УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ШУМОПОДОБНОГО СИГНАЛА Советский патент 2006 года по МПК H04B7/02 

Предлагаемое устройство относится к области широкополосных систем радиосвязи, в которых используются шумоподобные сигналы.

Известные устройства, описаны в книге: "Шумоподобные сигналы в системах передачи информации" под редакцией В.Б.Пестрякова, М.: Советское радио, 1973 в авторских свидетельствах:

Устройство для обеспечения случайного поиска псевдослучайных сигналов по задержке. Авт. св. №264489;

Устройство для синхронизации псевдошумовых сигналов. Авт. св. №299979;

Устройство поиска псевдошумовых сигналов. Авт. св. №614543;

Устройство синхронизации шумоподобных сигналов. Авт. св. №593322;

Следящий приемник шумоподобных сигналов с многоканальным устройством поиска. Авт. св. №439928.

Эти устройства обладают общим недостатком: низкой имитостойкостью.

Устройство поиска шумоподобного сигнала, принятое за прототип, не имеет указанного выше недостатка, но обладает существенным недостатком - большое время поиска сигнала.

Предлагается устройство обнаружения шумоподобного сигнала, которое позволяет уменьшить время поиска. Приемным устройством осуществляется поиск шумоподобных сигналов, обнаружение которых возможно при совпадении псевдослучайных последовательностей передающего и приемного устройств.

На фиг.1 приведена схема устройства-прототипа, для которой приняты следующие обозначения:

1 - регистр сдвига,

2(1), 2(2), 2(3) - соответственно, первая, вторая и третья группы корреляторов,

3 - формирователь порогов,

5 - управляемый генератор тактовых импульсов (ТИ),

6 - генератор синхронизирующей псевдослучайной последовательности (СП),

7 - управляемый генератор информационной псевдослучайной последовательности (ИП),

8 - дополнительный коррелятор,

9 - решающая схема,

10(1), 10(2) - коммутаторы видеочастотные,

11 - управляемый генератор дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности (ДСП).

Устройство прототип работает следующим образом.

Входной шумоподобный сигнал поступает на радиочастотные входы трех групп корреляторов 2(1), 2(2), 2(3), дополнительного коррелятора 8 и на вход формирователя порога 3.

На видеочастотные входы корреляторов первой, второй, третьей групп и первого коррелятора первой группы через коммутатор видеочастоты 10(1) подаются сигналы опорной синхронизирующей псевдослучайной последовательности: с регистра сдвига - 1, сдвинутые относительно друг друга на длительность элементарного импульса псевдослучайной последовательности - τ₀.

Сигналы опорной синхронизирующей последовательности, подаваемые на видеочастотные входы корреляторов второй группы, сдвинуты относительного друг друга на половину длительности элементарного импульса - τ₀/2.

Сигнал опорной синхронизирующей последовательности генератора СП поступает на регистр сдвига - 1 через коммутатор видеочастоты 10(2).

В корреляторах осуществляется вычисление взаимной корреляционной функции между приходящим шумоподобным сигналом и опорной синхронизирующей псевдослучайной последовательностью (СП).

В зависимости от выходных сигналов корреляторов первой, второй, третьей групп возможны следующие состояния:

1. Входной сигнал синхронизирующей псевдослучайной последовательности не обнаружен ни в одном из корреляторов.

Решающая схема - 9 выдает в этом случае команду "Продолжение поиска" на управляемый генератор тактовых импульсов - 5 (сигналы "О" и "Ц" отсутствуют), по которой происходит смещение фазы тактовых импульсов на величину 2 (n+I)·τ₀. Тактовые импульсы поступают на входы регистра сдвига 1, генератора синхронизирующей последовательности 6, управляемого генератора ИП-7 и управляемого генератора ДСП-11. При этом фаза синхронизирующей псевдослучайной последовательности, поступающей на вход регистра сдвига 1, сместится на величину 2(n+1)·τ₀ относительно сигналов опорных синхронизирующих псевдослучайных последовательностей, генерируемых до поступления команды "Продолжение поиска".

Интервал поиска, равный периоду псевдослучайной последовательности СП, разбивается на N временных интервалов одинаковой длительности, равной 2(n+1)·τ₀. В случае необнаружения сигнала СП групповой из 2(n+3) корреляционных каналов в i-м временном интервале начинается поиск входного шумоподобного сигнала в (i+1) интервале и т.д.

2. При обнаружении сигнала СП в первой или третьей группах корреляторов решающая схема 9 по выходу "О" выдает команду управляемому генератору ТИ-5 на смещение фазы тактовых импульсов ТИ с шагом + τ₀ или - τ₀, по сигналу "1" с выхода дискриминатора решающей схемы 9 до тех пор, пока входной сигнал СП не обнаружится во второй группе корреляторов (решающая схема 9 при этом выдает команду обнаружения во второй группе корреляторов по выходу "Ц"). При наличии сигнала "Ц", управляемый генератор тактовых импульсов 5 по сигналу "Т" с выхода точного временного дискриминатора решающей схемы 9 начинает подстройку фазы тактовых импульсов с шагом ±τ_L,

где L - любое целое число, определяемое заданной точностью удержания значения обнаруженного сигнала в центральном корреляторе.

При обнаружении сигнала в центральном корреляторе второй группы решающая схема - 9 выдает команду на начало поиска сигнала ИП в дополнительном корреляторе 8.

Устройство анализирует K-возможных временных положений сигнала информационной псевдослучайной последовательности, где К равно отношению периода информационной псевдослучайной последовательности к периоду синхронизирующей псевдослучайной последовательности

Число последовательных проверок наличия сигнала ИП в общем случае может составить K·β₁,

где β₁ - любое целое число, определяющее число циклов поиска сигнала ИП на временном интервале, равном периоду следования ИП - Т_ип.

В случае необнаружения сигнала ИП за β₁, циклов поиска, решающая схема - 9 выдает команду на управляемый генератор тактовых импульсов (ТИ) - 5 на начало поиска сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности.

При обнаружении сигнала информационной псевдослучайной последовательности в дополнительном корреляторе - 8, решающая схема 9 выдает команду на управляемый генератор ИП 7, по которой прекращается сдвиг по времени сигнала ИП на длительность периода синхронизирующей последовательности - Т_сп.

Устройство переходит в режим поиска сигнала дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности (ДСП).

Для этого решающая схема - 9 выдает команду на коммутатор видеочастоты 10(1), который подключает опорную ДСП первого выхода управляемого генератора ДСП-11 [сигналы на первом и втором выходах генератора ДСП имеют одинаковую структуру и отличаются только временным сдвигом равным (n+1/2)·τ₀]

Устройство должно проанализировать М-возможных временных положений сигнала дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности, где М равно отношению периода дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности к периоду информационной псевдослучайной последовательности

Число последовательных проверок наличия сигнала ДСП в общем случае может составить K·β₂, где β₂ - любое целое число, определяющее число циклов поиска сигнала ДСП на временном интервале, равном периоду следования ДСП Т_дсп. В случае необнаружения сигнала ДСП за β₂ циклов поиска, решающая схема 9 выдает команду на управляемый генератор тактовых импульсов 5 и коммутатор видеочастоты 10 (1) на начало поиска сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности.

При обнаружении сигнала дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности решающая схема 9 выдает команду на управляемый генератор ДСП 11 на прекращение сдвига по времени дополнительной СП на длительность периода информационной псевдослучайной последовательности.

Решающая схема 9 при условии совпадения импульсов с выхода центрального, дополнительного и первого корреляторов принимает решение об обнаружении входного шумоподобного сигнала и выдает команду на коммутатор видеочастоты 10(2), который подключает к регистру сдвига 1 дополнительную синхронизирующую псевдослучайной последовательность со второго выхода управляемого генератора ДСП 11.

Таким образом, дальнейшая синхронизация в устройстве осуществляется по сигналу дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности с большой базой.

Если число совпадений сигналов с выхода первого, центрального и дополнительного корреляторов меньше r и равно Р, и после Р-го совпадения сигналов не произойдет подряд j совпадений, то решающая схема 9 выдает команды на начало поиска сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности схемам управляемого генератора ТИ 5 и коммутаторов видеочастоты 10(1), 10(2).

Режимы поиска шумоподобных сигналов повторяются.

Обычно псевдослучайные последовательности СП используются с длинной (2¹⁰-1) или (2¹¹-1).

Построение согласованных фильтров такой длинны не представляет большой трудности.

В прототипе основное время поиска шумоподобного сигнала приходится на поиск псевдослучайной последовательности СП.

Предлагаемое устройство обнаружения шумоподобного сигнала позволяет значительно уменьшить время поиска псевдослучайной последовательности по сравнению с устройством-прототипом.

Эта цель достигается тем, что в схему прототипа введены:

- согласованный фильтр,

- вторая решающая схема,

- формирователь стробирующих импульсов.

На фиг.2 приведена блок-схема предлагаемого устройства

обнаружения шумоподобного сигнала, для которой приняты следующие обозначения:

1 - дополнительная решающая схема,

2 - группа корреляторов,

3 - формирователь порогов,

4 - согласованный фильтр,

5 - управляемый генератор тактовых импульсов,

6 - формирователь стробирующих импульсов,

7 - управляемый генератор информационной псевдослучайной последовательности,

8 - информационный коррелятор,

9 - решающая схема,

11 - управляемый генератор дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности (ДСП).

Предлагаемое устройство работает следующим образом: входной шумоподобный сигнал поступает на радиочастотные входы согласованного фильтра 4, коррелятора информационной последовательности 8 и группу корреляторов обнаружения дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности 2 а также формирователь порогов 3; на видеочастотные входы соответствующих корреляторов подаются опорные ПСП - ИП и ДСП.

Согласованный фильтр 4 настроен на синхронизирующую псевдослучайную последовательность (СП). Дополнительная решающая схема 1 анализирует сигнал с выхода согласованного фильтра 4 и при обнаружении СП выдает команду на формирователь стробимпульсов. С первого выхода формирователя стобимпульсов 6 нормированные импульсы с периодичностью, равной длительности периода СП и длительностью равной τ₀ поступают в генератор ИП, что является командой на начало поиска сигнала ИП в информационном корреляторе 8.

Устройство анализирует К-возможных временных положений сигнала информационной псевдослучайной последовательности, где К равно отношению периода информационной псевдослучайной последовательности к периоду синхронизирующей псевдослучайной последовательности

Число последовательных проверок наличия сигнала ИП в общем случае может составить К·β₁,

где β₁ - любое целое число, определяющее число циклов поиска сигнала ИП на временном интервале, равном периоду следования ИП - Т_ип.

В случае необнаружения сигнала ИП за β₁ циклов поиска решающая схема (9) выдает команду поиска СП на дополнительную решающую схему.

При обнаружении сигнала информационной псевдослучайной последовательности в информационном корреляторе (8), решающая схема (9) выдает команду на управляемый генератор ИП (7), по которой прекращается сдвиг по времени сигнала ИП на длительность периода синхронизирующей последовательности Т_сп.

Окончательное решение об обнаружении сигнала ИП решающая схема (9) принимает при наличии сигнала с дополнительного коррелятора при наличии строб-импульса СИ с формирователя стробирующих импульсов. Период строб-импульсов равен длительности периода информационной псевдослучайной последовательности.

При принятии решения об обнаружении решающей схемой 9, последняя выдает команду на переход в режим поиска сигнала дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности (ДСП) в группе корреляторов (2).

Устройство анализирует М-возможных временных положений сигнала дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности, где М равно отношению периода дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности к периоду информационной псевдослучайной последовательности:

Число последовательных проверок наличия сигнала ДСП в общем случае может составить К·β₂,

где β₂ - любое целое число, определяющее число циклов поиска сигнала ДСП на временном интервале, равном периоду следования ДСП - Т_дсп.

В случае необнаружения сигнала ДСП за β₂ циклов поиска решающая схема выдает команду на дополнительную решающую схему на начало поиска новой синхронизирующей псевдослучайной последовательности.

При обнаружении сигнала дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности решающая схема 9 выдает команду на управляемый генератор ДСП (11) на прекращение сдвига по времени дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности на длительность периода информационной псевдослучайной последовательности.

Решающая схема 9 при условии совпадения строб-импульсов с выхода формирователя стробирующих импульсов 6, информационного коррелятора 8 и группы корреляторов 2 принимает решение об обнаружении входного шумоподобного сигнала и выдает команду на дополнительную решающую схему 1, по которой прекращается синхронизация устройства от синхронизирующей последовательности (СП) и дальнейшая синхронизация в устройстве осуществляется по сигналу дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности с большой базой с помощью управляемого генератора 5.

Если число совпадений сигналов с выхода формирователя стробирующих импульсов 6 информационного коррелятора 8 и группы корреляторов 2 меньше r и равно Р, и после Р-го совпадения сигналов не произойдет подряд j совпадений, то решающая схема 9 выдает команду на дополнительную решающую схему (1) на начало обнаружения новой синхронизирующей псевдослучайной последовательности.

Режимы поиска шумоподобных сигналов повторяются.

Изобретение относится к области широкополосных систем радиосвязи, в которых используются шумоподобные сигналы. Технический результат - уменьшение времени поиска шумоподобного сигнала. Достигается тем, что в устройстве обнаружения шумоподного сигнала, содержащем управляемые генераторы информационной (ИПСП) и дополнительной синхронизирующей (ДСПСП) псевдослучайных последовательностей, первые входы которых подключены к выходу управляемого генератора тактовых импульсов, входы которого подключены к соответствующим выходам решающего блока, входы которого подключены к соответствующим выходам решающего блока, входы которого подключены к трем выходам генератора ДСПСП через блок корреляторов, первый вход информационного коррелятора, четвертый вход блок корреляторов и вход формирователя порогов объединены и являются входом устройства, два других входа решающего блока подключены к выходам информационного коррелятора и формирователя порогов, два других выхода решающего блока подключены к входам генераторов ИПСП и ДСПСП соответственно, другой вход информационного коррелятора подключен к выходу генератора ИПСП, другой выход которого соединен с третьим входом генератора ДСПСП, введены дополнительный решающий блок, формирователь стробирующих импульсов, согласованный фильтр, причем вход согласованного фильтра подключен ко входу устройства, а выход - к первым входам формирователя стробирующих импульсов и дополнительного решающего блока, два других входа которого подключены соответственно к соответствующему выходу решающего блока и выходу формирователя порога, а выход подключен к второму входу формирователя стробирующих импульсов, один выход которого подключен к дополнительным входам решающего блока и генератора ИПСП, другой выход - к решающему блоку. 2 ил.

Устройство обнаружения шумоподобного сигнала, содержащее управляемые генераторы информационной (ИПСП) и дополнительной синхронизирующей (ДСПСП) псевдослучайных последовательностей, первые входы которых подключены к выходу управляемого генератора тактовых импульсов, входы которого подключены к соответствующим выходам решающего блока, входы которого подключены к трем выходам генератора ДСПСП через блок корреляторов, первый вход информационного коррелятора, четвертый вход блока корреляторов и вход формирователя порогов объединены и являются входом устройства, два других входа решающего блока подключены к выходам информационного коррелятора и формирователя порогов, два других выхода решающего блока подключены к входам генераторов ИПСП и ДСПСП соответственно, другой вход информационного коррелятора подключен к выходу генератора ИПСП, другой выход которого соединен с третьим входом генератора ДСПСП, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени поиска шумоподобного сигнала, введены дополнительный решающий блок, формирователь стробирующих импульсов, согласованный фильтр, причем вход согласованного фильтра подключен ко входу устройства, а выход - к первым входам формирователя стробирующих импульсов и дополнительного решающего блока два других входа которого подключены соответственно к соответствующему выходу решающего блока и выходу формирователя порога, а выход подключен к второму входу формирователя стробирующих импульсов, один выход которого подключен к дополнительным входам решающего блока и генератора ИПСП, другой выход - к решающему блоку.