Устройство для оценки фазы периодического импульсного сигнала Советский патент 1990 года по МПК H04L7/04 

О5

о а

Устр-во содержит г-р 1 опорных сигналов, г-р 2 импульсов, эл-т задержки 3, регистр 4, эл-ты ШШ 5, 14, 15 18 и 21, селекторы 6 импульсов, счетчики 7 импульсов, распределитель 8 импульсов, селектор 9 полезного сигнала, селектор 10 ложного сигнала, блоки 11 и 12 выбора весовых коэфф., накопители 13, г-ры 16 и 17 весовых коэф., D-триггер 19 и блок 20 выбора канала, Устр-во работает по циклам. Цикл работы включает три этапа: первый - накопление информации в счетчиках 7 для оценки временного положения импульса; второй - формирование оценки временного положения импульса путем сравнения содержимого счетчиков 7 между собой; третий - формирование оценок полезного сигнала, характеризуемого вероятностью подавления полезного импульса.и воспроизведения ложного импульса, и занесение сведений об этих оценках на установочные йходы г-ров 16 и 17 всех каналов. I ил.

Изобретение относится к технике обработки сигналов и может быть использовано в подсистемах тактовой и цикловой синхронизации систем передачи цифровой информации, где решается задача определения временного положения импульса, а также в радиолокационных системах. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устройство содержит г-р 1 опорных сигналов, г-р 2 импульсов, эл-т задержки 3, регистр 4 памяти, эл-ты ИЛИ 5,14,15,18 и 21, селекторы 6 импульсов, счетчики 7 импульсов, распределитель 8 импульсов, селектор 9 полезного сигнала, селектор 10 ложного сигнала, блоки 11 и 12 выбора весовых коэфф., накопители 13, г-ры 16 и 17 весовых коэф., D-триггер 19 и блок 20 выбора канала. Устройство работает по циклам. Цикл работы включает три этапа: I - накопление информации в счетчиках 7 для оценки временного положения импульса

II - формирование оценки временного положения импульса путем сравнения содержимого счетчиков 7 между собой

III - формирование оценок полезного сигнала, характеризуемого вероятностью подавления полезного импульса и воспроизведения ложного импульса, и занесение сведения об этих оценках на установочные входы г-ров 16 и 17 всех каналов. 1 ил.

Изобретение относится к технике обработки сигналов и может быть использовано в подсистемах тактовой и цикловой синхронизации систем передачи цифровой информации, где решается задача определения временного положения импульса, а также в радиолокационных системах, где решается та же задача.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для оценки фазы периодического импульсного сигнала.

Устройство содержит генератор 1 опорных сигналов, генератор 2 импульсов, элемент 3 задержки, регистр 4 па.мяти, первый элемент ИЛИ 5, п. се- леГуТоров импульсов ., п счетчи- ifoB импульсов 7j|-7(, распределитель 8 импульсов, селектор 9 полезного сигнала, селектор 10 ложного сигнала блок 11 выбора основных весовых коэффициентов (ОВК), блок 12 выбора дополнительных весовых коэффициентов (ДВК) п накопителей 13(-13у,, п первых эле- ментов ИЛИ 14i-14j, п вторых элементов ИЛИ , п генераторов ОВК 16(-16, п генераторов ДВК , п третьих элементов ИЛИ , D- триггер 19, блок 20 выбора канала, второй элемент ИЛИ 21,

Устройство для оценки фазы периодического импульсного сигнала работает следующим образом.

Устройство работает по циклам. Цикл работы включает три этапа: этап 1 - накопление информации в счетчиках 7 для оценки временного положени импульса; этап 2 - формирование оцен

20

25

30

35

дс

40

50

5

ки временного положения импульса путем сравнения содержимого счетчиков 7 между собой; этап 3 - формирование оценок полезного сигнала, характеризуемого вероятностью подавления /3 полезного импульса и воспроизведения Об ложного импульса (при этом очевидно, что вероятность I- jb - это вероят- ность приема полезного импульса, а вероятность 1- об - это вероятность отсутствия ложного импульса помехи), и занесение сведений об этих оценках на установочные входы генераторов ОВК 16 и генераторов ДВК 17 всех п каналов.

Рассмотрим работу устройства на каждом этапе.

Этап 1, К началу этапа обнулены накопители и счетчики импульсов всех каналов, на первом и втором выходах блока выбора ОВК установлены соответственно коды, пропорциональные 1Ь и 1-р, которые поступают на соответствующие установочные входы генераторов ОВК 16 всех п каналов, на первом и втором выходах блока 12 выбора ДВК установлены соответственно коды, пропорциональные oi к 1-о6, которые поступают на соответствующие установочные входы генераторов ДВК 17 всех п каналов. Коды на выходах блоков 11 и 12 выбора ОВК и ДВК сформированы на этапе 3 предыдущего цикла работы устройства.

На одном из выходов регистра памяти имеется 1, номер этого.выхода соответствует номеру временной позиции, для которой на этапе 2 предыду- щего ци;кла принято решение о нахождении полезного импульса.

По окончании этапа 3 предыдущего цикла сигналом с последнего выхода распределителя 8 импульсов запускается генератор 1, один период которого соответствует длине априорного интервала времени, на котором производится поиск полезного импульса,

На вход устройства, т.е. на информационный вход 0-триггера 19, посту- пают импульсы (это импульсы в системе измерения дапьности или импульсы фронта в системе тактовой синхронизации) с периодом Тис дпительностью Т, причем , т.е. интервал Т разбит на п позиций. На этом интервале, периодически повторяющемся на одной и той же позиции, находится полезный импульс, если только он не подавлен, что может иметь место с вероят- ностью ft, а на всех остальных позициях могут находиться ложные импульсы помехи с вероятностью Об .

Задачей устройства является определение номера позиции i, где 1,2,,..,П| на которой находится подлез ньй импульс, за N периодов прохождения интервала Т.

0-триггер 19 осуществляет привязку фазы импульсов, поступающих на вход устройства, к фазе импульсов генератора 1. Импульсы с выхода О-триг- гера 19 поступают на первые входы селекторов импульсов 6 всех каналов

каждый из которых выполняет следующую ,ии.

функцию: если в момент наличия импуль-Процесс накопления в счетчиках им

са на его втором входе (с выхода генератора 1) на первом входе есть импульс, то на прямом его выходе появпульсов 7 чисел, пропорциональных соответствующим вероятностям, продол жается N периодов, что приводит к . быстрому росту вероятности появления полезного сигнала в том канале, в ко тором полезньш сигнал действительно находится, поскольку для этого канала появлеш-ie полезного сигнала сопро

ляется импульс; если в момент наличия импульса на втором входе селектора импульсов 6 на первом его входе импульс отсутствует, то появляется импульс на его инверсном выходе.

Импульс, появившийся на прямом вы- вождается присвоением слагаемого, ходе селектора импульсов 6 , поступа- пропорционального , а для других

ет для подсчета на информационный вход накопителя 13, запускает генератор ОВК , который выдает на со- ответствунлцем выходе импульсы, число которых равно коду, поступающему на соответствующий установочный вход, т.,е. коду, пропорциональному .вероятности 1- р и через первые элементы ИЛИ 14j , где j l,2,...,n, jVi , генераторы 17 всех каналов, кроме свое- . го, которые выдают на соответствую- щие выходы импульсы, число которых равно коду, поступающему на их соот- i

50

55

каналов - присвоением слагаемого, пр порционального {si .

Через N периодов генератор I оста навливается и на его управляющем выходе формируется сигнал, который запускает генератор 2 импульсов и уста навливает блоки выбора ОВК 11 и ДВК 12 в состояние О и состояние N, с этого момента начинается этап 2 рабо ты устройства.

Этап 2, Импульсы с выхода генератора 2 импульсов поступают на счетные входы счетчиков импульсов 7 до

ветствующне установочные входы с первого выхода блока выбора ДВК 12,- т.е. коду, пропорциональному вероят- ности 0 ,

Сформированные на выходах генераторов OSK и ДВК 16 и 17 импульсы поступают через соответствующие элементы ИЛИ 18 на счетные вх-оды соответствующих счетчиков импульсов 7.

Если импульс появился на инверс-- ном выходе селтектора импульсов 6, то он запускает генератор ОВК 16j, . которьй выдает на соответствующем импульсы, число которых прот порционально и через вторые элементы ИЛИ 15J, запускает все генераторы ДВК 17; , кроме своего, которые выдают на соответствующие выходы импульсы, число которых пропорционально 1-66 .

Импульсы с выходов генераторов ОВК и ДВК 16 и 17 также поступают на входы соответствующих счетчиков импульсов 7.

Таким образом, устройство обеспечивает возможность после однократного периода работы генератора 1 формировать в счетчиках импульсов 7../ число, пропорциональное вероятности р{ появления полезного ai-rnaJta на i-и временной позиции для реализации импульсов сигнала и помехи, имевшей место в течение данного периода време

пульсов 7 чисел, пропорциональных соответствующим вероятностям, продолжается N периодов, что приводит к . быстрому росту вероятности появления полезного сигнала в том канале, в котором полезньш сигнал действительно находится, поскольку для этого канала появлеш-ie полезного сигнала сопровождается присвоением слагаемого, пропорционального , а для других

каналов - присвоением слагаемого, пропорционального {si .

Через N периодов генератор I останавливается и на его управляющем выходе формируется сигнал, который запускает генератор 2 импульсов и устанавливает блоки выбора ОВК 11 и ДВК 12 в состояние О и состояние N, с этого момента начинается этап 2 работы устройства.

Этап 2, Импульсы с выхода генератора 2 импульсов поступают на счетные входы счетчиков импульсов 7 до

момента переполнения одного из них. Очевидно, что первым .переполнится то счетчик импульсов 7, содержимое кот рого было максимальным. Номер этого канапа и соответствует той временной позиции, на которой находится полезный сигнал,

ч

В момент переполнения первого сче чика импульсов 7 по сигналу переполнния, проходящему через элемент ИЛИ 5 на синхронизирующий вход регистра памяти. 4, в него записывается 1 в то его разряд, который соответствует но меру первого.переполненного.счетчика импульсов 7, и на выходе регистра памяти 4 появляется решение о наличии полезного импульса на той или иной временной позиции. Сигнал переполнения из счетчика 1, попадает в регистр памяти 4 через блок 20 выбора канала тол,ко в случае, если этот сигнал переполнения появится на выходе только одного из счетчиков импульсов 7, Если сигналы переполнения появятся более чем в одном счетчике импульсов 7, то блок 20 выбора канала запретит прохождение сигналов переполнения в регистр памяти 4, и это означает, что однозначное решение о наличии полезного импульса на той или иной позиции не принято.

Сигнал с выхода элемента ИЛИ 5 осг танавливает генератор импульсов 2 и через элемент задержки 3.обнуляет счетчики импульсов 7 всех каналов, подготавливая их к следующему циклу. На этом заканчивается второй цикл работы устройства,

. Этап 3, Сигналом с выхода элемента задержки 3 запускается распределитель импульсов 8, импульсы с выходов которого запускают поочередно накопители 13;,-13,,

Поскольку в одном из каналов лоя- влялись полезные импульсы, то в соответствующем этому каналу накопителе 13 записано количество полезных

импульсов, появившихся в течение N периодов. Отношение представлЯ ет собой оценку вероятности появлени.я полезного сигнала, т,е, l-ft Njj/N, а вероятность подавления тогда равна |iSl-Nj,/N(N-N)/N,

Аналогичные рассуждения справедливы и для ложных импульсов. Во всех остальных накопителях 13 записаны и подсчитаны ложные импульсы помехи,. т,е, если N. - количество ложных

импульсов, подсчитанных в накопителе 13, то по данным i-ro накопителя 13 можно сформировать оценку вероятности появления ложного импульса, а именно О Мд;/М, а также 1-0 (N-N)/N.

Поскольку общее количество . лов, где есть ложные импульсы, равно п-1 (в одном канале - полезные импуль- необходимо повысить точность оценки вероятности появления ложного импульса путем усреднения по этим

П-

п-1 каналам, т, е, oi 1/(п-1 ) .

15

h-

l/(n-1) N ;/N Nrt/N, ,1-1

5

0

5

Номер того накопителя 13, в кото- ром записаны полезные импульсы, определяется выходом регистра памяти 4, Когда распределитель импульсов 8 запускает накопители 13, то на их выходах поочередно появляются группы им5 пульсов, соответствующие числу импульсов (полезных или ложных в зависимости от номера канапа), подсчитанных этими накопителями 13 за N периодов работы генератора 1, Период переключе0 ния выходов распределителя импульсов 8 таков, что за время этого периода все записанные в накопитель 13 импульсы считываются на его выход.

Импульсы с выходов накопителей 13 поступают.на входы селекторов 9 и 10 полезного и ложного сигналов. На выход селектора 9 полезного сигнала пройдет количество импульсов, равное NJ,, т,е, пропорциональное вероятности

0 Р правильного приема сигнала,.а на выход селектора 10 пройдут импульсы из каналов, в которых не было полезного сигнала, число которых равно

N (суь мирование по каналам, в кото - 5 1

рых нет полезного сигнала), Это количество импульсов усредняют путем деления в п-1 раз , и число этих импульсов становится равным N, которые затем

поступают на вход блока выбора ДВК 12, :

С выхода селектора 9 полезного сигнала импульсы, число которых равно N|, т,е, пропорционально вероятности- 1-|}, поступают на вход блока выбора ОВК 11, на одном из выходов которого после прохождения всех N импульсов устанавливается код, пропорциональный 1-, который .поступает на один из установочных входов генератора ОВК

916

16, а на другом его выходе в соответствии с числом импульсов N-NJ, устанавливается код, который подается на другой установочный вход гене ратора . ОВК 16.

Аналогично код числа N импульсов, пропорциональный вероятности об, и код числа М-Мд импульсов, пропорциональный вероятности l-ai, с выходов блока выбора ДВК 12 поступают на соответствующие установочные входы генераторов ДВК 17,

По окончании перезаписи импульсов из накопителей 13 в блоки выбора ОВК и ДВК 11 и 12 по заднему фронту импульса с последнего выхода распределителя импульсов 8 запускается генератор 1, Тем самым заканчивается третий этап данного цикла работы устройства и начинается первый.этап следующего цикла.

Если после N периодов решение о . позиции-полезного импульса не будет цринято, т,е, во всех разрядах регистра памяти 4 будут записаны .О , то эти О, проходя через элемент ИЛИ 21, селе1 торы полезного и ложного сигналов 9 и 10, и тем самым в блоках выбора ОВК и ДВК И и 12 не будут сформированы новые оценки вероятностей 1-, Р . l-OC, С, поскольку они не будут соответствовать исти ным вследствие того, что правильное решение на данном цикле не принято.

Формула изобретени

Устройство для оценки фазы перио дического импульсного сигнала, содержащее п каналов, в состав каждого из которых входят селектор импульсов и счетчик импульсов, причем первые входы селекторов импульсов п каналов соединены между собой, а вторые входы селекторов импульсов п каналов соеди- нень с соответствующими выходами генератора опорных сигналов, управляющий выход которого соединен с соответствующим входом генератора импульсов выход которого соединен с одним из счетных входов счетчиков импульсов п каналов, к входам Сброс которых подключен выход элемента задерки, а выходы счетчиков импульсов п каналов соединены с соответствующими

входами первого п-входового .та ИЛИ, а также регистр памяти, о тличающееся тем, что, с цель

ж. ю

0601 °

повышения помехоустойчивости, в него, введены D-триггер, распределитель импульсов, селектор полезного сигнала, селектор ложного сигнала, второй п-входовой элемент ИЛИ, блок выбора основных весовых коэффициентов (ОВК), блок выбора дополнительных весовых коэффициентов (ДВК), блок выбора канала, а в каждый из п каналов введены накопитель, первьй, второй и тре тий элементы ИЛИ, генератор ОВК и генератор ДВК, при этом синхронизирующий выход генератора опорных сиг- 5 надов подключен к соответствующему, входу D-триггера, выход которого соединен с первыми входами селекторов импульсов п каналов, причем в. каждом из п каналов прямой выход селек- 20 тора импульсов подключен к первому управляющему входу генератора ОВК, к информационному входу накопителя и к одному из входов первого элемента ИЛИ других (п-1) каналов, а инверс- 25 ный выход селектора импульсов подключен к второму управляющему входу генератора ОВК и к одному из входов второго элемента ИЛИ других (п-Т) ка- ,налов, выходы первого и второго эле- 30 ментов ИЛИ каждого из П каналов подключены соответственно к первому и . второму управляющем входам генератора ДВК, выходы которого и выходы генератора ОВК через третий элемент ИЛИ подключены к другому счетному входу счетчика импульсов, а к управляющему входу накопителя каждого из п каналов подключен соответствующий выход распределителя импульсо, П-й вы- 4Q ход которого соединен с управляющим входом генератора опорных сигналов, к управляющему входу распределителя импульсов подключен выход элемента задержки, вход которого соединен с вы- лс ходом первого п-входового элемента ИЛИ, с входом Стоп генератора импульсов и с синхронизирующим входом регистра памяти, к входам которого, подключены выходы счетчиков импульсов п каналов через блок выбора канала, выходы регистра памяти через второй п-входовой элемент ИЛИ подключены к стробирующим входам селектора полезного сигнала и селектора ложного сигнала, к первой группе входов которых подключены выходы накопителей П каналов, а к другой группе входов подключен п выходов регистра памяти, выход селектора полезного сигнала

50

55

, 161060112

° подключеш,, соогветст o.,:;Spf ir-r: г/-« ™ ---