УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ ШУМОПОДОБНОГО СИГНАЛА Российский патент 2007 года по МПК H04L7/02 

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в широкополосных системах радионавигации, радиолокации и системах передачи информации.

Известны устройства синхронизации (слежения за задержкой, автоматической подстройки времени) шумоподобного сигнала (ШПС) (например, [1], с.297; [2], с.194), содержащие в своем составе квадратурные корреляторы (согласованные фильтры), перемножители, генератор копий сигналов, сумматор, пороговое и решающее устройства и осуществляющие поэлементную синхронизацию ШПС по времени задержки, для нормального функционирования которых требуется восстанавливать частоту с точностью до начальной фазы, что в ряде случаев является существенным недостатком.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является устройство синхронизации ШПС (а.с. СССР №1352663, МКИ Н 04 L 7/02 от 19.12.1985 г.), содержащее в своем составе М параллельно включенных каналов обработки сигналов, выход каждого из которых через накопитель соединен со входом коммутатора, выход которого подключен к решающему блоку, обнаружитель сигнала, выход которого напрямую подсоединен ко второму входу 1-го канала и через линию задержки ко вторым входам остальных каналов обработки сигнала, а формирователь управляющих сигналов, выход которого соединен с управляющими входами всех М накопителей, коммутатора и решающего устройства, вход формирователя управляющих сигналов соединен со вторым выходом обнаружителя сигнала. Для передачи информации используется ансамбль из 2М неповторяющихся ШПС, первая половина из которых используется для передачи единичного, а вторая - нулевого символа.

Это устройство не обладает высокой помехоустойчивостью и скоростью передачи данных, так как в нем синхронизация и решение о передаче нуля или единицы принимается на основании поочередного сравнения (выбора) полученных результатов в каждом из М каналов обработки сигнала только по первому из обнаруженных лучей, что при многолучевом распространении радиоволн в условиях интерференции лучей и селективных замираний сигнала может привести к ошибкам синхронизации и потере информации.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении помехоустойчивости приема шумоподобного сигнала в условиях многолучевого распространения радиоволн.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство синхронизации шумоподобного сигнала, содержащее накопитель, решающее устройство, дополнительно введены первый и второй спин-детекторы, первые входы которых объединены и являются общим входом устройства, вторые входы первого и второго спин-детекторов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами генератора копий сигнала, а выходы - соединены соответственно с первым и вторым входами вычитающего устройства, выход которого через накопитель соединен со входом решающего устройства, а также устройство управления, первый выход которого подсоединен к управляющему входу генератора копий сигнала, а второй выход устройства управления соединен с управляющими входами первого и второго спин-детекторов, накопителя и решающего устройства.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в накоплении энергии импульсов взаимной корреляции между опорным сигналом и сигналами всех отдельных лучей многолучевого сигнала.

Предлагаемое изобретение поясняется двумя фигурами графического материала. На фиг.1 приведена структурная схема устройства синхронизации шумоподобного сигнала, на фиг.2 - временные диаграммы работы спин-детектора.

Устройство синхронизации ШПС содержит в своем составе первый 1 и второй 2 спин-детекторы, вычитающее устройство 3, накопитель 4, решающее устройство 5, генератор копий сигнала с прямым и инверсными выходами 6, устройство управления 7.

Функционирование устройства синхронизации шумоподобного сигнала осуществляется следующим образом. По управляющему сигналу "запуск" с первого выхода устройства управления 7, поступающему на вход генератора копий сигнала 6 формируется опорный сигнал и с прямого выхода записывается в спин-детектор 1, а инверсного в спин-детектор 2.

Пусть принимаемый 3-лучевой шумоподобный сигнал поступает на первые входы первого 1 и второго спин-детекторов, причем для передачи единицы используется прямая псевдослучайная последовательность (ПСП), а для передачи нуля - инверсная. Через время τ_сч, определяемое как сумма максимально возможного времени задержки, длительности опорного и многолучевого сигналов, устройство управления на своем втором выходе формирует импульс считывания (фиг.2), который поступает на управляющие входы первого 1 и второго 2 спин-детекторов, накопителя 4 и решающего устройства 5. По этому импульсу сбрасывается накопитель 4 и на выходе первого 1 и второго 2 спин-детекторов через время τ_з1, τ_з1+Δτ_з12 и τ_з1+Δτ_з12+Δτ_з23 формируются импульсы взаимной корреляции между опорным сигналом и сигналами соответственно первого, второго и третьего луча (импульсы 1, 2 и 3 соответственно, где τ_з1 - время задержки первого луча, Δτ_з12 и Δτ_з23 - относительные задержки между первым и вторым, вторым и третьим лучами соответственно).

Вычитающее устройство выделяет импульсы взаимной корреляции и компенсирует помеху. Это позволяет выбрать нулевой порог срабатывания для последующих устройств, что очень важно для многолучевых каналов связи, в которых уровень принимаемого сигнала изменяется в широких пределах.

Таким образом, в накопителях (интеграторах) 4 происходит накопление энергии всех лучей и в решающем устройстве 5 на основании положительного или отрицательного потенциала на его первом входе в момент появления импульса считывания на управляющем входе принимается решение о том, какой символ соответственно "единица" или "ноль" передавался на предыдущем этапе.

В условиях минимума для многолучевого распространения радиоволн (два отдельных луча) по сравнению с прототипом, где синхронизация и решение о передаваемом символе производится на основании поочередного сравнения полученных результатов в каждом из М каналов обработки сигнала только по первому из обнаруженных лучей, в предлагаемом устройстве реализована возможность адекватного принимаемому количеству лучей увеличения помехоустойчивости приема многолучевого шумоподобного сигнала.

Возможность практической реализации предлагаемого устройства синхронизации шумоподобного сигнала следует из того, что схема построена на типовых, известных и технологически отработанных элементах.

Заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Определение из перечня аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить в заявляемом объекте существенные по отношению к техническому результату отличительные признаки, что позволяет считать заявленное изобретение удовлетворяющим критерию "новизна".

Анализ известных технических решений в области принципов и устройств синхронизации шумоподобного сигнала показывает, что заявленное изобретение благодаря существенным признакам, определившим путь достижения поставленной цели, не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники и соответствует требованию "изобретательского уровня".

Источники информации

1. Л.Е.Варакин. Система связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985. - 383 с.

2. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. В.Б.Пестрякова - М.: Советское радио, 1973. - 423 с.

3. Справочник. Цифровые радиоприемные схемы. Под ред. М.И.Жодзинского. - М.: Радио и связь, 1990. - 207 с.

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в широкополосных системах радионавигации, радиолокации и системах передачи информации. Технический результат - повышение помехоустойчивости приема ШПС в условиях многолучевого распространения радиоволн. Технический результат достигается за счет введения первого и второго спин-детекторов, первые входы которых объединены и являются общим входом устройства, вторые входы первого и второго спин-детекторов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами генератора копий сигнала, а выходы - соединены соответственно с первым и вторым входами вычитающего устройства, выход которого через накопитель соединен со входом решающего устройства, а также устройства управления, первый выход которого подсоединен к управляющему входу генератора копий сигнала, а второй выход устройства управления соединен с управляющими входами первого и второго спин-детекторов, накопителя и решающего устройства. 2 ил.

Устройство синхронизации шумоподобного сигнала, содержащее своем составе накопитель, решающее устройство, отличающееся тем, что дополнительно введены первый и второй спин-детекторы, первые входы которых объединены и являются общим входом устройства, вторые входы первого и второго спин-детекторов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами генератора копий сигнала, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами вычитающего устройства, выход которого через накопитель соединен со входом решающего устройства, а также устройство управления, первый выход которого подсоединен к управляющему входу генератора копий сигнала, а второй выход устройства управления соединен с управляющими входами первого и второго спин-детекторов, накопителя и решающего устройства.