Приемное устройство последовательно-параллельного поиска сигнала

 

Изобретение относится к радиосвязи. Технический результат заключается в сокращении времени анализа поиска сигнала р при наличии ложных тревог. Сущность изобретения состоит в том, что в известное приемное устройство последовательно-параллельного поиска сигнала дополнительно введены блок формирования адреса и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). 2 ил.

Устройство относится к области техники радиосвязи и может быть использовано для приема информации по каналам связи с использованием шумоподобных сигналов - ШПС.

Известны приемные устройства шумоподобных сигналов, построенные на базе согласованных фильтров. Время поиска сигнала в таких устройствах соизмеримо с периодом используемой двоичной последовательности.

Однако реализовать на практике такие приемные устройства при больших базах сигнала задача весьма проблематичная (см. Алексеев А.И., Шереметьев А.Г. , Тузов Г.И., Глазов Б.И. Теория и применение псевдослучайных сигналов).

Известно также приемное устройство широкополосных сигналов по а. с. 1109915, содержащее линейный тракт, квадратурный перемножитель, интегратор, блок выбора и запоминания на такт, фильтр нижних частот - ФНЧ, управляемый фазовращатель, детектор огибающей, весовой сумматор и решающий блок.

Недостатком этого устройства является то, что при наличии на его входе структурной помехи резко падает помехоустойчивость по отношению к другим видам помех, а при достаточно сильном уровне этой помехи наступает срыв связи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является оптимальное корреляционное устройство поиска сложных сигналов, приведенное в журнале "Радиотехника", 1978, т. 33, 9, с. 45, рис. 1.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства-прототипа, где обозначено: 1 - блок перепроверки результатов; 2₁÷2 - блоки корреляторов; 3₁÷3 - блоки сравнения; 4 - решающий блок; 5 - генератор опорных сигналов; 6 - блок управления.

Устройство-прототип содержит блок перепроверки результатов 1, первый вход которого соединен с первыми входами блоков корреляторов 2₁÷2_m и является входом устройства. Второй вход блока 1 является входом импульсных сигналов T_α. Вторые входы блоков корреляторов 2₁÷2_m соединены с первым входом блока управления 6 и вторым выходом решающего блока 4, первый выход которого подсоединен к третьему входу блока перепроверки результатов 1, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход соединен со вторым входом блока управления 6, выход которого соединен с входом генератора опорных сигналов 5, m выходов которого соединены с третьими входами блоков корреляторов 2₁÷2_m и вторыми m входами решающего блока 4 соответственно.

Выходы блоков корреляторов 2₁÷2_m соединены через соответствующие блоки сравнения 3₁÷3_m с первыми m входами решающего блока 4. Вторые входы блоков сравнения 3₁÷3_m соединены между собой и являются входом порогового напряжения Z₀.

Работает устройство-прототип следующим образом.

Входной сигнал одновременно поступает на первые входы блоков 2₁÷2_m и на первый вход блока 1. На третьи входы блоков 2₁÷2_m подаются опорные сигналы. С выходов блоков 2₁÷2_m на блоки 3₁÷3_m поступают свертки входного и опорного сигналов. На вторые входы блоков 3₁÷3_m подается пороговое напряжение Z₀. При превышении порога в одном из каналов на выходе этого канала будет присутствовать импульс, который поступает на соответствующий первый вход блока 4. На второй вход блока 4 поступает сигнал, который превышает пороговый уровень в блоках 3₁÷3_m. С выхода блока 4 сигнал подается на третий вход блока 1, на второй вход которого поступают импульсы T_α, позволяющие учесть временные потери при ложных тревогах. С выхода блока 1 сигнал поступает на второй вход блока управления 6, который устанавливает очередность выбора отдельных групп из m сигналов для очередного этапа анализа. Со второго выхода блока 4 сигнал подается на первый вход блока 6 и на вторые входы блоков 2₁÷2_m. С выхода блока 6 сигнал поступает на генератор 5 и позволяет выбрать очередные m опорных сигналов.

Недостатком устройства-прототипа является увеличение времени анализа поиска сигнала при наличии ложных тревог, которое учитывается интервалом времени T_α.

Для устранения указанного недостатка в устройство, содержащее m блоков корреляторов, первые входы которых соединены между собой и являются входом устройства, m блоков сравнения, вторые входы которых соединены между собой и являются входом для напряжения порога, выходы m блоков сравнения соединены с первыми m входами решающего блока, соответственно, второй выход которого соединен с первым входом блока управления и вторыми входами m блоков корреляторов, а также генератор опорных сигналов, m выходов которого соединены с третьими входами m блоков корреляторов и вторыми входами решающего блока, введены блок формирования адреса и постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ), m выходов которого соединены с m входами генератора опорных сигналов. Вход блока формирования адреса соединен с выходом блока управления, второй вход которого соединен с третьим выходом решающего блока, первый выход которого является выходом устройства. Кроме того, m выходов блока формирования адреса соединены с m входами ПЗУ.

Функциональная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.2, где обозначено: 2₁÷2_m - блоки корреляторов; 3₁÷3_m - блоки сравнения; 4 - решающий блок;
5 - генератор опорных сигналов;
6 - блок управления;
7 - постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ);
8 - блок формирования адреса.

Предлагаемое устройство содержит блоки корреляторов 2₁÷2_m, первые входы которых объединены и являются входом устройства. Вторые входы блоков корреляторов 2₁÷2_m соединены со вторым выходом решающего блока 4 и первым входом блока управления 6, второй вход которого соединен с третьим выходом решающего блока 4, первый выход которого является выходом устройства. При этом выход блока управления 6 соединен с входом блока формирования адреса 8, m выходов которого соединены с m входов ПЗУ 7, m выходов которого соединены с m входами генератора опорных сигналов 5, m выходов которого соединены с третьими входами блоков корреляторов 2₁÷2_m и вторыми m входами решающего блока 4. Выходы блоков корреляторов 2₁÷2_m через блоки сравнения 3₁÷3_m соединены с первыми m входами решающего блока 4. Вторые входы блоков сравнения 3₁÷3_m соединены между собой и являются входом порогового напряжения Z₀.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Входной сигнал одновременно поступает на первые входы блоков 2₁÷2_m. Опорные сигналы с генератора 5 поступают на третьи входы блоков 2₁÷2_m. Выходные сигналы с блоков 2₁÷2_m - свертки входных и опорных сигналов - поступают на входы блоков 3₁÷3_m, на вторые входы которых подается опорное напряжение Z₀. При превышении порога в одном из m каналов на выходе этого канала будет импульс Si(t), который поступит на соответствующий вход решающего блока 4 и с третьего выхода которого - на второй вход блока 6, который устанавливает очередность выбора отдельных групп из m сигналов для очередного этапа анализа. Со второго выхода решающего блока 4 сигнал поступает на первый вход блока управления 6 и на вторые входы блоков корреляторов 2₁÷2_m. С выхода блока управления 6 сигнал подается на m входов блока формирования адреса 8, который позволяет извлекать данные о временных сдвигах из ПЗУ 7 в виде строк матрицы размером K х m, где К - количество строк, соответствующее количеству смежных классов; m - количество столбцов, соответствующее разрядности регистра сдвига генератора опорного сигнала.

На каждом этапе считывается очередная строка матрицы из ПЗУ 7 в генератор опорных сигналов 5. С блока управления 6 сигнал поступает на блок формирования адреса 8. При этом номера временных сдвигов одной строки матрицы подаются на генератор опорных сигналов 5, с выхода которого копии сигналов с соответствующими сдвигами (задержками) поступают на входы корреляторов 2₁÷2_m. При этом на входы корреляторов поступают временные сдвиги сигналов, при которых (в отсутствии помех) коррелирующая функция имеет одинаковые значения.

Решающий блок 4 может извлекать дополнительную информацию о мощности шума, что необходимо для формирования напряжения порога. При этом время, выделяемое на анализ ложной тревога, сводится к нулю, так как решающий блок 4 по совпадению выходных напряжений m корреляторов определяет наличие или отсутствие ложной тревоги.

Решающий блок 4 представляет собой блок выбора максимума, в котором из всех сигналов, поступающих на его входы, выбирается максимальный.

Блок перепроверки результатов 1, в прототипе полученных в решающем блоке 4, производит дополнительный анализ результатов для обнаружения ложной тревоги.

При этом блок 1 выполняет две функции:
- сравнивает сигнал, прошедший на выход решающего блока 4, с входным сигналом;
- пропускает сигнал с решающего блока 4 на выход, если не обнаружено ложной тревоги, и подает сигнал на блок управления 6 для перестройки генератора опорных сигналов 5, в случае обнаружения ложной тревоги.

В предлагаемом устройстве необходимость в блоке перепроверки результатов 1 отпадает, так как для обнаружения ложной тревоги входной сигнал не нужен. Обнаружение ложной тревоги происходит только по выходным сигналам m корреляторов 2₁÷2_m. При этом вторая функция блока 1 прототипа переносится в предлагаемом устройстве в решающий блок 4, для чего в нем используется второй выход, соединенный с блоком управления 6. За счет этого сокращается время анализа поиска сигнала при наличии ложных тревог.

Формула изобретения

Приемное устройство последовательно-параллельного поиска сигнала, содержащее m блоков корреляторов, первые входы которых соединены между собой и являются входом устройства, m блоков сравнения, вторые входы которых соединены между собой и являются входом для напряжения порога, выходы m блоков сравнения соединены с первыми m входами решающего блока соответственно, второй выход которого соединен с первым входом блока управления и вторыми входами m блоков корреляторов, а также генератор опорных сигналов, m выходов которого соединены с третьими входами m блоков корреляторов и со вторыми m входами решающего блока, отличающееся тем, что введены блок формирования адреса и постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ), m выходов которого соединены с m входами генератора опорных сигналов, вход блока формирования адреса соединен с выходом блока управления, второй вход которого соединен с третьим выходом решающего блока, первый выход которого является выходом устройства, при этом m выходов блока формирования адреса соединены с m входами ПЗУ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2