Устройство поиска шумоподобных сигналов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ У СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный заочныйнический институт связи(57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает увеличениепомехоустойчивости. Устройство содержит генератор 1:псевдослучайных последовательностей, сумматоры 2, перемножители 3, 4, генератор 5 несущейчастоты, блоки опорных перемноаителей6, блоки интеграторов 7, квадратурныеблоки (КБ) 8, 9, усредияющие блоки10, счетчики 11-13, дешифратор 14,элементы ИЛИ 15, 16, коммутатор 17,генератор 18. тактовых импульсов. ГеСТВО ПОИСКА ШУИОПОДОБ12545нератор 1 Формирует опорные псевдослучайные последовательности, сдвинутые друг относительно друга на один элемент. Они группами по М сдвинутых сигналов поступают на соотв. суммато" ры. Входнойшумоподобный сигнал перемножается в перемножителях 3, 4 с синуснай и косинусной составляющими несущего колебания, и поступает в цепи обработки сигнала. На выходах КБ образуется значение взаимной корреляци 90.онной функции принятого шумоподобногосигнала и суммы М опорных сигналов.Время интегрирования блоков интеграторов 7 определяется счетчиком 11 идешифратором 14. Для увеличения помехоустойчивости осуществляется временное усреднение сигналов усредняющимиблоками 10 и осуществляется непосредственное вычисление в цифровом видереального наклона характеристики.1 з,п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в широкополосных системах радиосвязи с шумоподобными сигналами для поиска сигналов во времени. Цель изобретения - увеличение помехоустойчивости,На чертеже представлена структурная электрическая схема устройствапоиска шумоподсбных сигналов,Устройство поиска шумоподобных.сигналов содержит генератор 1 псевдоалучайньсх поспедовательностей,сумматоры 2, первый 3 и второй 4 входные перемйожители , генератор 5 несущей частоты, блоки 6 опорных перемещений перемножителей, блоки 7 интеграторов, квадратурный блок 8, дополнительные квадратурные блоки 9,усредняющие блоки 10, первый 11,.второй 12 и третий 13 счетчики, дешифратор 14, первый 15 и второй 16элементы ИЛИ, коммутатор 17, генератор 18 тактовых импульсов. Блоки 6опорных перемножителей содержатпервый 19 и второй 20 опорные перемножители. Блоки 7 интеграторов соцержат первый 21 и второй 22 интеграторы. Квадратурный блок 8 и Н -1дополнительных квадратурньгк блоков 9содержат первый 23, и второй 24 квадраторы, квадратурный сумматор 25,преобразователь 26. М усредняющихблоков 10 содержат аналого-цифровойпреобразователь 27, линию 28 задержки, накопительный сумматор 29, первый делитель 30 кодов, первый 31 ивторой 32 пороговые элементы, рейгистр 33, блок 34 вычитания, второйделитель 35 кодов.Устройство поиска шумоподобныхсигналов работает следующим образом.Генератор 1 формирует опорныепсевдослучайные последовательности(ПСП), сдвинутые относительно другдруга на один элемент, Опорные ПСПгруппами по М сдвинутых сигналов поО ступают на соответствующие сумматоры 2,Входной шумоподобный сигнал поступает на первый 3 и второй 4 входные перемножители, на которые от ге 15 нератора 5 следуют соответственно синусная и косинусная составляющие несущего колебания. Генератор 5 является управляемым (управляющий входна чертеже не показан) при испольэо"20 ванин устройства поиска шумоподобныхсигналов в составе системы синхронизации шумоподобиых сигналов. Выходийе сигналы первого 3 и второго 4входных неремножителей перемножают 25 ся соответственно в первых 19 и вторых 20 опорных перемножителях блоков. 6 опорных перемножителей с вьпсоднымисигналами соответствующих сумматоров 2.30Результаты перемножения интегрируются в первом 21 и втором 22 интеграторах блоков 7 интеграторов в течение заданного интервала времени,35определяемого первым счетчиком 11 идешифратором 14, которые реализуютфункций времязадающего элемента.Сигналы, считываемые с первых 21и вторых 22 интеграторов проходятсоо-ветственно через первые 23 и вторые 24 квадраторы (квадратурного блока 8 и 8 -1 дополнительных квадратурных блоков 9) и попарно суммируются в квадратурных сумматорах 25, после 5 чего поступают на преобразователь 26который осуществляет операцию иэвле" чения квадратного корня,Таким образом, на выходах квадратурного блока 8 и М -1 дополнитель" ных квадратурных блоков 9 образуется значение взаимной корреляционной функции принятого шумоподобного сигнала и суммы М опорных сигналов.Эти значения подаются на Ч усредняющих 5 блоков 10, в которых на основе накопительного сумматора 29 с линией 28 задержки на один такт и первого делятеля 30 кодов осуществляется усредчение по времени поступающих сигналов. 20 Необходимость такой операции вызвана тем, что шумовая составляющая на выходах первых 19 и вторых 20 опорных перемножителей, вызванная как влия" нием шума на входе устройства поиска дгумоподобных сигналов, так и влиянием смещенных М -1 опорных сигналов, представляет случайную величину, распределеннуюпо нормальному закону с нулевым средним значением и постоян О ной дисперсией. В то же время полезная составляющая в виде постоянной величины появляется лишь с моментазадержки входного сигнала на выходе одного из блоков 6 опорных перемно- у жителей. Это означает, что после интегрирования и квадратурной обработки на выходе квадратурного блока 8 или одного из дополнительных квадратурных блоков 9 наблюдается линей" щ ное нарастание полезного сигнала в соответствии с выражением П(С)ГРс С, где Р - мощность полезного сигнала. При этом дисперсия шума на его выходе будет определяться сле- д дующей зависимостью б(С)СМ(Рс + Р ), где Рь, - мощность шума. Из выражения следует, что увеличение времени накопления в первом 21 и втором 22 интеграторах с целью достижения заданной помехоустойчивости не приводит к желаемому результату, так как дисперсия шума со временем возрастает. Для увеличения помехоустойчивости, в предлагаемом устройстве поиска шумоподобных сигна" лов для групп из М сигналов используются Й усредняющих блоков 10, которые осуществляют операцию временного усреднения сигналов, поступающих с квадратурного блока 8 и дополнительных квадратурных блоков 9. Это позволяет обеспечитт дисперсию шума на выходе первого делителя 30 кодов, не зависящую от времени интегрирования и определяемую как б : И(Р + Г ),2с -Ш При этом сигнальная составляющая остается непосрецственно зависящей отвремени накопления что дает возможность при том же времени интегрирования обесгечить большее отношение сигнал/дум на выходе перэого делителя 30 кодов эа счет уМеньшения влияния дисперсии шумов, Таким образом, зная скорость нарастания полезной составляющей можно было бы по моменту превышения установленного порога определить исходную точку начала сигнала. Однако это не позволило бы максимальным образом увеличить помехоустойчивость устройства поиска шумоподобных сигналов, так как в различной помеховой обстановке наклон полезной составляющей может изменяться. Дпя того, чтобы устранить связанные с этим ошибки в предлагаемом устройстве поиска шумоподобних сигналов выполняется непосредственное вычисление в цифровом виде реального наклона характеристики, 0 этой целью поступающие в К усредняющих блоков 10 сигналы преобразуются в цифровой вид с помощью аналого-цифрового преобразователя 27. Далее осуществляется временное усреднение преобразованных сигналов в соответствии с зл - 1горитмом П(С) =Е: П , где Б;=одискретные отсчеты сигнала на выходе аналого-циФрового преобразователя 27, а С - текущее дискретное значение времени определяемое первым счетчиком 11. При эт ч операция деления суммя на величин С производится первым делителем 30 кодов. После превьпаения сигналом с выхода аналогоцифрового преобразователя 27 порогового значения первого порогового элемента 31 в регистр 33 производится запись усредненного уровня сигнала с выхода первого делителя 30 кодов. При этом через второй элемент ИЛИ б сигналом управления включается ,торой счетчик 12, отсчитывающий ин.ервал времени до момента, когда усредненное значение сигнала превы 5 12545 сит пороговое значение второго порогового элемента 32. В этот момент сигналом с управляющего выхода второго порогового элемента 32 через первый элемент ИЛИ 15 выключается второй счетчик 12. В блоке 34 вычитания вычисляется разность ЬУ между . величиной, записанной в регистре 33 и пороговым значением второго порогового элемента 32. Второй делитель 10 35 кодов производит деление показания второго счетчика 12 на полученную разность. Точку начала сигнала можно определить исходя из соотношения Т = О, ь ВЙУ, где интервал 61: 15 с учетом коэффициента 0 (пороговый уровень второго порогового элемента 32)фиксируется вторым счетчиком 12 посредством подачи на него соответствуиицей тактовой частоты с первого вы хода генератора 18, При превышении порога 0 одновременно с выключением второго счетчика 12 на соответствующий управляющий вход коммутатора 17 поступает управляющий сигнал, по ко торому суммируется соответствукиций (для данного адреса) информационный вход, Поэтому импульсом записи с выхода первого элемента ИЛИ 15 производится запись результата деления Зр второго делителя кодов 35 в третий счетчик 13 который по сигналам на тактовом входе от генератора 1.8 досчитывает до целого числа и вырабатывает выходной сигнал, соответствующий З 5 началу шумоподобного сигнала. Необходимость использования третьего счет" чика 13 вызвана тем, что время накоп" ленин для получения заданной помехо"устойчивости устройства поиска шумо 4 О подобных сигналов может оказаться не кратным периоду входного сигнала. Независимо от того, был или не был обнаружен полезный сигнал,по прошествии, установленного времени дешифратором14, производится сброс первых 21 и вторых 22 интеграторов, а также первого 11 и второго 12 счетчиков. Послеэтого процесс поиска шумоподобногосигнала может повториться сначала,что обеспечивает периодическое слежение за задержкой входного сигнала. Формула изобретения55Устройство поиска шумоподобныхсигналов, содержащее последовательносоединенные генератор несущей частоты 90 би первый входной перемножитель, последовательно соединенные генератор псевдослучайных после довательностей, сумматор, блок опорных перемножителей,блок интеграторов и квадратурный блок,а также М -1 цепей обработки сигнала,состоящих из последовательно соединенчых сумматора, блока опорных перемножителей иблока интеграторов,и второйвходной перемножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к второму входу пегвогоперемножителя и второму выходу генератора несущей частоты, выходы перво"го и второго входных перемножителейподсоединены соответственно к вторым и третьим входам блоков опор фных перемножителей а входы сумматоров М -1 цепей обработки сигналов подключены к другим соответствувицим выходам генератора псевдослучайных последовательностей, при"чем, второй вход первого входного переменожителя является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью увеличения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные первый счетчик,дешифратор и второй счетчик последовательно соединенные коьщутатор итретий счетчик, а также генератортактовых импульсов, первый и второйэлементы ИЛИ, М -1 дополнительныхквадратурных блоков и М усредняницихблоков, при этом выходы блоков интеграторов и "1 цепей обработки сигналов подсоединены к входам соответствуиицих Й -1 дополнительных квадратурных блоков, выходы квадратурногоблока и М -1 дополнительных квадратурных блоков подсоединены к первымвходам соответствующих У усредняющих блоков, вторые и третьи входыкоторых подключены соответственно квыходам первого и второго счетчиков,информационные выходы И усредняющихблоков подсоединены к соответствующим информационным входам коммутатора, первые управляющие выходы И усредняющих блоков подсоединены непосредственно к соответствукицим управляйицим в одам коммутатора и черезпервый элемент ИЛИ - к первому управляющему входу второго счетчика и управлявщеиу входу третьего счетчика,вторые, управляющие выходы 8 усредняю"щих блоков подсоединены через второйэлемент ИЛИ к второму управляющему1254590 Составитель В.ОрловРедактор М.Товтин Техред В.Кадар Корректор И,Пожо Заказ 4729758 Тираж б 24 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, З, Раувская наб., д.475Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 входу второго счетчика, тактовыйвход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов,второй выход которого подсоединен ктактовым входам генератора псевдослучайных последовательностей, первого и третьего счетчиков, а выходдевифратора подсоединен к установочным входам блоков интеграторов и первого счетчика, причем выход третьего 10счетчика является выходом устройства,2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что усредняющие блоки выполнены в виде последователь но соединенных аналого-цифрового преобразователя, накопительного сумматора, первого делителя кодов, регистра, блока вычитания и второго делителя кодов, а также первого И второго по роговых элементов и линии задержки,вход и выход которой подключены соответственно к выходу и второму входу накопительного сумматора, выходаналого-цифрового преобразователячерез первый пороговый элемент подключен к установочному входу регистра, выход первого делителя кодов через второй пороговый элемент подсоединен к второму входу блока вычитания, причем вход аналого-циФровогопреобразователя и вторые входы первого и второго делителей кодов являются соответственно первым, вторыми третьим входами усредняющих блоков,выход второго делителя кодов, управляеций выход второго порогового элемента являются соответственно информационным, первым и вторым управляющими выходами усреднякщих блоков.