Устройство для приема и обработки шумоподобных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к технике приема дискретных данных и может быть использо-вано в устройствах для приема дискретной информацни, нередаваемой с помощью сложных сигналов. Известно устройство для дискретной обработки сложных сигналов, содержащее схему отождествления элемента сигнала, входы которой соединены с первой и второй входными шинами устройства, схему отбора но максимуму, схему сравнения кодов и Р каналов, каждый из которых содержит сумматор по модулю два, элемент НЕ, элемент И, счетчик импульсов, причем в каждом канале выход элемента И соединен с счетным входом счетчика импульсов, а его первый вход через инвертор - с выходом сумматора по модулю два, первые входы всех сумматоров но модулю два соединены с выходом схемы отождествления элемента сигнала, а их вторые входы подключены к соответствующим входам генератора копий ожидаемых сигналов, вход которого соединен с третьей входной шиной устройства, вторые входы элементов И соединен с четвертой входной шиной устройства, входы «Сброс счетчиков импульсов соединены с пятой щиной устройства, выходы счетчиков нодключены к соответствующим входам схемы отбора по максимуму, часть выходов которой соединена с выходными тинами устройства, а другая часть их -- с частью входов схемы сравнения кодов, другие входь1 которой соединены с соответствующими входными шинами устройства, н естая входная щина устройства подключена к донолнительному входу схемы отбора по максимуму, а выход схемы сравнения кодов соединен с дополнительной выходной шиной устройства 1. Недостатком такого устройства для дискретной обработки сложных сигналов является его сложность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для приема и контроля достоверности циф ровой информации, содержащее нриемник, вход которого соединен с входом устройства, информационный выход -- с первым входом формирователя выходных сигналов (анализатор и блок обработки), корреляционные выходы приемника через элемент ИЛИ соединены с входом блока управления и в каждом информационном канале последовательно соединенные (ключ,элемент И), формирователь импульсов и счетчик, выход которого подключен к соответствующему и формационному входу формирователя выходных сигналов, выходы блока управления подключены к управляющим входап формирователя выходных сигналов, счетчиков и ключей информационных каналов, информационные входы ключей подключены к соответствующим Корреляционным входам корреляционного приемника 2. Однако известное устройство достаточно сложное, что уменьщает его надежность. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для приема и обработки щумоподобных сигналов, содержащее корреляционный приемник, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, формирователь выходных сигналов, выходы которого являются выходами устройства, и в каждом информационном канале элемент И и счетчик, введен генератор эталонных сигналов и в каждый информационный канал введены сумматор по модулю два, дешифратор и элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом сумматора по модулю два, выход элемента И соединен с первым входом счетчика, выходы которого через дешифратор соединены с входом элемента НЕ, выходы генератора эталонных сигналов соединены с первыми входами сумматоров соответствующих информационных каналов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу корреляционного приемника, выходы дешифраторов информационных каналов подключены к соответствующим первым и вторым входам формирователя выходных сигналов, объединенные третьи входы сумматоров но модулю два и объединенные вторые входы счетчиков информационных каналов, вход генератора эталонных сигналов и второй вход формирователя выхол;ных сигналов подключены соответственно к третьему, пятому и щестому входам устройства. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит корреляционный приемник 1, генератор 2 сигналов, в каждом информационном канале содержит сумматор 3 по модулю два, элемент И 4, счетчик 5 импульсов, дещифратор 6 и элемент НЕ 7, а также дешифратор 8 адреса, информационную шину 9, тину 10 опорных сигналов, шину 11 синхроимпульсов, шину 12 тактовых импульсов, шину 13 импульсов сброса, щину 14 импульсов считывания, выходы 15- 19 устройства. Корреляционный приемник 1 может быть выполнен, например, на генераторе опорного сигнала, перемножителе, интеграторе, схеме принятия решения, элементе сброса напряжения интегратора. Обрабатываемый сложный щумопОлТ.обиый сигнал поступает на шину 9, на шину 10-14 поступают импульсы, необходимые для дискретной обработки сложного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Синхронно с моментом начала формирования шумоподобного сигнала на передающем пункте на приемном пункте на шину 10 устройства поступают импульсы, необходимые для оптимального приема бинарного сигнала. В момент окончания каждого бинарного элемента сложного сигнала на выходе приемника 1 будет сформирован уровень «1 или «О в зависимости от принимаемого элемента и от соотношения сигнал/ помеха на протяжении приема этого элемента сигнала. Если помеха отсутствует, то код сигнала на выходе приемника I будет точно соответствовать коду обрабатываемого сигнала. Одновременно с началом поступления обрабатываемого щумоподобного сигнала на вход генератора 2 с шины 11 поступает импульс синхронизации, под действием которого на его выходах формируются Р копий ожидаемых устройством сложных сигналов. Если уровни элементов сигналов на обоих входах сумматора 3 по модулю два одинаковые (единицы или нули), то на его выходе будет сформирован нулевой уровень сигнала, в противном случае - единичный. Под действием сигнала единичного уровня, сформированного на выходе сумматора 3, элемент И 4 открывается по второму входу. На первый вход элемента И

4по окончании приема каждого элемента сложного сигнала поступают короткие тактовые импульсы единичного уровня с шины 12. До момента поступления на шину 12 первого тактового импульса во время приема первого элемента сигнала на шину 13 поступает импульс сброса, под действием которого все счетчики 5 импульсов устанавливаются в исходное состояние. В результате на выходах дешифраторов 6 устанавливаются нулевые уровни, а на вторые входы элементов И 4 будут поданы сигналы единичного уровня.

В тех каналах обработки, в которых в момент поступления по шине 12 тактового импульса на входах сумматоров 3 уровни элементов сигналов (копий и сигнала на выходе приемника 1) будут иметь разные уровни, через элемент И 4 на вход счетчика 5 импульсов поступит один импульс.

Если на вход 9 устройства сложный сигнал поступает без помех, то в одном из каналов код элементов сигнала, сформированного на выходе приемника 1, будет соответствовать коду копии ожидаемого сигнала. В результате в этом канале на вход счетчика

5импульсов ни один тактовый импульс не поступит. В остальных каналах коды сложного сигнала и копий ожидаемых сигналов, поступающих на входы сумматоров 3, будут ортогональны (или квазиортогональны) и, следовательно, в момент поступления импульсов на шину 12 уровни элементов сигналов на входах этих сумматоров 3 не будут

совпадать друг с другом 0,5N (или 0,5 (N -f 1) раз за время приема сложного сигнала, где N - число элементов в сложном сигнале, а элементь И 4 в каждом случае несовпадения будут открываться по второму входу для прохождения через них тактовых импульсов с шины 12 на входы соответствующих счетчиков 5 импульсов.

При увеличении уровня помехи -на входе устройства приемник 1 будет принимать часть элементов сигнала неправильно, причем, чем выше уровень помех, тем больше элементов сигнала будет приниматься неправильно.

В результате в информационном канале, в котором код копии ожидаемого сигнала соответствует коду обрабатываемого сложного сигнала, на вход счетчика 5 импульсов будут поступать импульсы и тем больше, чем выше будет уровень помех. В остальных каналах число несовпадений элементов сигналов на входах сумматоров 3 будет за время приема сложного сигнала увеличиваться или уменьшаться относительно значения 0,5 N или 0,5 (N -t- 1).

При поступлении сигнала на вход счетчика 5 импульсов после установки его в исходное состояние определенного (порогового) числа импульсов срабатыает соответствующий дешифратор б, на его выходе устанавливается единичный уровень, а на втором входе элемента И 4 - нулевой уровень, в результате чего через этот элемент с этого момента времени не пройдет на вход счетчика ни один тактовый импульс.

Дешифраторы 6 настраиваются на такое состояние счетчиков 5 импульсов, чтобы за время приема сложного сигнала мог не сработать только один из Р дешифраторов, а при отсутствии на входе устройства сигнала или наличии большого уровня помех вероятность несрабатывания одного дешифратора 6 была бы менее допустимой величины.

Номер канала обработки, в котором за время обработки сложного сигнала не сработает дешифратор, указывает на номер принятого сложного сигнала.

Сигналы (уровни «1 и «О) с выходов дешифраторов 6 поступают на соответствующие входы дешифратора 8. Дешифратор 8 выполняет функцию определения номера канала, где принято решение о действии сигнала и регистрацию обнаруженного сигнала. Определение номера канала производится после поступления на шину 12 за. время действия сложного сигнала последнего тактового импульса, но до момента сброса счетчиков 5 в исходное состояние. Определение номера канала и факта обнаружения сигнала производится импульсом, поступающим на управляющий вход дещифратора 8 с щины 14. Информацию о номере принятого шумоподобного сигнала (шины 16-19) и факте его обнаружения (шина 15) дешифратор 8 может выдавать в двоичном коде. 5 Предложенное устройство отличается от известного (в данном случае базового) упрощением схемы корреляционного приемника (вместо Р каналов используется только один), исключением в каждом информационном канале достаточно сложного формирователя импульсов, формирующего из разнополярных импульсов переменной амплитуды, и уменьшением числа триггеров в счетчиках 5 импульсов. Так, в известном устройстве счетчик им- 10 пульсов в информационном канале должен позволять считать без переполнения число импульсов не менее числа элементов в сложном сигнале. Для обрабатываемого сложного сигнала максимальное число позиций, в 10848 4 которых символы кодов последовательности решений на выходе приемника элемента сигнала и соответствующей ему копии сложного сигнала не совпадают, менее четверти числа элементов в сложном сигнале. Следовательно, предложенное устройство позволяет уменьшить объем счетчика импульсов в каждом канале по сравнению с известным на два триггера. А так как число сложных сигналов, используемых для передачи дискретной информации, обычно равно 16-32, то и выигрыш от уменьшения числа элементов в устройстве для дискретной обработки сложных (шумоподобных) сигналов будет в этом случае существенным, что позволяет повысить надежность такого устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее корреляционный приемник, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, формирователь выходных сигналов, выходы которого являются выходами устройства, и в каждом информационном канале элемент И и счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности, в него введен генератор эталонных сигналов и в каждый информационный канал введены сумматор по модулю два, дешифратор и элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом сумматора по модулю два, выход элемента И соединен с первым входом счетчика, выходы которого через дешифратор соединены с входом элемента НЕ, выходы генератора эталонных сигналов соединены с первыми входами сумматоров соответствующих информационных каналов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу корреляционного приемника, выходы дешифраторов информационных каналов подключены к соответствуюшим первым и вторым входам формирователя выходных сигналов, объединенные третьи входы сумi маторов по модулю два и объединенные вторые входы счетчиков информационных ка(Л С налов, вход генератора эталонных сигналов и второй вход формирователя выходных сигналов подключены соответственно к третьему, четвертому, пятому и шестому входам устройства. о 00 4 00 сд 4::