Адаптивный дискретный согласован-Ный фильТР Советский патент 1981 года по МПК H03H17/00 

(54) АДАПТИВНЫЙ ДИСКРЕТНЫЙ СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР

теля, другой вход которО1о подключен к выходу генераторсч пилообразного надряжания, cyiviMaTopa, другой вход которого является третьим входом дискриминатора отклонения порога квантования, второй дополнительного инвертора, дополнительного переключателя, другой вход которого подключен к выходу cy lмaтopa, а третий вход является вторьм входом дискриминатора отклонения порога, квантования, дополнительного квантователя,- другой вход которого является первым входом дискриминатора отклонения порога .квантования, дополнительного регистра сдвига, первого дополнительного весового сумматора, вычитающего блока и фильтра, при этом выходом первого дополнительного регистра сдвига и другим входом вычитающего блока включен втрой дополнительный весовой сумматор

lia чертеже изображена структурна электрическая схема предлагаемого адаптивного дискретного согла.сованнго фильтра.

Адаптивный дискретный согласованный фильтр содержит временной дискретизатор 1, основной квантователь 2, регистр 3 сдвига, весовой сумматор 4, вспомогательный квантователь 5, переключатель б, инвертор , дискриминатор 8 отклонения порога квантования., формирователь 9 порогового уровня, генератор 10 пилообразного, напряжения, дополнительный инвертор 11, тактовый переключатель 12, сумматор 13, второй дополнительньйй инвертор 14, дополнительный переключатель 15, дополнительный квантователь 16, дополнительный регистр 17 сдвига, первый дополнительный весовой сумйатор 18, вычитающий блок 19, фильтр 20, второй дополнитель-. ный весовой сумматор 21.

Адаптивный.дискретный согласованный фильтр работает следующим образом.

Если на входе адаптивного дискреного согласованного фильтра действует аддитивная смесь сигнала и помех x(t)S (t)+(i(t)+n (t) , где S{t) полезный сигнал, Q:{t) - структурная помеха, n(t) - широкополосный шум, то на выходе временного дискретиэатора 1 имеем последовательность отсчетов

(х,-

Х- . . . X

1

1

где х x(t| )S(t )+Q( )+n (tV)S4-b +ai+n

Последовательность x поступает на входы основного, вспомогательного и дополнительного квантователей 2, 5 и 16. Порог квантования вспо.могательного квантователя 5 равен нулю, поэтому на его выходе д(2йствует последовательность знаков входной смеси сигнала и помех.Значения порога квантования дополнительного квантователя 16 в любой момент времени определяются как произведение знака входной смеси сигнала и помех в этот момент времени на алгебраическую сумму значения выходного напряжения формирователя 9 в этот момент времеми и выходного напряжения cyMf/iaTOpa 13 в этот же момент времен причем Б моменты времени с четными номерами к выходному напряжению формирователя 9 прибавляется линейно изменяющееся напря.жение генератора 10 а в моменты времени с нечетными номерами - оно вычитается. Таким образом, смесь сигнала и , поступающая на вход дополнительного квантовател.ч 16, квантуется на два значения относительно переменного порога квантованияи, значейия которого определяются как знаком входной смеси си.гнала и помех в тот или иной момент времени, так и значениями порогового напряжения основного Свантователя 2 и выходного напряжения генератора 10 з эти же моменты зрег- ени. Полученная таким образом последовательность кзантовакных значений смеси сигнала и помех после записи ее в дополнительный регистр 17 сдвига поступает на входы первого и второго дополнительных весовых сумматоров 18, 21, один из которых настроен на часть обрабатываемого сигнала, образованную элементами сигнала с четными номерами, другой - на часть обрабатываемого .сигнала, рбразовакную элементами сигнала с нечетными номерами. Выходное напряжение первого и второго дополнительных весовых сум.маторов 18, 21 в любой момент времени определяется количеством совпадений символов частей сигнала, на которые настроены эти суг. маторь-, с символами соответствующих частей последовательности квггнтованных значений смеси сигнала и помех, записанных в этот момент времени в дополнительном регистре 17 сдвига. Разность выходных напряжений первого и второго дополнительных весовых сумматоров 18, 21 содержит информацию о величине и отклонения значения порога основного квантователя 2 от его оптимального, в смысле максим ма соотношения скг-иал/помеха на выходе фильтра 20 значения. Максимум р(П) соответствует .мг1ксимуму соотношения сигнал/помеха ка выходе фильтра 20. Р{П) - это зависимость значения вероятности совпадения символа последовательности, действующей ка выходе бинарного квантователя с соответствуюишм сиг 1золом кода обрабатываемого сигнала от значения порога квантования П, За счет того, что пороговое напряжение дополнительного квантователя 16 изменяется для элементов выборки с нечетными номерами по закону Sgnxj (), , 3, ... i . ., (2п-1) , SgnxH - знак смеси сигнала и помех в i-TOM отсчете, значение порога квантования основного КЕантовггтеля, п; - значение выходного напря жения генератора 10 в i-том отсчете среднее значение выходного напряжения первого дополнительного весового су: с- атора 13, подключенного к выходам дополнительного регистра 17 сдвига с нечетными номерами, будет в моменты согласования сигнала и фильтра 20 пропорционально J р(n)dn Порог квантования для элементов выборки {х( с четными номерами изменяется по закону Sgnj (П +ni) , , 4,. .. i ,...2 поэтому среднее значение выходного напряжения первого дополнительного весового cyMiMaTopa 18 подключенног к выходам дополнительного регистра 17 сдвига с четными номерами, в моменты согласования сигнала и фильтра 20 пропорционально (n)dn. Ясно, что при n noptсреднее значение напряжения, действующего на выходе вычитающего блока 19 (оно выделяется на выходе фильтра 20), равно нулю. При отклонениях порога квантования основного квантователя 2 от его- оптимального значения в ту или иную сторону изменяется и выход ное напряжение фильтра 20, причем знак и значение его однозначно опре деляют это отклонение. Следовательно, выходное напряжение фильтра 20 может быть использовано для поддержания оптимального значения порога квантования основного квантователя 2. С этой целью оно псступает на фо мирователь 9 (который, в частности, может быть выполнен в виде делителя. напряжения с управляемым коэффициен том деления), выходное напряжение которого всегда положительно и меня ет свою величину в зависимости от знака и значения выходного напряжения фильтра 20. Выходное напряжение формирователя 9 поступает со знаком определяем-дм знаком входной смеси сигнала и помех, на основной квантователь 2 и определяет порог квантования значений {х;} в том или ином отсчете. Таким образом, послед вательность {XH , поступающая, на зход основного квантователя 2, кван туется на два значения относительно переменного порога квантования, зна чения которого в любой момент времени определяются выходным напряжением формирователя 9 и знаком смеси сигнала и помех в этот момент времени. Последовательность квантованных значений смеси сигнала и помех {,cv:ij записывается в регистр 3 сдвига, к выходам которого подключен весовой 40 определяющий количество совпадений кода обрабатываемого сигнала с последовательностью (c/i. Вьп-содное напряжение весового сумматора 4 определяет отклик адаптивного дискретного согласованного фильтра. Повышение помехоустойчивости к. действию структурных помех в условиях априорной неопределенности о свойствах действующих сигналов и помех достигается в предлагаемом адаптивном дискретном согласованном фильтре благодаря использованию автоматической регулировки значения порога квантования основного квантователя, в котором при формировании сигнала управления используется Лишь информация об отклонении текущего значения порога квантования от его оптимального в условиях действующей помехи значения и не требуется получения в явном виде информации о парс1 5етрах действующей помехи о изобретения 1.Адаптивный дискретный согласоВ 1ниый фильтр, содержащий последовательно соединенные временной дискретизатор, основной квантователь и регистр сдвига, к отводам которого подключен весовой суьчматор, вспомогательный квантователь, включенный между входом основного квантователя и управляющим входом переключателя, один из сигнальных входов которого подсоединен к выходу инвертора, а выходк основному квантователЕО, о т л ичающийся тем, что,- с целью повышения понехоустойчивостн к действию структурных помех в условиях априорной неопределенности относительно их свойств, между в111ходом временного дискретизатора и другим сигнальным входом переключателя включены последовательно дискриминатор отклонения порога квантования и формирователь порогового уровня, при этом второй и третий входы дискриминатора отклонения порога 1свантования подключены соответственно к выходам вспомогательного квантователя и формирователя порогового уровня, а вход инвертора подключен к выходу чформирователя порогового уровня . 2.Адаптивный дискретный согласованный фильтр по п. 1, от л кчающийся тем, что дискриминатор отклонения порога квантования выполнен Б виде последовательно соединенных генератора пилообраз-i

ного напряжения, дополнительного инвертора, тактового переключателя, другой которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, сумматор, другой вход которого является третьим входом дискриминатора отклонения порога квантования; второго дополнительного инвертора, дополнительного переключателя, другой вход которого подключен к выходу сумматора, а третий вход является вторым входом дискриминатора отклонения порога квантования, дополнительного квантователя, другой вход которого является первым входом

дискриминатора отклонения порога квантования, дополнительного регистра сдвига, первого дополнительного весового сумматора, вычитающего блока и фильтра, при этом между выходом первого дополнительного регистра сдвига и другим входом вычитающего блока включен второй дополнительный весовой сумматор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 620012, кл. Н 03 Н 7/28, 1977 (прототип).