Устройство приема многочастотного сигнала Советский патент 1987 года по МПК H04B1/10 

.принятия решения, блок 17 синхронизации и N частотных каналов 16, состоящих из согласованного фильтра (СФ ) 2, элементов задержки (ЗЗ) 3 и 7,- усилителя 4 с регулируемым коэф. усиления, перемножителей 5 и 11, интегра - тора 6, сумматора 8, квадратора 9, накопителя 10, генератора 12 несущей, генератора 13 псевдослучайной последовательности и генераторов 14 и 15 тактовьк импульсов. Сложный частотно-фазоманипулированный сиг- нал поступает на СФ 2 частотных каналов 16, которые настроены на соотв, частоту. С каждого СФ 2 высокочастотные колебания через ЭЗ 3 поступают на соотв. усилитель 4. В перемножителе 5 элементы входного многочастотного сигИзобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в устройствах передачи электронной информации.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности по-отношению к сосредоточенным по частоте помехам при приеме дискретных сигналов с манипуляцией фазы по псевдослучайному закону.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства приема многочастотного сигнала (МЧС); на фиг.2 и 3 - эпюры напряжений,поясняющие работу устройства приема МЧС,

Устройство приема МЧС содержит блок 1 принятия решения, согласованные фильтры 2, первые элементы 3 задержки, усилители 4 с регулируемыми коэффициентами усиления, вторые перемножители 5, интеграторы 6, вторые элементы 7 задержки, сумматоры 8 квадраторы 9, накопители 10, первые перемножители 11, генераторы 12 несу щей,генераторы 13 псевдослучайной последовательности, первый 14 и второй 15 генераторы тактовых импульсов N частотных каналов 16 и блок 17 синронизации.

Устройство работает следующим образом.

нала перемножаются с разнополярной последовательностью типа меандр, сформулированной блоками П-13. По результатам перемножения интегратор 6 формирует отсчеты полезного сигнала. С помощью ЭЗ 7 и сумматора 8 осуществляется компенсация составляющих полезного сигнала, а с ПОМОЩЬЮ блоков 9-10 получается оценка мощности помехи на данном элементе многочастотного сигнала. Эти значения используются в усилителе 4 для взвешенного суммирования откликов элементов сигналов с СФ 2. В блоке i по откликам фазоманипулированных сигналов всех усилителей 4 принимается решение о принятом сигнале. 3 ил.

0

5

5

0

Двоичная информация, вид которой показан на фиг.2 а, передается с помощью дискретных частотно-фазомани- пулированных сигналов с использованием метода относительной фазовой манипуляции, заложенной в разности начальных фаз одноименных частотных элементов соседних сигналов. Структура накладьгоаемой псевдослучайной последовательности (ПСП) показана, на фиг.2б.

Результат перемножения ПСП с информационным сигналом представлен на фиг.2 в, а результата фазовой манипуляции трехчастотного сигнала можно представить в виде, показанном на фиг.2г„

Элементы СЛОЖНОГО частотно-фазо- манипулированного сигнала поступают на согласованные фильтры 2 частотных каналов 1 6, .каждый из которых настроен на соответствующую частоту.

Временные диаграммы реакций согласованных фильтров 2 приведены на фиг,2 д,е,ж. С выходов согласованных фильтров 2 высокочастотные колебания через первые элементы 3 поступают на входы усилителей 4.

Элементы МЧС с входа устройства в каждом частотном канале поступают также, на вход второго перемножителя 5. На второй вход первого перемножителя 5 с выхода первого перемножителя 11 поступает фазоманипулиро ванное по закону двоичной ПСП гармоническое колебание на частоте соответствующего частотного канала 16. Фазоманипулированное колебание, поступающее на второй вход второго перемножителя 5, образуется путем перемножения в первом перемножителе 11 гармонического колебания, генерируемого генератором 12, с псевдослучайной двоичной последовательностью, образованной генератором 13.

Структура ИСП, генерируемой генераторами 12 в каждом частотном канале 16, показана на временной диаграмме (фиг.2з). Порядок следования положительных и отрицательных импульсов в этой опорной ПСП, генерируемой генератором 13 таков, что в результате ее перемножения с ПСП, наложенной на элемент -МЧС, образуется раз- нополярная последовательность типа меандр. Результат такого перемножения опорной и накладьгоаемой ПСП при феден на фиг.2 и.

С . Для большинства реальных каналов связи на практике для обеспечени приема МЧС выполняется условие, закСинхронной работой генераторов 13 в каждой ветви обработки управля- -30 лючающееся в том, что интервал вре- . ет блок 17, который осуществляет фор- менной корреляции канала больше дли- мирование последовательности коротких импульсов, определяющих временные границы МЧС. Интервал следовательности д элемента МЧС. Учитывая

что знаки соседних отсчетов составляющих полезного сигнала противоНИН импульсоВ с выхода блока 17 равен Т (фиг.2к). Блок 17 в своем составе содержит инерционньй элемент с большой памятью, который при воздействии достаточно мощной кратко- временной помехи препятствует срыву синхронизации.

Структуры и размерности МЧС и ПСП от одного сообщения к другому не изменяются и информации о передаваемом сообщении не несут. На приемной стороне частотно-временная структура сигнала является известной, а его временные границы определяются блоком 17. При этих условиях генераторы 13 в интервалах длительности элементов МЧС осуществляют формирование опорных псевдослучайных двоичных последовательностей. Опорные ПСП выра- батьшаются генераторами 13 только в течение времени приема данного час- тотно-временйого элемента (ЧВЭ) МЧС

Для простоты изображения временные диаграммы опорных ПСП, вырабаты

ваемых генераторами 13 в различных ветвях обработки, как и результаты перемножения опорных ПСП с наклады ваемыми ПСП, представлены на одной

временной оси (фиг.2з,и).Интегратор 6 формирует отсчеты полезного сигнала путем интегрирования посту- пающего на него с вькода второго перемножителя 5 сигнала в интервалах времени, кратных длительности одного элемента ПСП. На управляющий вход интегратора 6 поступают управляющие короткие импульсы от первого генератора 14, следующие через интервал времени С(фиг.2л), определяющие временные границы интегрирования и осуществляющие гашение интегратора 6. Синхронной работой первого генератора 14 управляет блок 17. . В сз мматоре 8 за счет использова-, ния второго элемента 7 задержки, который обеспечивает задержку поступающих на него отсчетов на время t, осуществляется полярное сложение

двух соседних отсчетов, отстоящих друг от друга на интервал времени

-э

С . Для большинства реальных каналов связи на практике для обеспечения приема МЧС выполняется условие, заключающееся в том, что интервал вре- . менной корреляции канала больше дли-

лючающееся в том, что интервал вре- менной корреляции канала больше дли-

тельности д элемента МЧС. Учитывая

лючающееся в том, что интервал вре- . менной корреляции канала больше дли-

что знаки соседних отсчетов составляющих полезного сигнала противоположны, на выходе сз матора 8 составляющие полезного сигнала практически компенсируются. На фиг.2 м условно, поскольку,вьщелить из аддитивной смеси сигнала и помехи составляющую сигнала невозможно, для пояснения принципа компенсации показана временная диаграмма отсчетов составляющих полезного сигнала. Здесь же показано, что уровень отсчетов составляющих сигнала в каждой ветви- практически одинаков.

В связи с тем, что в рассматриваемых условиях имеет место компенсация составляющих полезного сигнала появляется возможность получить оценку мощности (дисперсии ) помехи, действующей на данном ЧВЭ МЧС в тече- ние времени приема непосредственно

данного ЧВЭ, которая компенсироваться не будет.

На фиг.2 н условно показаны отсчеты составляющей помехи для одного частотного канала 16 на выходе ин

тегратора 6. Результат попарного сложения отсчетов помехи в сумматоре 8 представлен на фиг,За. Временные диаграммы отсчетов на выходе квадратора 9 показаны на фиг.3 б.

Накопитель 10 осуществляет суммирование всех отсчетов, поступающих на его вход с сумматора 9 в течение времени, соответствующего длительности TO элемента МЧС.

Накопитель 10 может быть реализован в виде интегратора с гашением, который осуществляет интегрирование (накопление) поступающих на него с выхода квадратора 9 коротких импульсов . При этом интегрирование (накопление) осуществляется в течение времени, соответствующего длительности , элемента МЧС. С приходом последнего М отсчета с выхода квадратора 9, т.е. в моменты времени кратные длительности 2о ЧВЭ МЧС, процесс интегрирования (накопление ) заканчивается и значение напряжения на выходе накопителя 10 является оценкой дисперсии помехи на данном элементе МЧС.

Временные диаграммы, поясняющие принцип накопления в накопителе 10 для третьей ветви обработки, приведе ны на фиг.Зв, С выхода накопителя 10 напряжение поступает на управляющий вход усилителя 4, в котором осу- ществляется йзвешенное суммирование откликов элементов сигнала, получаемых на выходе согласованных фильтров 2.:

Окончательная оценка дисперсии помехи (значение напряжения) на выходе накопителя 10 будет получена лишь в момент окончания действия ЧВЭ МЧС, т.е. в моменты, кратные 1 . Отклики же фазоманипулированных сигналов на. выходе согласованных фильтров 2, форма которых, в основном определяется их автокорреляционной функцией, появляются по времени раньше примерно на интервал длительности элемента 1 ПСП и заканчиваются -позже так- же через время, примерно равное D , В связи с этим для обеспечения взвешивания отклика с выхода согласованного фильтра 2 в усилителе 4 его необходимо предварительно задержать на время, примерно равное € (фиг. Зд), чтобы-совместить по времени моменты появления откликов и получения оценки дисперсии на выходе накопите

ля 10, Для этих целей на входе усилителя 4 установлен первый элемент 3 на время € .

Гашение напряжения на выходе накопителя 1 О осуществляется импульсами гашения, поступающими на его управляющий вход. Гашение должно быть осуществлено после окончания действия отклика на выходе согласованного фильтра 2, задержанного на время

т.е.

в моменты времени , которые отстоят от моментов времени окончания ЧВЭ МЧС

t,t (фиг.Зд

на 2 Т.

Поэтому на управляющий

вход накопителя 10 импульсы гашения поступают с выхода второго генератора 15 через интервалы времени, кратные t. и задержанные относительно моментов времени окончания ЧВЭ МЧС на время, равное 2 С . Временная диаграмма импульсов гашения, вырабатьшаемых вторым генератором 15, приведена на фиг.3г.Синхронной работой второго генератора 15 управ- ляет блок 17. Временные диаграммы взвешенных откликов на выходе усилителей 4 приведены на фиг.Зе.

30

35

С выходов усилителей 4 всех час- . тотных каналов 16 взвешенные откли ки фазоманипулированных сигналов поступают на выходы блока 1, который осуществляеь их дальнейшую обра- ботку и выносит решение о принятом сигнале.

Формула изобретения

Устройство приема многочастотного сигнсша, содержащее блок принятия решения, выход которого является выходом устройства приема многочастотного сигнала, и N частотных каналов, входы которых являются входом устройства приема многочастотного сигнала, а выходы соединены с соответствуюшими входами блока принятия решения, каждый частотный канал содержит согласованный фильтр, вход которого является входом частотного канала, усилитель с регулиру- ёмьм коэффициентом усиления, выход которого является выходом частотного канала, и соединенные последовательно квадратор и накопитель, отличающееся тем, что, с целью повьЩтения помехозащищенности по отношению к сосредоточенньП по частоте.

помехам при приеме дискретных сигналов с манипуляцией фазы по псевдослучайному закону, в него введены блок синхронизации, вход которого соединен с входами N частотных кана- лов, в каждьш частотньй канал введены генератор псевдослучайной последовательности, вход которого соединен с выходом блока синхронизации, и пер вый и второй генераторы тактовых импульсов, входы которых соединены с выходом блока синхронизации, первый элемент задержки, вход и выход которого соединены соответственно с выходом согласованного фильтра и входом усилителя с регулируемьм коэффициен- «гом усиления, соединенные последовательно генератор несущей, первый

5

435558

перемножнтель, другой вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, второй перемножитель, другой вход которого соединен с входом частотного канала, интегратор, вход сброса информации которого соединен с выходом первого генератора тактовых импульсов, второй элемент задержки и сумматор, другой вход которого соединен

с выходом интегратора, а выход соединен с входом квадратора, вход сброса информации накопителя соединен с выходом второго генератора тактовых импульсов, а его выход соединен с входом регулировки коэффициента усиления усилителя с регулируемым коэффициентом усиления.

Изобретение относится к радиосвязи и обеспечивает повьшение по- мехо,защищенности по отношению к сос- редоточненным по частоте помехам при приеме дискретных сигналов с манипуляцией фазы по псевдослучайному закону. Устройство содержит блок 1 (Л СлЭ 4 СА:) ел СП ел фиг.1