно с-сигналами Я((Й) б (t) Я (t) °

Выходное напряжение всех смесителей 25, 26, 27 накапливаются соответ- 4р ственно на первом, втором и третьем интеграторах 28, 29, 30. Результат накопления Ь(1 пропорционален текущему значению функции взаимной корреляции между выходным сигHBJloN ветви разнесения и одним из сигналов ошибKH g<(t) Я (t) или сигналом отрицательной обратной связи Я, (t).

Интервал времени накопления равен длительности одной посылки. На выходе первого интегратора 28 первого блока 3 вычисления весового коэффициента i-й ветви разнесения сигнал равен: т

dw„ (t) - Re()Eq(<) виж; ()

На выходе второго интегратора 29 первого блока 3 вычисления весового коэффициента i-й ветви разнесения.!

На выходе третьего интегратора 30 первого блока 3 вычисления весового коэффициента i-й ветви разнесения

1 дЫ,; () =Ке (ь() 8,„»;(t)

Эти величины ЬЫ, (й), 5,И, (t), Д11 ; (t) можно рассматривать как поправки текущего значения весового коэффициента вычисления на интервале одной посылки (для каждого символа).

Первая вычислена в предположении, что передавался сигнал с частотой Й,1, вторая — в предположении, что передавала сигнал с частотой f, а третья — в предположении что полезного сигнала в эфире вообще нет, а присутствуют только помехи.

Уже на данном этапе возможна корректировка текущего значения весового коэффициенга одной из.вычисленных величин Ahll> (t) $11, (t) до 1, (t) ° нО так как вероятность ошибки при детектировании символа велика, как следствие, высока вероятность корректировки текущего значения весового коэффициента ошибочно выбранной величиной.

Уменьшить вероятность ошибки при вычислении поправки текущего значения весового коэффициента можно путем дополнительной знаковой фильтрации. Для этого необходимо вычислять поправку текущего значения весового коэффициента после кодирования принятого зна ка. Если знак классифицирован как разрешенный, поправку текущего значения весового коэффициента вычисляют на основании величин ДМ вычисленных с использованием каждого из опорных сигналов и для каждого символа принятого знака, Если знак классифицирован как запрещенный, можно считать, что помеха сильнее сигнала; В этом случае текущее е значение весового коэффициента корректируется поправкой, вычисленной .с использованием сигнала отрицательной обратной связи.

Исходными данными для вычисления знаковой поправки текущего значения весового коэффициента являются приращения Щ;, Qk< И,, вычисленные дпя каждого символа принятого знака.

Для хранения величин ди (I aWд dW„. в каждом блоке 3, 5 вычисления весо»

1585903

10 вого коэффициента имеются три блока памяти 37, 38, 39, число элементов памяти sк,аждом из которых равно разрядности используемых знаков - числу

5 символов в знаке (К) .

Процесс заполнения каждой группы элементов памяти следующий. Напряжение, полученное на выходе первого, второго и третьего интеграторов 28,.

29, 30 при кратковременном замыкании первого, второго и третьего ключей

31, 32, 33, которое происходит по окончании посылки, по сигналу тактовой синхронизации, поступает через первый, второй и третий коммутаторы

34, 35, 36 на вход первого, второго и третьего блоков памяти 37, 38, 39 . и запоминается. Этот.же сигнал тактовой синхронизации, использованный для трех ключей 31, 32, 33 запоминания величины в соответствующем блоке памяти 37, 38, 39 и размыкания трех ключей 31, 32, 33 и задержанный на время 1, (4(— время, необходимое 25 для их замыкания) в первом элементе

18 задержки, поступает на тактовый вход первого, второго и третьего коммутаторов 34, 35, 36, которые переключают свой сигнальный вход на следующий сигнальный выход, подключенный к следующему блоку памяти 38.

Таким образом, по задержанному сигналу тактовой синхронизации с по- . мощью второго элемента 21. задержки сигнальный вход первого второго и

35 третьего коммутаторов 34, 35,,36 по-. следовательно подключается к входам первого, второго и третьего блоков памяти 37, 38, 39.

При этом в первый, второй и третий блоки памяти записываются величины предполагаемых поправок, вычисленные для последовательно принятых символов знака.

При правильно установившейся синхронизации (тактовый и цикловый) с помощью блока 23 в элементах памяти . первого и второго и третьего блоков памяти должны быть записаны величины И„;, Q 11 ;, ДИь вычисленные для первого символа принимаемого знака, во втором — для второго и т.д. Выходы всех элементов памяти первого, второго, третьего блоков 37, 38, 39 через многоканальный ключ 40 подключены к сумматору 4 1, число входов которого равно числу выходов многоканального ключа 40.

После приема знака по сигналу кодопреобразователя 22 замыкаются or!pe) деленные ключи 31, 32, 33, совокупность замкнутых ключей 31, 32, 33 определяется принятым знаком. Например, если принятый знак содержит четыре разряда К = 4 в первую и третью посьлки передавалась частота fq a во вторую и четвертую посылки — ча-. стота f на управляющий вход многоканального ключа 40 поступает такой сигнал, который подключает к входам сумматора 41 первый и третий блоки памяти 37, 39 и второй блок памяти 32.

После суммирования выбранных величин Д,И <, Ц7,, Д1. g ДЫд, получаем величину поправки текущего значения весового коэффициента, которая суммируется с текущим значением весового коэффициента. Если после приема и декодирования принятый знак не опознан как разрешенный, то по сигналу кодопреобразователя 22 замыкаются ключи 31, 32, 33, суммирующие величины Д1,"пq,, ДЫз ;, QM>>,, Д4 4,, хранящиеся в первом, втором, третьем блоках памяти 37, 38, 39 и. вычисленные с использованием сигнала отрицатель.ной обратной связи.

Алгоритм вычисления поправки текущего значения весового коэффициента можно описать следующим выражением для i-й ветви разнесения: где ДНЕ . (jT) — поправка в i-й ветви разнесейия для 1-го демодулированного символа r-й декодированной кодовой комбинации. Весовые коэффициенты в каждой ветви разнесения

Точность выявления поправки текущего значения весового коэффициента у предлагаемого устройства значительно вьппе, чем у аналога и прототипа, так как при вычислении используется зна-чение структуры сигнала, а следовательно, устройство обладает большей помехоустойчивостью приема сигналов частотной телеграфии.

Задачей первого и второго блоков

12, 13 формирования опорных сигналов е

1585903 является формирование иэ опорных ко-, лебаний генераторов опорных сигналов, синфаэных с приходящими полезными сигналайи. Осуществляется это следующим образом.

Входным сигналом каждого блока 12, 13 формирования опорного сигнала является выходной сигнал сумматора 8,. . Внутри каждого блока 12, 13 формирования опорного сигнала его входной сигнал умножается на опорное колебание генератора опорного колебания, причем и на текущее значение опорного генератора колебания и на задержанное 15 на 3/2, Результаты умножения накапливают-. ся, в результате чего выделяются величины, пропорциональные текущему значению функции взаимной корреляции входных сигналов. Эти величины при .коммутации первого и второго ключей

31 32 перезаписывают в накопитель

24. На первом и втором смесителях 25, 26 текущий и задержанный на П/2 сиг.налы генератора опорного колебания (не показаны) умножаются на величины, хранящиеся в накопителе 24 .

После суммирования выходных сигналов первого и второго смесителей 25, 26.на сумматоре 41 получают сигнал, синфазный с выходным. сигналом сумматора 8»

После приема посылки передаваемого сигнала по сигналу регенератора

17 информационных символов замыкаются первый и второй ключи 31, 32 одного из блоков 12, 13 формироваиия опорного сигнала, затем осуществляют перезапись выходной величины первого, второго и третьего интеграторов 28, 29, 30 в накопитель 24 и обнуление первого, второго и третьего интеграторов 28, 29, 30.

Формула изобретения

Способ пространственного приема телеграфных сигналов, заключающийся в том, что выходной сигнал каждого иэ каналов взвешивают путем умножения на комплексный весовой коэффициент, суммируют взвешенные выходные сигналы всех каналов, формируют М опорных сигналов, вычитают иэ каждого опорного сигнала суммарный сигнал, вычисляют И соответствующих составляющих поправки путем сопоставления значения функции взаимной корреляции между выходным сигналом каждого канала и каждым значением разности опорного и суммарного сигналов на длительности телеграфной посылки и демодулируют суммарный сигнал, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приема сигналов в условиях воздейст- вия коррелированной с сигналом помес хи, демодулируемый суммарный сигнал декодируют и выделяют кодовую комбинацию, а. поправку вычисляют на длительности кодовой комбинации один раэ по ее окончании посредством суммирования тех составляющих поправки, которые соответствуют декодированным сигналам на интервале длительности кодовой комбинации.

1585903

Составитель А. Иоскевич

Техред М.Ходанич Корректор О. Кравцова

Редактор А. Лежнина

Заказ 2332 Тираж 534

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101