Генератор опорного псевдослучайного сигнала

(5)5 Н 03 К 3/84 ГОСУДАРСТВЕНОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) ГЕНЕРАТОР ОПОРНОГО ПСЕВДОСЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА(57) Изобретение может быть использовано при формировании и обработке псевдослучайных сигналов большей длительности с помощью акустоэлектронных конвольверов, Цель изобретения - повышение структурной скрытности формируемого сигнала. Цель достигается тем, что в генератор опорного псевдослучайного сигнала введены регистр сдвига, делитель частоты, постоянное запоминающее устройство, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь и триггер. Устройство также содержит генератор тактовых импульсов, делитель частоты, генератор прямой псевдослучайной последовательности, регистр сдвига, генератор несущей частоты и модулятор, 1 ил. и второго регистров сдвига объединены и подключены к выходу триггера, вход которого связан с выходом первого де:1 ителя частОты, третий вход постоянного.в широкополосных системах. М,: Радио исвязь, 1986, с.154, рис,4.21. Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при формировании и обработке псевдослучайных сигналов (ПСС) большой длительности с помощью акустоэлектронных конвольве-, ров.Целью изобретения является повышение структурной скрытности формируемого сигнала. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, делитель частоты, последовательно включенные генератор прямой ПСП и регистр сдвига, последовательно связанные генератор несущей и модулятор, выход которого является выходом всего устройства, при этом вход делителя частоты объединен с входом генератора прямой ПСП и вторым входом регистре 1 сдвига и подключен к выходу генераторал тактовых импульсов, введены последова- (р тельно соединенные второй делитель часто- р ты, счетчик импульсов, постоянное р запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, выход которого связан с входом генератора несущей, а также триггер и второй регистр сдвига, первый О вход которого соединен с выходом генератора прямой ПСП, е второй вход объединен с вторым входом постоянного запоминаю- ь щего устройства и входом второго делителя частоты и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, третьи входы первогозапоминающего устройства соединен с выходом второго делителя частоты, а второй выход связан с вторым входом генератора прямой ПСП, выходы первого и второго регистров сдвига обьединены и подсоединены к второму входу модулятора.Существенными отличиями предлагаемого устройства по сравнению с прототипом являются введенные в устройство триггер, делитель частоты. счетчик импульсов, постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, регистр сдвига. Введение новых элементов и функциональных связей позволяет получить положительный эффект. Данный положительный эффект заключается в значительном повышении структурной скрытности формируемых для акустоэлектронных устройств поиска опорных ПСС за счет перехода от линейных модулирующих ПСП к нелинейным ПСП.Работа предлагаемого изобретения основана на исследованных особенностях конвольверной обработки ПСС большой длительности. При обработке ПСС большой длительности АЭК инвариантен к временному положению входного сигнала, если только значение его задержки лежит в пределах временного окна ЬТ, определяемого размахом дискриминационной характеристики кон вольвера: ЛТ (-Тс - Тз, Тс + Т,), где Тз - время задержки сигнала в конвольвере; Тс - длительность сегмента опорного сигнала (опорный сигнал для АЭК формируется путем сегментации с интервалом Тс ПСС длител ьн остью Тп и временной ин версией полученных сегментов). В связи с тем, что Тп ЬТ 1, требуется проводить процедуру поиска ПСС. Число шагов последовательного поиска ПСС по задержке йз = ЛТн/ ЛТш, где ЬТН- область временной неопределенности входного сигнала (при отсутствии априорных данных ЬТн - Тп); Ь Тш - шаг поиска по задержке, Оптимальное значение конвольверного ЬТш в условиях частотно- временной неопределенности обрабатываемого ПСС равно: ЬТш - 2(Тс + Тз)/3. Посегментное инвертирование при формировании опорного сигнала осуществляется с помощью триггера и двух регистров сдвига, работающих в режиме запись-считывание. В традиционных корреляционных схемах, после анализа входного ПСС на каждом шаге поиска, сигнал опорного генератора смещается на один такт, равный длительности то дискрета ПСС. Вследствие большего значения шага конвольверного поиска по задержке (в этом случае смещение сигнала опорного генератора необходимо проверить на 2(Тс+ Тз)/3 Го тактов, чтоприведет к существенным затратам времени) изменение фазы генерируемой ПСП навеличину ЛТш наиболее целесообразноосуществлять путем записи в регистр сдвигагенератора ПСП соответствующих начальных условий. Изменение временного положения сигнала генератора прямой ПСПосуществляется с помощью второго делите 1 О ля частоты и постоянного запоминающегоустройства (ПЗУ), где записаны кодовыекомбинации начальных условий для всех Мзшагов поиска по задержке.При однократном анализе области час 15 тотной Л Гн неопределенности входногоЛРнПСС требуется провести йч - -;, - шаговк гшпоиска по частоте, где Л Еш - значениешага поиска. Величина Л Гш обычно не превосходит значения ширины полосы захватасистемы фаэовой автоподстройки частоты.При этом для когерентной обработки входного сигнала необходимо, чтобы в пределахдлительности апертуры АЭК укладывалосьцелое число периодов колебания генератора несущей частоты 1 о, т.е. произведениеТзо должно быть целым числом. После каждого шага поиска по частоте следует Мз шагов поиска по задержке до моментаобнаружения входного ПСС, Смещение частоты генератора несущей на величину шагапоиска Л Рш осуществляется с помощьюсчетчика импульсов, ПЗУ, где записаны йчцифровых эквивалентов значений управлякщих напряжений и цифроаналогового преобразователя.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема заявляемого устройства, где приняты следующие обозначения:1 - генератор тактовых импульсов (ГТИ),формирует последовательность импульсовс тактовой частотой 1 т, выбираемой исходяиз требуемой ширины полосы ЛЕп ПСС:45 тт - Юп/2. Последовательность видеоимпульсов подается на входы делителей частоты 3 и 7, а также генератора прямой ПСП 2,регистров 5, 6 и ПЗУ 8,2 - генератор прямой ПСП (ГП ПСП),служит для формирования нелинейнойПСП, синхрониэируется импульсами генератора 1;ПСП генератора подается на входы регистров сдвига 5 и 6. Изменение временногоположения формируемой ПСП на величинушага поиска Л Тш по задержке осуществляется путем изменения начальных условий врегистре сдвига с обратными связями ге ератора 2, считываемых иэ постоянного запоминающего устройства 6;50 55 3 - делитель частоты. Предназнаген для деления частоты генератора 1 на и = Т,го т.е, формирования последовательности импульсов с периодом следования, равным длительности сегмента Т опорного сигнала, Делитель 3 управляет работой триггера 4;4 - триггер, служит для управления процессом запись-считывание в регистрах сдвига 5 и 6;5 - регистр сдвига (РС), Предназначен для записи и считывания сегмента сигнала длительностью Тс. Число ячеек регистра дплжно быть равным базе сегмента Вс =- Тсйо опорного ПСС. Управление процессом запись-считывание осуществляется сигналом триггера 4. Например, при высоком потенциале выходного сигнала три гера 4 производится запись сегмента ПСП с генератора 2 в регистр 5 и считывание с регистра б в модулятор 12, при низком - наоборот, запись в регистр 6 и считывание с регистра 5. Для обеспечения временной инверсии записанных сегментов опор ого сигнала регистр сдвига реализуется на базе реверсивных РС. Синхронизация работы РГС осуществляется импульс.ми енератора 1;б регистр сдвиа см.бл к 5);7 -делитель частоты. Служит для деления авто;ы генератора 1 на В = 1 и/ , т.ъ формирования пос едовательнос 1 и иг пульсов с периодом следования, ь:вныц длительносги Тл ЛСС. Делитель 7 управлясг процессом считыв; ния из постоянного запоминающего устройства Я кодовых комбинаций начальных условий шагов поиска ПСС по задержке;8 - постоянное запоминающее устройство(ПЗУ), предназначено для хранения кодовых комбинаций начальных условий для Мз шагов поиска по задержке и й, цифровых эквивалентов значений управляющих напряжений для перестройки генератора 1. Управление процессом считывания значениями шагов поиска по задержке и частоте осуществляется по сигналам делителя 7 и счетчика 9 соответственно. Прн обнаружении входного сигнала остановку процедуры поиска ПСС наиболее целесосбразно осуществлять путем подачи сигнала запрета считывания очередных значений шагов поиска по частоте и задержке на блок 8 из устройства управления, имеющихся во всех системах поиска. Синхронизация работы ПЗУ 8 осуществляется импульсами генератора 1, Блок может быть реализован на основе интегральных микросхем запоминающих устройств, содержащих на 5101,Э20253035 одном кристалле матрицу элементов памяти и схемы управления и синхронизации. Например, на основе двух микросхем статического ОЗУ К 564 РУ 2, предназначенных для запоминания кодовых комбинаций начальных условий для шагов поиска по задержке и частоте, соответственно, При этом сигналы с блоков 7 и 9 поступают на схемы управления соответствующих микросхем, а сигнал с генератора 1 - на схему синхронизации;9 - счетчик импульсов, предназначен для подсчета в выходном сигнале делителя 7 числа импульсов, соответствующих числу шагов поиска по задержке, При равенстве числа подсчитанных импульсов значению требуемого числа шагов поиска по задержке, формируется уг 1 равляющее напряжение для блока 8, по которому происходит считывание цифрового эквивалента величины шага поиска по частоте Л Гш в блок 10;10 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), Служит для преобразования цифрового эквивалента значения шага поиска по частоте в аналоговый управляющий сигнал для перестройки генератора несущей11 - ген;-;ра ор несущей, предназначен для формирования несущей частоты ПСС и обсспечени,1 во 3;лох,ности е ;з;енння а "1;делах о 0 ласти часто. м н" Опр двленност; сигнала в соогветогвии с управляющим напряжением ЦАП 10, См щенное частоты на величину Л Гш можег быть осуществлено, например, подачей управляющего напряжения на варикап, включенный в задающий кон.ур генератора;12 - модуятор, Предназначен для модуляции несущей частоты генератора 11 инвертированными во времени сегментами ЛСП,поступающими с регистров 5 и 6., аким образом устройство содержит последовательно включенные делитель 3 и триггер 4, последовательно связанные делитель 7, счетчик 9, ПЗУ Я, ЦАП 10, генератор 11 и модулятор 12, выход которого является выходом все о устройства, а также генерагоры 1 и Г. регистры 5 и б, первые входы регистров 5 и 6 объединены и подсоединены к выходу генератора 2. ворые входы регистров 5 и б и ПЗУЯ объединены с входами генератора 2, делителей 3 и 7 и подключены к выходу генератора 1, третьи входы регис.ров 5 и б объединены и подсоединены к выходу триггера 4, а выходы регистров 5 и б объединены и подключены к второму входу модулятора 12, третий вход ПЗУЯ связан с выходом делителя 7, а второй10 15 20 25 30 35 40 45 выход блока 8 соединен с вторым входом генератора 2,Устройство работает следующим образом.Формирование опорного ПСС начинается с установки генераторов 2 и 11 в исходное состояние, соответствующее началу поиска по задержке и частоте, При этом кодовая комбинация из ПЗУ 8, соответствующая первому шагу поиска по задержке, т.е. началу формирования ПСП, записывается в качестве начальных условий в регистр сдвига генератора 2. Цифровой эквивалент напряжения из ПЗУ 8 преобразуется в блоке 10 в аналоговый сигнал и устанавливает частоту генератора 11, соответствующую первому шагу поиска по частоте. Генератор 2 формирует прямую ПСП с длительностью элементарного символа, определяемой тактовой частотой блока 1, Делитель 3 иэ выходного сигнала генератора 1 формирует последовательность импульсов с периодом следования, равным длительности сегмента опорного сигнала, Данная последовательность импульсов посредством триггера 4 управляет процессом запись-считывание ПСП генератора 2 в регистры 5 и 6, Регистры сдвига 5 и 6 работают в.реаерсивном режиме; последний записанный символ считывается первым. Выходной сигнал регистров 5 и 6 в виде инвертированных во времени сегментов ПСП генераторэ 2 заданной длительности поступает на модулятор 12, на другой вход которого подается частота генератора 11. Сформированный псевдослучайный сигнал снимается с выхода модулятора 12. Делитель 7 формирует из тактовой частоты генератора 1 последовательность импульсов с периодом следования, равным длительности ПСП генератора 2 и соответствующим временем анализа входного ПСП на каждом шаге поиска, Управляющие импульсы делителя 7 обеспечивают считывание иэ ПЗУ 8 кодовой комбинации начальных условий для формирования генератором 2 ПСП с начальной фазой, соответствующей следующему шагу поиска по задержке. Счетчик 9 считает в выходном сигнале 7 число импульсов, соответствующих числу шагов поиска по задержке, При равенстве числа импульсов делителя 7 требуемому числу шагов поиска по задержке формируется управляющий сигнал, по которому из ПЗУ 8 считывается цифровой эквивалент следующего значения шага поиска по частоте в генератор 11 через блок 10. В дальнейшем работы заявляемого устройства аналогичны описанному выше. Формирование опорного ПСС. с различными значениями частоты и задержки в пределах области частотно-временной неопределен- ности входного сигнала продолжается до момента обнаружения принимаемого ПСС. При обнаружении входного ПСС запрет на изменение частоты и фазы опорного сигнала наиболее целесообразно осуществлять путем подачи управляющего напряжения на ПЗУ 8. Управляющее напряжение, запрещающее считывание очередных значений шагов поиска по частоте и задержке, может быть сформировано в устройстве управления, имеющемся во всех системах поиска.Предлагаемое устройство выгодно отличается от аналогов и прототипа, Оно позволяет формировать опорный сигнал для конвольверных устройств обработки ПСС большой длительности, построенных на основе как линейных, так и нелинейных ПСП, Формирование ПСС на основе нелинейных ПСП позволяет значительно повысить структурную скрытность таких сигналов, При равных базах ПСС а отличие от линейных кодовых последовательностей, для раскрытия структуры которых требуется безошибочно принять 2 а следующих подряд символов, в нелинейных ПСП требуется принять 2 а подряд следующих элементов, где в - память последовательности,Формула изобретен ия Генератор опорного псевдослучайного сигнала, содержащий генератор тактовых импульсов, первый делитель частоты, последовательно включенные генератор прямой псевдослучайной последовательности и первый регистр сдвига, последовательно соединенный генератор несущей частоты и модулятор, выход которого является выходом устройства, вход первого делителя частоты соединен с первым входом генератора прямой псевдослучайной последоаательности, вторым входом первого регистра сдвига и выходом генератора тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения структурной скрытности формируемого сигнала, в него введены последовательно соединенные второй делитель частоты, счетчик импульсов, постоянное запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с входом генератора несущей частоты, а также триггер и второй регистр сдвига, первый вход которого соединен с выходом генератора прямой псевдослучайной последовательности, а второй вход соединен с вторым входом постоянного запоминающего устройства, входом второго делителя частоты, и выходом генератора тактовых импульсов. третьи входы первого и второго регистров сдвига подключены к выходу триггера, вход которого соединен с1824666 10 Составитель М, КоноваленкоТехред М.Моргентал Корректор С, Шекмэр Редактор С. Кулакова Заказ 2227 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушсквя наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 выходом первого делителя частоты, третий входом генератора прямой псевдослучай. вход постоянного запоминающего устрой- ной последовательности, выходы первого и ства соединен с выходом второго делителя второго регистров сдвига подключены к вточастоты, а второй выход соединен с вторымрому входу модулятора.5