Устройство для контроля отношения сигнал/шум Советский патент 1987 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для оценки качества передачи шумоподоб- ных сигналов (ШПС) по кангшам связи и оценки эффективности работы приемников ШПС

Цель изобретения - повышение точности контроля в каналах связи с шу- моподобными сигналами.

На фиг. 1 представлена структур- ная электрическая схема устройства для контроля отношения сигнал/шум; на фиг, 2 - взаимокорреляционные функции принимаемого и опорных сигналов демодулятора, поясняющие работу устройства.

Устройство для контроля отношения сигнал/шум содержит демодулятор 1, содержащий первый коррелятор 2, регистр 3 сдвига, генератор 4 опорного сигнала5 дискриминатор 5, тактовый генератор 6, сумматор 7 и второй коррелятор 8, третий блок 9 усреднения , третий квадратор 10, четвертый квадратор 11, четвертый блок 12 усреднения, второй блок 13 вычитания, первый блок 14 усреднения, первый квадратор 15, второй квадратор 16, второй блок 17 усреднения,, первый блок 18 вычитания, третий блок 19 вычитания, четвертый блок 20 вычитаНИН, второй делитель 21, переключатель 22, первый делитель 23.

Устройство работает следующим образом.

Входом всего устройства являет,ря вход демодулятор а 1 . На вход устройства поступает смесь U(t) шумоподоб- ного сигнала S(t), например М после- дователъности с амплитудой А и Случайной задержкой Т, и шума (t) с дисперсией о, и подается в коррелятор 2 и дискриминатор 5„ Генератор 4 опорного сигнала формирует на своем выходе копию передаваемого сигнала S(t)o Опорньш сигнал подается в регистр, 3 сдвига, на трех выходах которого формируются копии S(t),, S(t) и S(t) опорного сигнала, отличающиеся смещением во времени на один такт (на длительность элементарной посьшки cTj, ) . Опорным сигналом коррелятора 2 является сигнал S(t),, снимаемый со второго выхода регистра 3, а опорными сигналами дискриминатора 5 являются запаздывающий и опережающий сигналы S.-,{t) и ), снимаемые с третьего и первого выходов

регистра 3. Коррелятор 2 на своем выходе формирует сигнал V, свертки U(t) и S(t), а дискриминатор 5 фор- мирует на своем выходе сигнал Ел ошибки синхронизации, гГропорциональ- ный свертке U(t) и разностного сигнала S(t) - S(t),-Сигнал ошибки с выхода дискриминатора 5 подается в

тактовьШ генератор 6. Тактовый генератор 6 формирует на своей выходе тактовые импульсы (частота которых зависит от управляющего сигнала), определяющие- частоту следования элементарных посыпок генератор 4 опорного сигнала. Блоки 3-6 образуют известную схему кольца слеженияза задержкой шумоподобных сигналов.

При отсутствии помех и флуктуации

задержки принимаемого сигнала отноще- ние сигнал/шум по мощности на выходе коррелятора 2 равно

0

Bh

6х

в .0

где h

6х

отношение сигнал/шум на входе коррелятора; В - база сигцала, причем мощность сигнала коррелятора 2

на выходе равна

Ч

35

а дисперсия шума

всг

в состоянии слежения за задержкой принимаемого сигнала, задержка опорного сигнала S(t) колеблется в облает ти пика взаимокорреляционной функции опорного и принимаемого сигналов, при этом уровень выходного сигнала фпуктирует, что приводит к снижению Средней мощности полезного сигнала на некоторую величину ( uA):

А2 А ( о

-(uA)

пзри этом дисперсия шума увеличивается на некоторую величину (uG):

)

Известные устройства контроля от-« ношения сигнал/шум измеряют отношение величин А. и G , а не А

о

определяющих уровни сигнала и шума в канале, что снижает точность измерений. Известные устройства, кроме того, не контролируют потери сигнала

- 1334381

(uA) и увеличение шума (лб), свя- Потерь сигнала и увеличения дисзанные с работой следящей за задерж-персии шума на выходе коррелятора 8,

кой системы демодулятора 1. Это несвязанных с флуктуациями задержки Т,

позволяет контролировать работу еле- гнет.

дящей системы, например, при оптими- Сигнал V, с выхода первого корре- зации ее работы по минимуму (дА) илятора 2 поступает в блок 9 усредне- Сл-С ).ния и квадратор 10. На выходе блока

Опорным сигналом второго корреля-9 формируется величина М , равная

тора 8 является сумма опорных сигна- 10среднему значению (математическому

лов S(t), S(t) и S(t), формируемаяожиданию) V, сумматором 7.

Вид взаимокорреляционных функцийМ V А

принимаемого и опорных сигналов, показьшающих зависимость выходных сиг- 15 На выходе квадратора 11 формируетналов корреляторов 2, 8 и дискрими-ся сигнал L,, равный квадрату V, натора 5 от расстройки Т приведен на

фиг. 2. Корреляционная функция шумо- L, V.

подобных сигналов имеет треугольную

форму с основанием, равным дпитель- 20 С выхода блока 9 усреднения сиг- кости двух элементарных посылок (2T),нал подается в квадратор ГО, на вы- причем смещенные во времени на интер-ходе которого формируется величина вал TO опорные сигналы S(t), S(t) и

S.(t) (фиг. 2а,б,в) имеют соответст-№ (V ),

венно смещенные во времени основные

лепестки взаимокорреляционных с при- С выхода квадратора 11 сигнал понимаемым сигналом функций Е( гг) ,()ступает в блок 12 усреднения, на вы- и Е(т). Зависимость уровня принято-ходе которого формируется величина го сигнала на выходе коррелятора 2

от временной расстройки показывает 30 L, V А +а. кривая Е( о). Дискриминационная характеристика дискриминатора 5 формирует-. На выходе блока 13 вычит ания выся при вычитании ( с) и Е( С)деляется величина дисперсии шума (фиг.2г). Взаимокорреляционная функция Е С) принимаемого сигнала от 35 С L, - К . суммы опорных, смещенных относительно друг друга сигналов, имеет плоскую Блоки 14-18 работают аналогично

вершину (фиг.2д), она образуется сум-блокам 9-13.

мированием Е( с ), E(t-) и E(tr), при При этом на выходе квадратора 15 этом на-участке u-k, соответствующем 40формируется величина А, равная квад- рабочему участку d-e дискриминацион-рату среднего значения выходного сиг- ной характеристики Е,(Т), уровень по-нала коррелятора 8, а на выходе блока лезного сигнала не зависит от задерж-18 вычитания формируется величина ки С при любой задержке Г вЗб, равная дисперсии шума на выходе пределах ±t уровню АО полезного сиг- gкоррелятора 8. С выхода блока 18 сигнала на выходе коррелятора 2 при С .нал подается в делитель 21, осущест- 0. Дисперсия шума G на выходевляющий деление величины ЗСГ на три, коррелятора 8 в три раза больше дис-при этом на выходе делителя 21 форми- персии шума на вькоде коррелятора 2 руется величи|1а G o . Сигналы А , и А при отсутствии флуктуации задержки gQпоступают в блок 20 вьмитания, на о , так как шумовая составляющая (t),выходе которого формируется величина перемножаясь в корреляторе 8с орто- . гональными сигналами S(t), S(t) и (лА) А - А. S (t) образует три ортогональных компоненты шума, каждая из которых име- gg Сигналы С и GO поступают в блок ет дисперсию G с результирующей дис-19 вычитания, на выходе которого фор- персиеймируется величина

1 (.6)

5 13

Сигнал А2 подается в делитель 23, на второй вход которого поступает в зависимости от положения переключателя 22, величина дисперсии О (по ложение с переключателя), величина (лА) (положение Ь ) или величина ( лСз ) (положение а ) . При этом в положении с на выходе дехгителя 23 формируется величина отношения сиг- нал/шум, в положении Ь - величина (ЛА), характеризующая отношение мощности сигнала к мощности потерь сигнала, связанных с действием следящей системы демодулятора 1, в по- ложении а - величина А|/(йб), ха™ рактеризующая отношение мощности сигнала к дисперсии добавки шумов, связанных с действием следящей системы демодулятора.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля отношения сигнал/шум, содержащее демодуля- тор, последовательно соединенные первый блок усреднения и первый квадратор, выход которого подключен к первым входам первого делителя и первого блока.вычитания, последовательно соединенные второй квадратор, вход которого соединен с входом первого блока усреднения, и второй блок уС реднения, выход которого подключен к второму входу блока вычитания,о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля в каналах связи с шумоподобным:и сигналами, введены последовательно соединенные третий блок усреднения-, тре- тий квадраторр второй блок вычитания третий блок вычитания и переключатель, выход которого подключен к второму входу первого делителя, последо16

вательно соединенные четвертый квадратор и четвертый блок усреднения,, выход которого подключен к второму входу второго блока вычитания, четвертый блок вычитания, включенный между выходом третьего- квадратора и вторым входом переключателя, второй делитель, вход которого соединен с выходом первого блока вычитания, а выход под слючен к второму входу третьего блока вычитания и к третьему входу переключателя,, при этом второй вход четвертого блока вычитания соединен с выходом первого квадратора, первый выход демодулятора подключен к входам третьего блока усреднения и четвертого квадратора, а второй выход подключен к входу первого блока усреднения..

2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что демодулятор содержит последовательно соединенные регистр сдвига, дискриминатор, тактовый генератор и генератор опорного сигнала, выход которого подключен к входу регистра сдвига., первый коррелятор, первьй вход которого соединен с первым входом второго коррелятора и с вторым входом дискриминатора и является входом демодулятора, и сумматор, выход которого подключен к второму входу второго коррелятора, выход которого является вторым выходом демодулятора, причем первый выход регистра сдвига подключен к первому входу сумматора, второй выход регистра сдвига соединен с вторыми входами первого коррелятора и сумматора, третий выход регистра сдвига подключен к третьим входам дискриминатора и сумматора, а выход первого коррелятора является первым выходом демодуляторао

д

2Zo -Го О Те 2Тв Фиг. 2

Изобретение относится к электросвязи и обеспечивает повьшение точности контроля в каналах связи с шумоподобными сигналами. Устр-во со держит демодулятор 1, квадраторы 11, 15, 16, блоки 12, 14, 17 усреднения, блоки 18, 20 вычитания, делители 21 и 23. Вновь введены блбк 9 усреднения, квадратор 10, блоки 13 и 19 вычитания, переключат ёль 22. Демодулятор 1 содержит корреляторы 2 и 8,регистр 3 сдвига г-р 4 опорного сигнала, дискриминатор 5, тактовый F-p 6, сумматор 7. 1 з.п. , 2 ил. со со 4 со 00 flove. /