Устройство для измерения импульсной реакции Советский патент 1991 года по МПК H04B1/10 

Т

ш

Изобретение относится к технике радиосвязи„ Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит расщепитель 1 сигнала, блок 2 решения, М-отводную линию 3 задержки, блок 4 подготовки данных, регистр 5 сдвига, вычислительный блок 6, М блоков 7 весовых функций, М блоков 8 формирования средних значений, М усредняющих фильтров 9. На выходе расщепителя 1 формируется последовательность низкочастотных отсчетов которая подается на вход М-отводной линии 3 задержки. Информационные символы получаются в блоке 2 решения и хранятся в регистре 5. Для повышения помехоустойчивости вводится смещение. В блоке 4 подготовки данных с учетом смещения подготавливаются данные по которым затем в вычислительном блоке 6 определяются оценки. В блоках 7 весовых функций осуществляется суммирование, с помощью которого смешение компенсируется. За счет изменения принципа компенсации смещения получается значительный выигрыш в точности измерения. 2 ил. 8 (Л

tг v { 1 v ; г

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться в системах передачи дискретных сообщений по каналам связи с рассеянием энергии принимаемых сигналов во времени и по частоте в декаметровом канале связи.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - зависимость среднеквадратической ошибки (СКО) оценивая от параметра смещения.

Устройство для измерения импульсной реакции содержит расщепитель 1 сигнала, блок 2 решения, М-отводную линию 3 задержки, блок 4 подготовки данных, регистр 5 сдвига, вычислительный блок 6, М блоков 7 весовых функций, М блоков 8 формирования средних значений, М усредняющих фильров 9с

Устройство работает следующим об- разом.

На выходе расщепителя 1 сигнала формируется последовательность низкочастотных отсчетов, которая подается на вход М-отводной линии 3 задержки. В некоторый i-й момент времени на выходе К-го отвода М-отводной линии 3 задержки фиксируется сигнал

а;,е, + a;+K.zgz+,

(1)

f

8к-,+

k 1,М

.+ а

1-м+к.

gw + п;

.К 5

В блоке 4 подготовки данных осуществляется вычисление величин JP-- Ь,...,). Если из системы (3) найт оценки отсчетов импульсной реакции то они будут иметь вид (прием для примера )

где Га;; - совокупность информаци-, .

J jт °( , , u 2fez,,,

онных символов, принимаю- 40 g -(z2 - J г) ) - -y-(fl,2z QuQrf

щих значения 41, j

-СО.ОО;

отсчет импульсной реак- го

,к

ции канала; - отсчет шума

Совокупность всех отсчетов V( k, k 1,М согласно (1) для момента i 0можно представить в матричной форме как

ала.,

Ј (м-,) -а-(м-г1

«

По данной совокупности отсчетов

V ,Vj. w ПРН известных решениях а„ ( , ...,а.дд , относительно информационных символов, полученных в блоке 2 решения и хранящихся в регистре 5 сдвига, оценки отсчетов импульсной реакции gj,1..,gMмогут быть найдены из системы уравнений

(Ј„+) Г,, +

..+

(Г.гВ;

aeV,

+ а,Уг +,

+aMHVM. b,

15

Уг,8. + + - + Уг/к 8

5

0

5

для устойчивости решений которой в диагональные элементы введено смещение oi , гарантирующее отличие определителя системы от нуля и малую вариацию получающихся решений при малых изменениях шума. В выражении (3) jf-: - сумма построчных произведений элементов 1-го и j-ro столбцов матрицы информационных элементов в уравнении (2).

В блоке 4 подготовки данных осуществляется вычисление величин JP-- и Ь,...,). Если из системы (3) найти оценки отсчетов импульсной реакции, то они будут иметь вид (прием для примера )

, .

b

7T(y«tlf«j 2У«з)

bi

45

Ч -У-зЬз) -ffi) -

л

ь,

bi

iL $vy2i- f««) bv

(4)

- W +т(22 -У.«

где Д - определитель системы (3).

А 23 - Z( + +

+ 2У,2У(4у23(5)

z Об + 3

Отличительной особенностью оценок (А) является наличие смещения

«ч-,- -гА

(Ыгг

)(6)

«i- Ч-в. ЛБ1(2 - Л21Фз -№

В; -8,-8Э-Л81(У«Г«-У Зг) +

+ Ј( ц 7 -У У ) - Ј-5С72 -У2) А tfrtflV Л ( йи;

(прямая черта над оценкой - символ усреднения). Из сравнения (6) и (4) видно, что устранить смещение оценок (А) можно, сформировав оценки

%. g. - В;,i UM ; (7)

для чего достаточно к правой части системы (3) прибавить соответственно

значения tfg,, Q6g2tfgM, т.е.

взять вместо Ь, Ьг,...,ЬМ значения Ь, + g|t bt rfgz,..., bM+o/g/M. В силу того, что истинные значения g( . .., gMнеизвестны, их можно заменить средними g(, i 1,M, полученными на выходе М блоков 8 формирования средних значений. При этом получатся оценки вида

в, - - & I

fo -tajv + EJ-TJj(№- У ч

Ь---Ч 1.« -r«i-)

+ )- ()}) (8)

в, ,-«ь) - ()ry

Д Jiz з; +

+ Xw(Z2 . У2 } A l f ;

Для их формирования на М первых входов вычислительного блока 6 сигналы подаются с выходов М блоков 7 весовых функций, где осуществляется суммирование b + , i 1,М,

Смещение оценок (8) равно нулю, в чем можно убедиться непосредственной проверкой.

Определим среднеквадратическую ошибку (СКО) оценивая, соответствующую оценкам (8)

СКО Z(g; g;)

(9)

15

Предполагая, что отсчеты шума обладают свойствами

; о, V;

n;- nj (- (Ю)

где О ;J - символ Кронекера; Ог - дисперсия отсчета,

Для СКО нетрудно получить 2

ско . + j, .J,2,)2 - +У«1Г«У13 Ч.УД +У)

30

I8z(2 - 2)Jf,7y,,f2,

(11)

Графики зависимости СКО (фиг.2) от параметра Od :

кривая 10 соответствует значениям

1,г- -з; Г - з bf- з;

кривая и - у,2 1; у,- -1;

2 1;

кривая 1;: - у,а -1; у ,3 -3;

Угз 1Данные наборы гц охватывают практически все сочетания значений элементов информационной матрицы. Главной особенностью представленных

зависимостей является монотонное уменьшение СКО при увеличении (X. В устройстве-прототипе при больших 0(() СКО достигает своего установившегося значения, равного U .

В предлагаемом устройстве СКО можно сделать существенно меньше соответствующим выбором &„ Так, например, для кривой 11 при оС 10 в сравнении со значением СГ получаем выигрыш по СКО в 20 раз.

Окончательное формирование оценок осуществляется в М усредняющих фильтрах 9,

Формула изобретения Устройство для измерения импульсной реакции, содержащее расщепитель сигнала, вход которого является входом устройства, вычислительный блок М усредняющих фильтров, выходы которых являются выходами устройства, М блоков формирования средних значений входы которых соединены с входами соответствующих усредняюпдех фильтров М-отводную линию задержки, вход которой соединен с соответствующим выходом расщепителя сигнала, блок подготовки данных, последовательно соединенные блок решения и регистр сдвига, выходы которого соединены с одними входами блока подготовки дан- ых, другие входы и соответствующие выходы которого соединены соответственно с выходами М-отводной ли1,86гЛ

нии задержки и соответствующими входами вычислительного блока, М блоков весовых функций, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, первые входы М блоков весовых функций соединены с соответствующими выходами блока подготовки данных, вторые входы и выходы М блоков весовых функций соединены соответственно с выходами соответствующих М блоков формирования средних значений исоответствующими входами вычислительного блока, выходы которого подключены к входам соответствующих М-усредняющих фильтров и входам соответствующих М блоков формирования средних значений, а М блоков весовых функций выполнены в виде М двухвходовых весовых сумматоров .

10