Устройство для приема стартстопных сообщений

 

Изобретение относится к электро- и радиосвязи и может быть использовано в проводных, радио-, радиорелейных и метеорных линиях связи с обратным или без обратного канала. Устройство для приема стартстопных сообщений содержит приемник, частотный дискриминатор, блок выборки сигнала и синхронизации, генератор тактовых импульсов, решающий блок, первый и второй ключи, запоминающий блок, квадратор, накопитель, стробируемый пороговый блок и счетчик импульсов, а также масштабирующий блок. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в снижения вероятности ложных срабатываний. 2 ил.

Изобретение относится к электро- и радиосвязи и может использоваться в проводных, радиорелейных и метеорных линиях связи с обратным или без обратного канала.

Известно устройство для приема стартстопных сообщений Л.Е. Варакин "Системы связи с шумоподобными сигналами", М., Р. и С., 1985, стр.323-325, 281-287.

Оно содержит последовательно соединенные приемник, частотный дискриминатор, согласованный фильтр, пороговое устройство, дифференцирующий каскад, формирователь импульсов, стробирующее устройство, схему выбора максимального сигнала, генератор тактовых импульсов, решающее устройство, первый ключ, запоминающее устройство и второй ключ, и датчик интервала наблюдения, причем второй вход стробирующего устройства соединен с выходом согласованного фильтра, управляющий вход первого ключа подключен к выходу схемы выбора максимального сигнала, сигнальный вход решающего устройства соединен с выходом частотного дискриминатора, выход генератора тактовых импульсов подключен к второму входу запоминающего устройства, а его второй вход соединен с выходом датчика интервала наблюдения, соединенного с вторым входом схемы выбора максимального сигнала и управляющим входом второго ключа, выход которого является выходом устройства (см. то же, с.323-325, 281-287).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для приема стартстопных сообщений по патенту 2157053, кл. Н 04 L 25/38, принятое за прототип.

Укрупненная схема устройства-прототипа представлена на фиг. 1, где обозначено: 1 - приемник; 2 - частотный дискриминатор; 3 - блок выборки сигнала и синхронизации; 4 - генератор тактовых импульсов; 5 - решающий блок; 6, 8 - первый и второй ключ; 7 - запоминающий блок; 9 - квадратор; 10 - накопитель;
11 - стробируемый пороговый блок;
12 - счетчик импульсов.

В блоке выборки сигнала и синхронизации 3 объединены последовательно соединенные фильтр, пороговое устройство, дифференцирующий каскад, прерыватель, формирователь импульсов и стробирующее устройство.

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные приемник 1, частотный дискриминатор 2, блок выборки сигнала и синхронизации 3, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов 4, решающий блок 5, первый ключ 6, запоминающий блок 7 и второй ключ 8, выход которого является выходом устройства. Кроме того, содержит последовательно соединенные квадратор 9, накопитель 10 и стробируемый пороговый блок 11, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа 8. А также счетчик импульсов 12, выход которого соединен со вторыми входами генератора тактовых импульсов 4 и стробируемого порогового блока 11, и с управляющим входом накопителя 10. При этом выход частотного дискриминатора 2 соединен с сигнальным входом решающего блока 5, Выход генератора тактовых импульсов 4 соединен со вторым входом запоминающего блока 7 и входом счетчика 12.

Первый выход блока выборки сигнала и синхронизации 3 соединен с первым входом генератора тактовых импульсов 4 и управляющим входом первого ключа 6. Второй выход блока выборки сигнала и синхронизации 3 соединен со вторым входом накопителя 10. Выход первого ключа 6 соединен с входом квадратора 9. Входом устройства является вход приемника 1.

Устройство-прототип работает следующим образом.

Принимаемый сигнал, состоящий из синхросигнала длительноcти Т_s, манипулированного по частоте S - элементным кодом Баркера (S=7) с длительностью каждого элемента Т, и n - (n=1•10³) информационных частотно-манипулированных элементов той же длительности, после общей фильтрации в приемнике 1 и частотной демодуляции в блоке 2 поступает на вход блока 3, на втором выходе которого формируется отсчет максимального уровня синхросигнала после его когерентного накопления, а на первом - короткий синхроимпульс длительности τ, соответствующий по времени этому отсчету (при отсутствии помех - в момент окончания синхросигнала). Затем значение отсчета запоминается в накопителе 10, а на выходе блока 4 с задержкой на интервал времени Т относительно переднего фронта синхроимпульса формируются n коротких импульсов с периодом, равным Т. При этом в блоке 5 выносятся решения по n информационным символам и его выходные сигналы той или иной полярности запоминаются в тактируемом импульсами блока 4 блоке 7.

Эти же сигналы после квадратичного преобразования в квадраторе 9 последовательно во времени суммируются по напряжению в блоке 10 и складываются с уже существующим там напряжением (отсчета) с второго выхода блока 3. Если суммарный сигнал накопителя 10 в момент окончания последнего n-го импульса генератора 4 превышает порог блока 11, то на выходе последнего формируется импульс длительности n•T+τ, который открывает второй ключ 8, а на выходе генератора 4 создаются n тактовых импульсов, считывающих информационные символы из запоминающего блока 7 через ключ 8 на выход устройства. Этот момент времени определяется импульсом, действующим на выходе счетчика 12.

Однако данное устройство имеет большую вероятность ложных срабатываний.

Изобретение направлено на снижение вероятности ложных срабатываний.

Для этого в устройство для приема стартстопных сообщений, содержащее последовательно соединенные приемник, частотный дискриминатор и блок выборки сигнала и синхронизации, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, решающий блок, первый ключ, запоминающий блок и второй ключ, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные квадратор, накопитель и стробирующий пороговый блок, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, а также счетчик импульсов, выход которого соединен со вторыми входами генератора тактовых импульсов и стробирующего порогового блока и управляющим входом накопителя, причем выход частотного дискриминатора соединен с сигнальным входом решающего блока, первый выход блока выборки сигнала и синхронизации соединен с управляющим входом первого ключа и первым входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика импульсов и вторым входом запоминающего блока, введен масштабирующий блок. Причем вход масштабирующего блока соединен со вторым выходом блока выборки сигнала и синхронизации, а выход масштабирующего блока соединен со вторым входом накопителя.

На фиг. 2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для приема стартстопных сообщений, где обозначено:
1÷12 - те же, что и в прототипе;
13 - масштабирующий блок.

Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные приемник 1, частотный дискриминатор (ЧД) 2 и блок выборки сигнала и синхронизации 3, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов (ГТИ) 4, решающий блок 5, первый ключ 6, запоминающий блок 7 и второй ключ 8, выход которого является выходом устройства. Кроме того, содержит последовательно соединенные квадратор 9, накопитель 10 и стробируемый пороговый блок 11, а также счетчик импульсов 12, выход которого соединен со вторыми входами ГТИ 4 и стробируемого порогового блока 11, и с управляющим входом накопителя 10. Кроме того, выход ЧД 2 соединен с сигнальным входом решающего блока 5, первый выход блока 3 соединен с первым входом ГТИ 4 и управляющим входом первого ключа 6, выход которого соединен со входом квадратора 9.

Выход ГТИ 4 соединен со входом счетчика импульсов 12 и вторым входом запоминающего блока 7. Второй выход блока 3 соединен с входом масштабирующего блока 13, выход которого соединен со вторым входом накопителя 10.

Выход стробируемого порогового блока 11 соединен с управляющим входом второго ключа 8.

Вход приемника 1 является входом устройства.

Устройство для приема стартстопных сообщений работает следующим образом. Принимаемый сигнал, состоящий из синхросигнала длительности Т_s, манипулированного по частоте S-элементным кодом Баркера (S=7, 9, 11, 13) с длительностью каждого элемента Т, и n(n=1•10³) информационных частотно-манипулированных элементов той же длительности, после общей фильтрации в приемнике 1 и частотной демодуляции в блоке 2 поступает на вход блока 3, на втором выходе которого формируется отсчет максимального уровня синхросигнала после его когерентного накопления, а на первом - короткий синхроимпульс длительности τ, соответствующий по времени этому отсчету (при отсутствии помех - в момент окончания синхросигнала). Затем значение отсчета после усиления (ослабления) в масштабирующем блоке 13 с коэффициентом передачи по напряжению (где U₁, U₂ - напряжения полезного сигнала на выходе блока 5 и квадратора 9 соответственно, а σ²₁ и σ²₂ - мощности шума) запоминается в накопителе 10, а на выходе блока 4 с задержкой на интервал времени Т относительно переднего фронта синхроимпульса формируются n коротких импульсов с периодом, равным Т.

При этом в блоке 5 выносятся решения по n информационным символам и его выходные сигналы той или иной полярности запоминаются в тактируемом импульсами ГТИ 4 блоке 7. Эти же сигналы после квадратического преобразования в квадраторе 9 последовательно во времени суммируются по напряжению в блоке 10 и складываются с уже существующим там напряжением, поступившим с выхода блока 13. Если суммарный сигнал накопителя 10 в момент окончания последнего n-го импульса ГТИ 4 превышает порог устройства 11, то на выходе последнего формируется импульс длительности n•T+τ, который открывает второй ключ 8, а на выходе ГТИ 4 создаются n тактовых импульсов, считывающих информационные символы из блока 7 через ключ 8 на выход устройства. Этот момент времени определяется импульсом, действующим на выходе счетчика 12. Таким образом устройство позволяет уменьшить вероятность ложных срабатываний.

В том, что это действительно так, можно убедиться из cледующего. Пусть имеются две независимые (статистически) смеси шумового процесса и полезного сигнала, мощности шума в них одинаковые, уровень полезного сигнала в первой из них существенно выше эффективного значения шума, а во второй - существенно ниже. Тогда добавление к первой смеси второй практически не изменит уровня полезного сигнала в ней. Мощность же шума возрастет в два раза, что приведет к уменьшению отношения с/ш на выходе сумматора (и ухудшению качества работы устройства приема у нас). Очевидно, что существует оптимальный вариант сложения смесей, максимизирующий отношение с/ш на выходе сумматора. Он реализуется путем включения на одном из входов сумматора масштабирующего блока с коэффициентом передачи К. Если К>1, то блок 13 представляет собой усилитель. Если K<1, то блок 13 - делитель напряжения. Оба варианта выполнения блока 13 являются известными.

Формула изобретения

Устройство для приема стартстопных сообщений, содержащее последовательно соединенные приемник, частотный дискриминатор и блок выборки сигнала и синхронизации, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, решающий блок, первый ключ, запоминающий блок и второй ключ, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные квадратор, накопитель и стробируемый пороговый блок, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, а также счетчик импульсов, выход которого соединен со вторыми входами генератора тактовых импульсов и стробирующего порогового блока и управляющим входом накопителя, причем выход частотного дискриминатора соединен с сигнальным входом решающего блока, первый выход блока выборки сигнала и синхронизации соединен с управляющим входом первого ключа и первым входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика импульсов и вторым входом запоминающего блока, отличающееся тем, что введен масштабирующий блок, вход которого соединен со вторым выходом блока выборки сигнала и синхронизации, а выход масштабирующего блока соединен со вторым входом накопителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2