Способ формирования псевдогаусовых шумовых сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах передачи информации в измерительной технике. Цель изобретения - снижение относительной среднеквадратической неравномерности огибающей спектра выходных псевдогаусовых шумовых сигналов при сохранении его полосы. Способ формирования псевдогаусовых шумовых сигналов основан на одновременном формировании временной N-разрядной двухуровневой импульсной M-последовательности и управляющего двухуровневого сигнала, формировании из них многоразрядной последовательности импульсов путем поразрядного суммирования по модулю два и их последующем линейном суммировании. Цель достигается тем, что управляющий двухуровневый сигнал формируют в виде управляющего N-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросов автокорреляционной функции. Наилучшие результаты достигаются при выборе в качестве управляющего N-разрядного двухуровневого импульсного сигнала кодов Баркера (N = 3, 4, 5, 7, 11, 13) 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г (21) 4287622/09 (22) 21.07.89 (46) 23.07.91. Бюл. (Ф 27 (72) Е.К.Захаров, А.И. Куприянов, А.В. Курбатов, B.Þ.Ìèõàéëîå, Н.B.ÎáóõîB и Н.В.Суслов (53) 621.373.43(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 551122555544, кл. Н 03 В 29/00, 1973. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПСЕВДОГАУССОВЫХ ШУМОВЫХ СИГНАЛОВ (57)Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах передачи информации в измерительной технике, Цель изобретения — снижение относительной среднеквадратической неравномерности огибающей спектра выходных псевдогауссовых шумовых сигналов при сохранении его полосы. Способ формироваИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах передачи информации в измерительной технике.

Цель изобретения — снижение относительной среднеквадратической неравномерности огибающей спектра выходных псевдогауссовых шумовых сигналов при сохранении его полосы.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для осуществления способа формирования псевдогауссовых шумовых сигналов.

Устройство для осуществления способа формирования псевдогоауссовых шумовых сигналов содержит генератор 1 временной

„„5U „„1665492 А1 ния псевдогауссовых шумовых сигналов основан на одновременном формировании временной и-разрядной двухуровневой импульсной М-.последовательности и управляющего двухуровневого сигнала, формировании из них многоразрядной последовательности импульсов путем поразрядного суммирования по модулю два и их последующем линейном суммировании, Цель достигается. тем, что управляющий двухуровневый сигнал формируют в виде управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросов автокорреляционной функции, Наилучшие результаты достигаются при выборе в качестве управляющего п-разрядного двухуровневого импульсного сигнала коДов Баркера (и = 3 — 5, 7, 11, 13). 1 ил. и-разрядной двухуровневой импульсной Mпоследовательности, состоящий иэ генератора 2 тактовых импульсов, регистра 3 сдвига, сумматора 4 по модулю два, формирователь 5 весовых коэффициентов, состоящий из и сумматоров (61, 6г, ..., 6,) по модулю два и блока 7 формирования управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала, и линейный сумматор 8.

Устройство работает следующим образом.

Последовательность прямоугольных импульсов с выхода генератора 2 тактовых импульсов осуществляет сдвиг двухуровне, вых импульсов в регистре 3, На и выходах регистра 3 сдвига генерируется временная

1665492 и-разрядная двухуровневая импульсная Mпоследовательность эа счет обратной связи через сумматор 4 по модулю два. Сумматоры 61, ..., 6n по модулю два осуществляют поразрядное суммирование по модулю два 5 временной и-разрядной двухуровневой импульсной M-последовательности и управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала, формируемого блоком 7 формирования управляющего и-раэ- 10 рядного двухуровневого импульсного сигнала, Выходные сигналы сумматоров 6, бг, ..., 6п по модулю два суммируются в линейном сумматоре 8, образуя и-уровневый псевдогауссовый шумовой сигнал. При этом 15 неравномерность спектра псевдогауссова шумового сигнала полностью определяется уровнями боковых выбросов автокорреля . ционной функции управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала. 20

Формирование управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросов автокорреляционной функции обеспечивает минимальную неравномерность 25 спектра псевдогауссовых шумовых сигналов.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в формировании псевдогауссовых шумовых сигналов в виде 30

h-( ц (j = и (a л }.ц к- (rC 2 22" ) t2.(» (2 )

0,,(т+ рт,) = Яф Р) Жт О+ р) "")(р=01 "" 13 — временная и-разрядная двухуровневая (»- 1 ) импульсная M-последовательность; я(а) р)-дискретная двухуровневая (+. 1) M-последовательность;

Uo(t — (j + р) т,;) — представление прямоугольного импульса единичной амплитуды дл ител ьностью Г„=1/FTB T (где Етакт- тактовая частота генератора тактовых импульсов) 45 и началом в момент времени t = (j + р) г„;

0y(p) = Я(а + р) — управляющий п-разрядный двухуровневый (ч 1) импульсный сигнал. 50

Представление управляющего двухуровневого импульсного. сигнала в виде

U„(p) — — S(u Р) позволяет вариацией цей+р лого числа к выбрать любой, кроме всех

+ 1/и-разрядный двухуровневый импульс- 55 ный сигнал, а следовательно, дает возможность использовать единое алгебраическое представление дискретной двухуровневой (Л-последовательности, управляющего двухуровневого импульсного сигнала и провести доказательство достижения цели изобретения, Технически операцию перемножения двухуровневых импульсных сигналов

0„(t + р т„), Uy(p), входящую в формулу (1), удобнее выполнить в виде операции поразрядного суммирования по модулю два временной и-разрядной двухуровневой (0,1) импульсной M-последовательности

0 4,(t + p e„) = (1 — g„(t * р т „)) и управ1 ляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала Uy(p) = (1 g(p)), Как

1 известно, операция суммирования по модулю два может быть представлена в виде арифметических операций

0„(<+ p».„) 9 U> (p)" t) „(4+p» }+ " (P}

-г )„(" р } LI,» Ф= <-< ()м(.р " } ) (р) откуда видно, что указанные операции эквивалентны, Поскольку в аналогичных технических решениях фигурирует операция поразрядного суммирования по модулю два временной и-разрядной двухуровневой импульсной M-последовательности и управляющего двухуровневого сигнала, то в ограничительной части формулы изобретения указана именно зта операция, Для доказательства достижения цели изобретения относительная среднеквадратическая неравномерность огибающей спектра псевдогауссовых шумовых сигналов д,», как отношение дисперсии огибаюг щей спектра дискретных шумовых сигналов к квадрату ее среднего значения в полосе частот 0 — Ртд у приведена к виду

22 т=> и (о) где R<(s) — значение автокорреляционной функции дискретного шумового и-уровневого сигнала в целочисленных точках т= 0,1, ..., n-1, которые при достаточно больших n (n 7) равны

R (х) = n V„(k; r),а V„(k,r) представляют собой апериодическую автокорреляционную функцию управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала. Параметр к функции Vn (k.т) формально отображает факт выбора конкретного управляющего п-разрядного двухуровневого импульсного сигнала в соответствии с нижеследующим правилом.

Следуя этому правилу, управляющий и-разрядный двухуровневый импульсный сигнал с номером к может быть представлен, как

1665492 и-разрядный двоичный код, содержащийся в регистре 3 сдвига, который имеет обратные связи, формирователе М-последовательности (генераторе 1), порождаемой полиномом и-й степени с корнем а после к тактов сдвига регистра относительно нулевого начала отсчета.

Таким образом, относительная среднеквадратическая неравномерность огибающей спектра псевдогауссовых шумовых сигналов равна

n — 1 д2 =, „Ч4 (к,r), 7 †откуда следует правило формирования управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросов автокорреляционной функции с целью достижения поставленной цели — снижения относительной среднеквадратической неравномерности огибающей спектра псевдогауссовых шумовых сигналов при сохранении его полосы. При этом, поскольку управляющий иразрядный двухуровневый импульсный сигннал выбирается в виде управляющего и-разрядного двухуровневого ймпульсного сигнала с минимальными уровнями боковых

1 выбросов автокорреляционной функции

Pn(k,ò), параметр к становится несущественным, а его роль в силу вышеизложенного ограничивается формальным представлением управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с целью математического доказательства достижения цели изобретения. Наилучшие результаты достигаются при выборе в качестве управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала кодов Баркера (и =

3 — 5, 7, 11, 13), для которых относительная среднеквадратическая неравномерность

5 огибающей спектра псевдогауссовых шумовых сигналов равна д„=0.5 —, при и = 7

2 1 и д2 > 0,71 . Возможно использование

10 других апериодических кодовых последовательностей, например М-последовательностей, специально синтезированных двоичных последовательностей с минимальными уровнями боковых выбросов и

15 минимальной, суммой квадратов боковых выбросов автокорреляционной функции.

Формула изобретения . Способ формирования псевдогауссо20 вых шумовых сигналов, основанный на одновременном формировании временной и-разрядной двухуровневой импульсной Мпоследовательности и управляющего двухуровневого сигнала, формировании из них . многоразрядной последовательности импульсов путем поразрядного суммирования, по модулю два и их последующем линейном суммировании, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения относитель30 ной среднеквадратической неравномерности огибающей спектра выходных псевдогауссовых шумовых сигналов при сохранении его полосы, управляющий двухуровневый сигнал формируют в виде управляющего и-разрядного двухуровневого импульсного сигнала с минимальными уровнями боковых выбросов, автокорреляционной функции.

1665492

Составигвль Н.Чекановэ

Техред M,Моргентал Корректор О,Кундрик

Ге .;ктор Г,Гербер

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

3 вк;. з 2398 Тираж 456 Подписное

::: Н!1ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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