Устройство для синхронизации шумоподобных сигналов Советский патент 1983 года по МПК H04L7/02 

Изобретение относится к ргщиотехнике и связи и может быть использовано для быстрого поиска шумоподобных сигналов по задержке в условиях, когда отношение сигнал/шум много меньше единицы,

По основному авт. св. № 613512 известно устройство для синхронизации шумоподобных сигналов, содержащее два сумматора, объединенные по первому входу, два перемножителя, к вторым входам которых подключены соответствуннцие выходы генератора опорного напряжения, а также третий сумматор, к входам которого подключены выходы квадраторов, два интегратора, два аналого-цифровых преобразователя (.АЦП), два цифроаналоговых преобразователя 1,ЦАП), модулятор сигналов , коммутатор, пороговый блок, два регистра сдвига, N циклических накопителей, при этом выходы первого и второго перемножителей через последовательно соединенные соответствующие интегра.тор, аналого-цифровой преобразователь, регистр сдвига и сумматор, к второму входу которого подключен выход соответствующего аналого-цифрового преобразователя, подключены к входам модулятора сигналов, выходы которого через циклические накопители подключены к соответствующим входам коммутатора, выходы которого через соответствующий цифроаналоговый преобразовательподключены к входам соответствующего квадратора, а выход третьего сумматора подключен к входу порогового блока tl.

10

Однако известное устройство обладает низкой помехоустойчивостью, так как поиск временной задержки осуществляется путем неоцтимального обнаружения сигнального пика огибающей

15 взаимокорреляционной функции (ВУФ) копии сигнала и смеси сигнала с шумом.

Цель изобретения повьшение помехоустойчивости при отношении сиг20нал/шум меньше единицы.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для синхрониза- . . дии псевдошумовы.х сигналов, содержащее два сумматора, объединенные по

25 первому входу два перемножителя, к вторым входам которых подключены соответствующие выходы генератора опорного напряжения, а также третий сумматор , к входам которого подключены

30 выходы квадраторов, два интегратора. два аналого-цифровых преобразователя,два цифроаналоговых преобразователя, модулятор сигналов, коммутатор , пороговый блок, два регистра сдвига , N. циклических накопителей, при этом выходы первого и второго перемножителей через последовательно соединенные соотве тствующие интегра;тор, аналого-цифровой преобразователь регистр сдвига и сумматор, к второйу - входу которого подключен выход COOTветствующего аналого-цифрового npe-i образователя, подключены к входам, модулятора сигналов, выходы которого через циклические накопители подключены к соответствующим входам коммутатора/ выходыкоторого через соответствующий цифроаналоговый преобразователь подключены к входам соответ ствующего кваг.ратора, а выход треть го сумматора подключен к входу nopoгового блока, введены блок вычисления автокорреляционной функции (ДКФ) блок определения максимального сигна ла и согласованный фильтр, к опорному входу которого через блок вычисле НИН автокорреляционной функции (.АКФ подключен выход модуляяора сигналов, а к информационным входам -согласованного фильтра подключены выходы комму татора, при этом выходы согласованного фильтра подключены к вxoдa соответствующих цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), а выход третье го сумматора через блок определения максимального сигнала подключен к: входу порогового блока. Кроме того, блок вычисления автокорреляционной функции содержит последовательно соединенные тактовый генератор, счетчик, дешифратор, пер вый ключ, элемент ИЛИ, первый регистр сдвига,сумматор и второй регистр сдвига, выход которого подключен к второму входу сумматора, а также элемент НЕ и второй ключ, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, при этом выход дешифратора через элемент НЕ подключен к первому входу второго -ключа, к второму входу которого подключен выход первого регистра сдвига, к так товому входу которого, а также к тактовому входу второго регистра сдвигаподключен выход тактового гейератора, причем управляющий вход ге kepaTopa, объединенный с информа11ионным входом первого ключа, является входом блока вычисления автокор реляционной функции, выходом которог является выход .сумматора. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства,- на фиг,. 2 - схема блока вычисления АКФ. Устройство содержит перемножители 1 и 2, генератор 3 опорного напря жения , интеграторы 4 и 5, аналогоцифровые преобразователи (.АЦП/ б и , регистры сдвига 8 и 9,первый второй сумматоры 10 и 11, модуляор 12 сигналов, циклические накоители 13, коммутатор 14, согласоанный фильтр 15, блок 16 вычислеия автокорреляционной функции (ДКФ), ифроаналоговые преобразователи 17 и 8, квадраторы 19 и 20, третий суммаор 21, блок 22 определения максималього сигнала и пороговый блок 23. Блок 16 вычисления АКФ содержит ервый ключ 24, дешифратор 25, счетик 26, элемент НЕ 27, второй ключ 28, тактовый генератор 29, элемент ИЛИ 30, первый регистр 31 сдвига, сумматор 32 и второй регистр 33 сдвига. Устройство работает следующим образом. . Поступающая на вход устройства смесь сигнала и помехи перемножается в перемножителях 1 и 2 с синусоидальным и косинусоидальным напряжениями , поступающими с генератора 3 опорного напряжения. Сигналы с перемножителей 1 и 2 интегрируются интеграторами 4 соответственно, переводятся в цифровую форму аналого-цифровыми преобразователями 6 и 7 и последовательно поступают в регистры 8 и 9 сдвига и сумматоры 10 и 11. В сумматорах 10 и 11 складываются текущие значения интегралов и вычитаются задержанные по времени в регистрах 8 и 9 сдвига на длительность элементарного символа шумоподобного сигнала (ШПС). Таким образом, в сумматорах 10 и 11 подобно скользящему движку накапливаются на каждом такте значения интегралов произведения входного сигнала и напряжений в интервале элементарного символа. Полученные значения манипулируются (умножаются на +1 или -1) в модуляторе 12 сигналов псевдослучайными последовательностями, смещенными по времени на длительность элементарного символа, и поступают в N соответствующих- циклических накопителей 13, где циклически накапливаются в интервалах последовательностей значения составляющих квадратурной взаимокорреляционной функции (.КВКФ ) входной смеси и копий сигнала с дискретностью, меньшей длительности элемента ШПС. Полученные значения квадратурных составляющих взаимокорреляционной функции сигнала и помехи считываются коммутатором 14 и .поступают в согласованный фильтр 15, согласованный с автокорреляционной функцией ( АКФ )псевдослучайной последовательности, из которой образован ШПС.. Значения АКФ вводятся в согласованный фильтр 15 из блока автокорреляционной функции опорной псевдослучайной последовательности длиной L, . Следует отметить, что описанный выше блок вычисления АКФ применим для любой бинарной псевдослучайной последовательности, в том числе дл сверхдлиннсй ГСП или ПСП с непрерыв но перестраиваемой структурой. Таким образом, устройство позволяет повысить помехоустойчивость синхронизации фазоманипулированных шумоподббных сигналов. Выигрыш предлагаемого устройства в энергети ке при дейсгвии белого шума определяется уровнем боковых лепестков автокорреляционной функций сигнала, корреляционными свойствами автокорреляционной функции, временем анали за или числом анализируемых отсчетов корреляционной функции. Эффект повышения помехоустойчивое ти заключается в том, что при определении второй корреляционной функ ции согласованным фильтром уровень сигнального пика и боковых лепестков первой корреляционной функции, перемноженные с соответствующим пиком и боковымивыбросами АКФ синфазно, а шумовые составляющие ВКФ, являющиеся независимыми случайными величинами, складываются случайным образом, т.е складываются их дисперсии. Формула изобретения 1. Устройство для синхронизации шумоподобных сигналов по авт. ев. № 613512, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при отношении сигнал/шу меньше единицы, в него введены блок вычисления автокорреляционной функции блок определения максимального сигнала и согласованный фильтр, к опорному входу которого через блок вычисления автокорреляционной функции подключен выход модулятора сигналов, а к информационным входам согласованного фильтра подключены выходы коммутатора, при этом выходы согласованного фильтра подключены к входам соответствующих цифроаналоговых преобразователей , а выход третьего сумматора через блок определения максимального сигнала подключен к входу поро- гового блока. 2. Устройство по п. 1, отлитем, что блок вычающеесячисления автокорреляционной функции , содержит последовательно соединенные тактовый генератор, счетчик, дешифратор, первый ключ, элемент ИЛИ, первый регистр сдвига, сумматор и второй регистр сдвига, выход которого подключен к второму входу сумматора, а также элемент НЕ и второй ключ, выход которого подключен к второму входу элемента Риш, при этом выход дешифратора через элемент НЕ подключен к первому входу второго ключа, к второму входу которого под- ключей выход первого регистра сдвига, к тактовому входу .которо1о, а также к тактовому входу второго регистра сдвига подключен выход тактового генератора, причем управляющий вход сумматора, объединенный с информационным входом первого ключа, является входом блока вычисления автокорреляционной функции, выходом которого является выход сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 613512, КЛ4Н 04 L. 7/02, 1976 (прототип).

i.