Устройство подавления помех

(54) У (57) И обретени и может отноытьройсздеймех тс опользовано ах, работаю техник радиоп х ус словиях в онарных п тви мощныхуссовски нестаци распред елением вероятност новенМщ 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(21) 460367 (22) 09.11. (46) 30,08. (72) В. Г. Вал и А.Г.Долма (53) 621.39 (56) Авторс В 1338079,РОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ ПОИЕХ ных значений. Цель изобретения - увеличение отношения мощности полезногосигнала к мощности помехи с несимметричным законом распределения плотности вероятности мгновенных значенийи неизвестной мощности. Введенные вустройство счетчик 13, блоки 11, 12оперативной памяти, блок 3 стабилизации средней мощности, генератор 1,АЦП 6 и сумматоры 14,4 позволяют обеспечить запоминание входной реализации помехи, оценку ее числовых характеристик и вычисление оптимальныхуровней процесса на выходе устройства, а также расширить динамическийдиапазон подавляемых помех. 2 ил.Изобретение относится к радиотехйике и может быть использовано в раиоприемных устройствах, работающих Й условиях воздействия мощных нестационарных помех негауссовским распре 5 Делением вероятностей мгновенных значений.Цель изобретения - увеличение отношения мощности полезного сигналамощности помехи с несимметричным . аконом распределения плотности веоятности мгновенных значений и неизестной мощностью.На Фиг. 1 представлена структурая электрическая схема устройства одавления помех; на фиг, 2 - эпюры равллющих сигналов устройства.Устройство подавления помех содерт генератор 1 пилот-сигнала, гене О патор 2 тактовых импульсов, блок 3 стабилизации средней мощности, второй сумматор 4, первый аналого-цифровой преобразователь 5, второй аналогоффровой преобразователь 6, первый 25 четчик 7, первый блок 8 оперативой памяти, блок 9 формирования управляющих импульсов, первый буферный регистр 10, третий блок 11 оперативной памяти, второй блок 12 оперативной памяти, второй счетчик 13, первый сумматор 14, делитель 15, второй буФерный регистр 16,Устройство работает следующим образом.В устройстве реализуется адаптивная нелинейная обработка реализации входного процесса в п отсчетов по критерию минимума среднего квадрата ошибки (СКО), выделение детерминиро 40 ванного сигнала Б , наблюдаемого вф аддитивной смеси с входным процессом х и используется представление амплитудной характеристики устройства в ниде обобщенного полинойа 45 (х)=В (х),Ь % где В - параметры настройки амплитудной характеристики устройства; 1, если г (хгО, если х(гили х 3 г 1, где г 1, - пороги квантования входного процесса (в данном случае - равномер- ного квантования): г =г+дг, Дг=55 =сапам.Система ортогональных Функции Ц(х) обладает следующими свойствами:(х) р(х)=0 при 1 сФч; (х) = Ч(х) .Ее генератором является обйчный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) са уровнями квантования на выходе, таккак код числа на его выходе соответствует попаданию значения напряженияна его входе в интервал, в которомравна единице только одна функция сномером, равным этому числу, остальные функции на этом интервале, а значит, и при этом входном напряжении.равны нулю. Таким образом, в АЦП значение функции 1,(х) в -й отсчет времени с числом 1. соответствует номеру1выбранного входным напряжением х,интервала.Оптимальные уровни квантования В 1,обеспечивают минимумьс 1 со= , Е (х, +Б ) -Б;2 =1-1- с. . В ( (х.+Б, )-Б;21 зи удовлетворяют системе ш линейныхуравнений видаь ь2: В .Е(х +Б,.) с(х, +Б,.):Ъс 1сн)чкоторь 1 е в силу ортогональности функций х) упрощаютсяо,ВЕ Ч(х,+Б,)= Т, Б;цЬ,+Б.,),1=1,таи дают следующее решение и алгоритмадаптации:В;-а,1./р 1игде а 1; - ХБ; (х,.+Б.); р,=(х;+И+Б,), 1 с=1,ш.Такий образом, оптимальное нелинейное преобразование входного процесса имеет видЬ +Б )-Ь;+Б,)=-11:Р ЪР 1Устройство работает в режимах адаптации, в процессе которого вычисляются коэффициенты а 1, и р 1 и собственно оптимального "нелинейного преобразования". Так как функции Ч 1,(х) имеют непересекающиеся областй определения, то расчет а 1,и р 1, сводится к опредепению номера 1 Функции (х) по отсчету входного процесса, что осуществляет АЦП, и к сложению содержимого области памяти с адресом 1 с с сигналом Б; (при вычислении а 1,) или с единицей (при вычислении р 1,). После9403 6 510 15 20 25 30 35 4045 5055 5 158перебора входной выборки объема и нсоответствующих областях памяти будетхраниться набор коэФфициентов а 1, и р .Таким образом реализуется вычислениекоэффициентов а и р 1 по рекуррентным Формулам:а 1=а 1,+ 5,; р 1=р +1.Для осуществления после этого оптимального нелинейного преобразованиянеобходимо преобразованную с помощьюАЦП в последовательность номеров входную выборку запомнить в отдельной области памяти, чтобы затем, выбираяиз этой области соответствующий отсчету входного процесса х. +Я . номер1 с передавать на выход результатделения а 1/р 1, являющийся отсчетомвыходного оптимально-нелинейно преобразованного процесса. После обработки каждой входной реализации необходимо перед следующей обработкой устройство подавления помех перевестив исходное состояние, т.е. обнулитьячейки памяти, отведенные под коэффициенты а 1 и р 1, что осуществляетсяв режиме подготовки,Управление работой устройства подавления помех во всех режимах осуществляется блоком 9. Работу блока 9и всего устройства иллюстрируют временные диаграммы на Фиг. 2.В режиме адаптации на вход блока 3, являющегося входом устройства,поступает процесс х ., содержащий полезный сигнал. С выхода блока 3,обеспечивающего деление входного сигнала на его эффективное значение,стабилизированный по средней мощности процесс х, поступает на первыйвход сумматора 4, на второй вход которого, а также на вход аналого-цифрового преобразователя 6 подает с выхода генератора 1 пилот-сигнал Я;.Коэффициенты передачи сумматора 4 попервому и второму входам не равны иустанавливаются такими, чтобы отношение сигнал/помеха на выходе сумматора 4 не превьшало -20 дБ, С выходасумматора 4 полученная смесь пилотсигнала и процесса х поступает навход аналого-цифрового преобразователя 5. Быстродействие устройства определяется частотой тактовых импульсов,поступающих с выхода генератора 2 натактовые входы аналого-цифровых пре- .образователей 5 и 6 и синхронизирующий вход блока 9, Оба аналого-цифровых преобразователя 5 и 6 по сигкалу на входе "Преобразование", поступающему с выхода блока 9 (Фиг,2 а), вырабатывают код числа Е ., соответствующий уровню входного напряжения х,+Б, устанавлинают этот код на сво фем выходе и сигнализируют об этом активным уровнем на выходе "Готовность данных". По сигналу "Готовность данных" (фиг, 2 б), поступающему на вход блока 9, последний формирует импульсы (фиг. 2 в, г), поступающие на входы блока 8 и осуществляющие запись в него установленного на выходе анало"го-цифрового преобразотеля 5 кода Е .по адресу , который определяется содержимым счетчика 7. Разрядность счетчика 7 и емкость блока 8 определяютобъем выборки, который может обрабатываться устройством, Далее блок 9снимает сигнал (Фиг, 2 г), оставляяактивным уровень на входе "Выбор кристалла" блока 8, и записанный код 1 с,устанавливается на выходе блока 8 ина адресных входах блоков 11 и 12,Количество разрядов адресной шиныблоков 11 и 12 равно количеству разрядов шины данных блока 8 и аналогоцифрового преобразователя 5 и определяется выбранным числом уровнейквантования щ в аналого-цифровомпреобразователе 5. Далее блок 9 устанавливает на соотнетстнующем выходе сигнал (фиг. 2 д), который, поступая на входы "Выбор кристалла"блоков 11 и 12, осуществляет считы-вание записанных в этих блоках кодона 1 и р 1,соответстненно, Код числа ас выхода блока 11 поступает на вход сумматора 14, на другом входе которого установлен код с выхода аналогоцифрового преобразователя 6, соответствующий отсчету пилот-сигнала Б;, а с выхода блока 12 код числа р поступает на вход счетчика 13, где запоминается с приходом на синхронизирующий вход импульса (Фиг. 2 ж)с блока 9. С выхода сумматора 14цифровой код суммы содержимого блока 1 с цифровым кодом пилот-сигналаподается на вход буферного регист-,ра 10. Импульс (фиг, 2 з), поступаяс соответствующего выхода блока 9 насинхронизирующий вход буферного регистра 10, осуществляет запись в буферный регистр 10 этого кода, а поступая на счетный вход счетчика 13,сложение содержимого блока 12 с единицей. Далее по сигналу (Фиг. 2 е) ссоответствующего выхода блока 9 на входы Запись/считывание" блоков 11 и 12 полученные коды сумм с выходов буферного регистра 10 ч счетчика 13 запоминаются соответственно в блоках 1.и 12. По окончании указанных действий блок 9 снимает сигналы (фиг.2 д, в) с соответствующих выходов и подает н счетный вход счетчика 7 импульсиг. 2 и), который устанавливает след щий адрес на адресной шине блока 8 и цикл повторяется. Так продолж ется до появления на выходе "Переп лнение" счетчика 7 соответствующег импульса (фиг. 2 к), поступающего н вход блока 9 и свидетельствующего о том, что блок 8 полностью заполнен и содержит оцифрованную входную выборку в смеси с пилот сигналом (а 20 тчнее, последовательность номеров Гс, з.=1,п), блок 11 - набор коэффи) Эцйентов а , блок 12 - набор коэффифенро" рИмпульс (фиг. 2 к) на входе блока 9 25 пэреводит устройство в режим "Нелинейное преобразование", в котором 6 ток 9 устанавливает активный уровень сигнала (Фиг.2 в), в результате чего из ячейки блока 8, адрес 1 которой.задается счетчиком 7, ее содержимое, т.е. Гс поступает на адресные входы блоков 11 и 12. Г 1 о активному уровню сигнала (Фиг. 2 д) на выходе блока 9 из блоков 11 и 12 числовые значения коэффициентов соответственно а 1.и р 1 номер к; которых задается кодам йа адресных входах блоков 11 и 12, передаются на первый и второй входы делителя 15 соответственно.По сигналу (Фиг. 2 м) блока 9 результат деления - коэффициент В .=а,.1 е /Р 1 - записывается в буферном регистре 16 и передается на выход устройства подавления помех. После этого блок 9 снимает сигналы (Фиг, 2 в,д) блоков 8, 11 12, выдает сигнал(Фиг, 2 и) на счетчик 7 для установки следующего адреса для блока 8, и цикл Повторяется. Этап нелинейного преобразования заканчивается с приходом на блок 9 сигнала "Переполнение" со счетчика 7, который перевоцит устройство в режим "Подготовка".В этом режиме блок 9 вырабатывает с 1 игнал "Начальная установка" (фиг.2 л), который поступает с выхода блока 9 на входы установки нуля буферного регистра 10 и счетчика 13 и записывает в них код нуля. Далее на входе "Выбор кристалла" блока 8 устанавливается блоком 9 активный уровень сигнала (фиг. 2 в) и на адресных входах блоков 11 и 12 появляется код Г адреса обнуляемой ячейки, Сигналами (Фиг. 2 д и 2 е) на соответствующих входах блоков 11 и 12 выбранная ячейка обнуляется, По окончании действия импульсов (фиг, 2 д и 2 е) блоком 9 снимается один сигнал (фиг2 в) и подается другой (фиг. 2 и), Далее цикл обнуления повторяется для новой ячейки. Появление на входе блока 9 импульса "Переполнениен со счетчика 7 приводит к прекращению генерации циклов обнуления и переводит устройство из режима подготовки в режим адаптации, наЧиная обработку следующей реглиза ции входного процесса, т,е. процесс работы повторяется.Формула изобретенияУстройство подавления помех, содержащее генератор тактовых импульсов, блок Формирования управляющих импульсов, вход тактовых импульсов которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый буферный регистр, соединенные последовательно делитель и второй буферный регистр, соединенные последовательно первый аналогоцифровой преобразователь и первый блок оперативной памяти, адресный вход которого соединен с цифровым выходом первого счетчика, о т л и- чающее с я тем, что, с целью увеличения отношения мощности полезного сигнала к мощности помехи с несимметричным законом распределения плотности вероятности мгновенных значений и неизвестной мощностью, в него введены второй счетчик, входы начальной установки, счетных импульсов и управления записью которого соединены с выходом импульсов начальной установки, первым выходом счетных импульсов и выходом управления записью второго счетчика блока Формирования управляющих импульсов соответственно, второй блок оперативной памяти, адресной вход которого соединен с выходом первого блока оперативной, памяти, вход данных соединен с цифровым выходом второго счетчика, вход "Выбор кристалла" соединен с первым выходом управления выбором кристалла блокаформирования управляющих импульсов,вход управления записью-считываниемсоединен с первым выходом управлениязаписью-считыванием блока Формирования управляющих импульсов, а выходсоединен с первым входом делителя ивходом данных второго счетчика, третий блок оперативной памяти, входданных которого соединен с выходомпервого буферного регистра, адресныйвход соединен с выходом первого блокаоперативной памяти, вход "Выбор кристалла соединен с первым выходом управления выбором кристалла блока Фор1 мирования управляющих импульсов, входуправления записью-считыванием соединен с первым выходом управлениязаписью-считыванием блока Формирования управляющих импульсов, а выходсоединен с вторым входом делителя,соединенные последовательно генераторпилот-сигнала, второй аналого-цифровой преобразователь, вход тактовыхимпульсов которого соединен с выходом 25генератора тактовых импульсов, а вход.управления преобразованием соединен свходом управления преббразованиемпервого аналого-цифрового преобразователя и выходом управления преобра- ЗОзованием блока Формирования управляющих импульсов, и первый сумматор,другой вход которого соединен с выходом третьего блока оперативной памяти, а выход соединен с входом данногопервого буферного регистра, соединенные последовательно блок стабилизации средней мощности, вход которого является входом устройства, и второйсумматор, другой вход которого соединен с выходом генератора пилот-сигнала, а выход соединен с сигнальнымвходом первого аналого-цифрового преобразователя, вход счетных импульсовпервого счетчика соединен с вторымвыходом счетных импульсов блока формирования управляющих импульсов, авыход сигнала переполнения соединенс входом сигнала смены режима работыблока формирования управляющих импульсов, выходы сигнала "Готовностьданных" первого аналого-цифровогопреобразователя соединен с входом запускающего импульса блока Формирования управляющих импульсов, вход "Выбор кристалла" и вход управления записью-считыванием первого блока оперативной памяти соединены с вторымвыходом управления выбором кристаллаи с вторым выходом управления записьюсчитыванием блока Формирования управляющих импульсов соответственно,вход управления записью второго буферного регистра, выход которого является выходом устройства, соединенс выходом сигнала управления записьювторого буферного регистра блока Формирования управляющих импульсов,вход начальной установки и вход считывания первого буферного регистрасоединены с выходом начальной установки и первым выходом счетных импульсов блока формирования управляющих импульсов соответственно.Реда По ираж 53 8 осударственног 113035бретен и б ушская оизводств но-издательский комбинат "Патент", г. Ужг Гагарина, О аказ 2 БИЛИ комитета по и Москва, Ж,ноеткрытиям при ГКНТ СССР