Устройство приема шумоподобных сигналов Советский патент 1983 года по МПК H04B1/10 H04L7/02 

Изобретение относится к радиоТ хнике и может использоваться в системах связи различного назначения.

Известно устройство для приема си гналов, содержащее перемножители, интеграторы, экспоненциальные Мрёобразователи, сумматоры, делитель и генератор опорных сигналов. Решение о помехоустойчивости приема принимается по центру тяжести апостериорного распределения П

Известно устройство для. приема шумоподобных сигналов, содержащее объединенные по первым входам два согласованных фильтра, вторые входы которых подключены к выходам генератора псевдослучайных последовательностей, а выходы согласованных фильтров через соответствующие первый и второй детекторы подключены к входам блока вычитания, выход которого подключен к входу решающего блока, управляющий вход которого подключен к входу цикловой синхронизации устройства С23,

Это устройство позволяет производить прием при неизвестной фазе си1- нала, но не является наилучшим с точки зрения помехоустойчивости вследствие того, что.при выработке решени используется информация об уровне только главного лепестка взаимокорреляционных функций (ВКФ) сигналов и их копий, т.е. значения ВКФ при нулевой задержке сигнала относительно копии. При этом не учитываются боковые выбросы корреляционной функции, которые могут нести дополнительную иформацию о структуре принимаемого .сигнала.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство приема шумоподобных сигналов, содержащее на входе устройства объединенные по первым входам два согласованных фильтра, .вторые входы которых подключены к выходам генератора п ;евдослучайной последовательности (ПСП) , а также последовательно соединенные вычитатель и решающий блок, введены компрессор, элемент задержки, блок управления и формирования автокорреляционных функций (АКФ) и два формирователя свертки функций, выходы которых подключены к входам вычитателя, первые входы подсоединены к выходам компрессора, а вторые входы

подсоединены к первому ,и второму выходам блока управления и формирования АКФ, третий выход которого подключен к первому ВХОДУ компрессора, а четвертый выход подключен к входу генератора ПСП, выходы которого подключены к соответствующим входам блока управления и формирования АКФ, другие входы которого объединены с вторым и третьим входами компрессора и являются входами тактовой и цикловой синхронизации соответственно, пр этом вход элемента задержки подсоединен к входу цикловой синхронизации блока управления и формирования АКФ, а выход подключен к второму входу решающего блока, причем выходы согласованных фильтров подключены к четвеI

тому и пятому входам компрессора соответственно, а дополнительный вход блока управления и формирования АКФ является входом начальной установки.

На фиг. 1 представлена структурноэлектрическая схема устройства приема шумоподобных сигналов; на фиг.2структурно-электрическая схема компрессора; на фиг. 3 структурно-элетрическая схема блока управления и формирования АКФ.

Устройство приема шумопо обных синалов содержит согласованные фильтры 1 и 2, генератор ПСП 3, компрессор k, формирователи 5 свертки функций , блок 7 управления и формирования АКФ с выходом 8, вычитатель 9, элемент 10 задержки и решающий блок 11, при этом, компрессор 4 содержит переключатели 12 и 13, счетный триггер 1, регистры сдвига, переключатели 19 и 20, цифро-аналоговые преобразователи 21 и 22, интерполяторы 23 и , а блок 7 управления и формирования АКФ содержит перемножители 25 и 26, генератор ПСП 27, 28 и 29г реверсивные счетчики 30 и 31, переключатели 32 и 33, регистры 3 и 35 сдвига, аналого-цифровые преобразователи 36 и 37. интерполяторы 38 и 39, .элемент И +0, счетчик 1 , блок +2 сравнения, счетчик 3, элемент И Ц, триггер , переключатель Л6, элемент И 7 счетчик kB, элемент И , тактовый генератор 50, переключатель 51, триггеры 52 и 53, элемент ИЛИ 5.

Устройство работает следуюи йм образом.

В режиме приема информации на первые входы согласованных фильтров 1 и 2 поступает один из двух возможных сигналов в смеси с помехой. На вторы входы фильтров с выходов генератора поступают ПСП, обеспечивая согласование фильтров с принимаемыми сигналами, при формировании которых использовались аналогичные последовательности. Полученные с выходов согласованных || 1льтров 1 и 2 значения взаимокорреляционных функций (ВКФ) входной смеси и копий сигналов ежимаются во времени в компрессоре 4 и поступают на первые входы соответствующих формирователей 5 и 6, на вторые вхоДы которых с выходов блока 7 управления и формирования АКФ пЬступают значения АКФ копий принимаемых сигналов. В результате этого на вход вычитателя 9 с выходов формиров телей 5 и 6 поступают взаимокорреляционные функции ВКФ входной смеси и копий сигналов и АКФ копий сигналов Полученная разность поступает в реша ющий блок, который в момент, соответ ствующий сигнальному пику ВКФ, определяемый импульсами входа цикловой синхронизации и элементом 10 задерж выносит решение о гдаиеме того или иного сигнала, например, по знаку разности ВКФ в этот момент времени. Величина задержки, обеспечиваемая элементом 10, соответствует длитель ности сжатой в компрессоре 4 корреляционной функции одного сигнала. Для исключения влияния предыдущих сигналов на верность приема очередного сигнала в согласованных фильтрах 1 и 2 и формирователях 5 и вычисляются апериодические корреля15 онные функции. Компрессор работает следующим образом. Поступающие с выходов согласован ных фильтров.1 и 2 на первый и второй входы компрессора i значения ко реляционных функций входной смеси и Копий сигналов заполняют регистры 15-18 сдвига. При этом процесс заполнения регистров и считывания с них информации регистрируется соответствующими переключателями 12, 13 и 19, 20, которые, в свою очередь, управляются счетным триггером I, на вход которого поступают импульсы цикловой синхронизации, фиксирующие границы сигналов. Заполнение регист ров тактируется импульсами, следующими с частотой входа тактовой синхронизации устройства. В зависимости от состояния триггера I такто вые импульсы частоты f;(через переключатели 12 и 13 поступают на тактовые входы регистров 15t 7 или 16, 18, обеспечивая поочередную запись в регистры значений ВКФ. В это время на тактовые входы другой пары регистров через переключатели 13 или 12 Поступают импульсы повышенной тактовой частоты f, поступающие с блока 7t а переключатели 9 и 20 пропускают значения ВКФ, считываемые с этих регистров сдвига, в соответствущие преобразователи 21 и 22, после чего аналоговые значения. ВКФ интерпогмруются в интерполяторах 23 и 2 соответственно. Работа блока 7 управления и формирования автокорреляционных функций делителя на два этапа, на первом из которыхосуществляется вычисление апериодических АКФ копий сигналов и запись их значений в памяти, на втором в режиме приема информации осуществляется периодическое считывание этой информации на входы формирователей 5 и 6. Первый этап начинается при поступлении на третий управляющий вход блока 7 импульсов начальной установки, которые приводят триггеры 52 и 53 в их исходное состояние. При этом переключатель 51 подключает выхЪд 8 блока 7 к выходу тактового генератора 50, в результате чего на вход тенер-атора ПСП 3 поступают тактовые импульсы частоты fjj, переключатель подключает входы элемента И «7 и счетчика АВ к выходу элемента И kt, а переключатели 32 и 33 подключают входы регистров 3 и 35 сдвига к выходам реверсивных счетчиков 30 и 31 соответственно. Кроме того, в исходном состоянии в счетчике k} емкостью L, равной длине ПСП, записано число L, а в. счетчике имеющем ту же емкость, записано число L-1. При этом на входы элемента И ЦЦ поступают единичные напряжения, а выходное напряжение элемента И At устанавливает генератор ПСП 27 и Триггер kS в начальные состояния. Триггер 5 закрывает ключи 28 и 29 и не позволяет пропускать через элемент И 40, генератор ПСП 27, импульсы тактовой частоты f2 тактового | генератора 50. При поступлении в S счетчик L-го импульса его состоя ние совпадает с состоянием счетчика З в результате чего на выходе блока сравнения появляется единичный потенциал, который уменьшаетна единицу число, записанное в счет чик , работающий на вычитание, и опрокидывает триггер 5 в другое состояние, при котором открываются ключи 28 и 29 и через элемент И О с выхода генератора 50 поступает импульс на вход Генератора ПСП 27, с выхода которого в перемножители 25 и 26 поступают первые элементы псевдослучайных последовательностей В это время на других входах этих перемножителей.подключенных к выход генератора ПСП 3, находятся последние L-e элементы этой ПСП, Полученные произведения через ключи 28 и 29 поступают в соответствующие реверсивные сметчики 30 и 31, причем знак произведения определяет ариф метическое действие счетчика - сложение или вычитание тактового импул са, поступающего на тактовые входы этих счетчиков с выхода генератора 50. Следующий (1+1)-й импульс генер тора 50 заполняет счетчик 1 до чис ла L, в результате чего единичный потенциал с выхода элемента И 4 че рез переключатель б поступает в сч чик А8,записав в него единицу, и на тактовые входы регистров З и 35 сдвига, в первые разряды которых по ступает с выходов реверсивных счетч ков 30 и 31 первая пара Значений апериодических АКФ псевдослучайных последовательностей. Эти значения соответствуют временному совпадению последнего элемента ПСП, вырабатыва емых генератором ПСП- 3, и первого элемента ПСП, вырабатываемых генера тором ПСП 27. Вычисление второй пары значений АКФ происходит аналогично вычислению первой пары, но генерато ПСП 27 начинает работать не на L-M импульсе, а на {1-1)-м, так как число, записанное в счетчике 43, в конце первого цикла становится на единицу меньше. Это соответствует временному перекрытию двух элементов последовательностей. Таким образом, L-й цикл соответствует полному временному совпадению последова тельностей. После этого цикла регист 8 ры 3 и 35 заполняются значениями апериодической АКФ, счетчик B также заполняется в результате чего на выходе элемента И 9 появляется единичный потенциал, который переводит триггер 53 в другое состояние, сняв единичный потенциал с входа элемента И t и переведя триггер 52 в другое состояние. При этом переключатель 6 подключает вход элемента И ij к выходу генератора 50, а переключатели 32 и 33 подключают выходы соответствующих регистров 3 и 35 к их Входам. После этого начинается второй этап, на котором осуществляется периодическое считывание значений АКФ с регистров З и 35. Считывание информации осуосуществляется на тактовой частоте fj поступающей с выхода элемента 7, и на.чинается при поступлении К импульсов цикловой синхронизации, на второй вход блока 7, фиксирующего начало принимаемого сигнала. При поступлении тактовых импульсов на тактовый вход регистров 3 и 35 значения с выходов этих регистров поступают на их входы через переключатели 32 и 33 и в преобразователи 36 и 37, с выходов которых аналоговые значения АКФ поступают через соответствующие интерполяторы 38 и 39 и через выходы блока 7 на входы формирователей 5 и 6. На другие входы формирователей 5 и 6 в это время поступают значения ВКф принимаемого сигнала с шумом и копии сигнала с выходов компрессора , Свернутые значения ВКФ и АКФ вычитаются в вычитателе 9 и поступают в решающий блок 11, который выносит решение о принятом сигнале в момент появления главного выброса второй корреляционной функции, т.е. в момент поступления в регчающий блок 11 импульса цикловой синхронизации, задержанного в элементе 10 задержки на время, определяемое временем прохождения сжатой корреляционной функции сигнала. Предлагаемое устройство приема шумоподобных сигналов позволяет повысить помехоустойчивость приема шумоподобных сигналов за счет повышения отношения сигнал/шум по отношению к известным устройствам в несколько раз.

LZ

i

1

//

ж

III/

ual