Способ определения отношения сигналшум радиосигнала

Номер патента: 1748095

Авторы: Задорожный, Косарев, Лисоченко

ZIP архив

Текст

(19 51)5 О 01 В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 800902, кл. О 01 И 29/26, 1979.Ткаченко А.П Кириллов В.И, Техникателевизионных измерений,. - Минск: Высшая школа, 1976, с. 59-63,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ РАДИОСИГНАЛА(57) Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано в измерителяхпараметров сигналов, анализаторах спектра, панорамных радиоприемных устройствах. Согласно изобретению измеряют вэлементарном участке анализа уровеньспектральных составляющих радиосигнала,монотонно перемещают элементарный участок анализа от одной до другой границыисследуемого диапазона частот, одновременно с измерением уровней спектральныхсоставляющихформируют массив отсчетовспектральных составляющих размером ЙИэлементов, номера которых соответствуютопределенным значениям частот исследуе-мого диапазона частот и расположены в порядке возрастания (или убывания) ихположения на частотной оси, выделяют накраю сформированного массива элементарный участок анализа длиной 2 М элементов,делят этот участок на две половины, первуюиз которых принимают за опорное окно, авторую - за контрастное окно, определяютфункцию контраста как отношение суммыэлементов в контрастном и опорном окнах,сдвигают элементарный участок анализа по массиву спектральных составляющих от нижней границы до верхней с шагом в один элемент, при этом каждый раз определяют величину функции контраста сравнивают ее с порогом, фиксируют положение опорного окна при превышении величины функции контраста порога и запоминают номер крайнего левого элемента окна как границу спектра сигнала и сумму отсчетов спектральных составляющих опорного окна, продолжают перемещение контрастного окна до тех пор, пока величина функции контраста, вычисленная относительно запомнен. ного значения суммы сйектральных отсчетов опорного окна, не станет меньше порога, фиксируют положение контрастного окна и запоминают номер крайнего правого элемента как вторую границу спектра сигнала, соединяют опорное и контрастное окна в элементарный участок анализа и устанавливают его так, чтобы номер крайнего элемента опорного окна был на единицу больше номера крайнего элемента контрастного окна в его зафиксированном поло жении, продолжают передвижение Ьь элементарного участка анализа как описано СО выше, при наличии других сигналов, поло-: С) жение границ их спектров запоминают, оп- сО ределяют ширину спектра радиосигналов (Л как разность частот; соответствующих номерам зафиксированных элементов окон, для каждого радиосигнала определяют - а среднее значение шума вдвухдополнительных окнах, расположенных смежно с верхней и нижней границами спектра радиосигнала и равными каждое полуширине спектра радиосигнала, определяют отношение сигнал/шум как отношение средней мощности спектральных отсчетов в пределах найденных границ радиосигнала к найденной средней мощности шума. 3 ил,Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано в измерителях параметров сигналов; анализаторах спектра, панорамных радиоприемных, устройст-.вах,цля измерения отношения сигнал/шум радиосигналов.Известен способ измерения отношениясигнал/шум радиосигнала, при котором анализируют статистические свойства центрированного входного сигнала в моменты времени с выбранным интерваяом, сравнивают центрированный сигнал с нулевым уровнем; вырабатывают знаковый сигнал одной полярности при превышении центрираванным сигналом нулевого уровня и противоположной полярности, при непревышении нулевого уровня, сравнивают полярности знаковых сигналов для вы. бранных интервалов времени,подсчитывают число совпадений полярностей знакового сигнала, общее число совпа. дений полярностей знакового числа иобщее число совпадений полярности, определяют отношение числа Совпадений полярностей к общему числу сравнений, полученное отношение подвергают нелинейному.преобразованию по закону, обратному произведению Функции Бесселя и экспоненты.Недостатком этого способа являетсяневозможность, измерений в случае, если висследуемом диапазоне частот одновре. менно присутствуют несколько сигналов,разнесенных по частоте, Измеренная вели" чина отношения сигнал/шум будет значи тельно меньше истинной, измеренной всогласованной полосе, поскольку радиосигналы будут занимать не всю полосу иссле, дуемых частот.Известен способ измерения отношениясигнал/шум, наиболее близкий к предлагаемому и принятый за прототип, при котором выделяют пиковое значение радиосигнала, выделяют три участка анализа Спектра радйосигнала, причем в первом уровень спектральных составляющих шума меньше уровня спектральных составляющих радиосигнала, измеряют уровни спектральных составляющих радиосигнала в упомянутых участках и находят величину отношения сигнал/шум путем сравнения пикового уровня радиосигнала с найденным тремя уровня. ми. Недостатком этого способа является невозможность измерений в случае, если в исследуемом диапазоне частот одновременно присутствуют несколько сигналов, . разнесенных по частоте. Измеренная величийа отношения сигнал/шумбудет изменяться непредсказуемым образом при изменении частот радиосигналов.Цель изобретения - расширение области применения, заключающееся в обеспе чении измерения отношения сигнал/шумнескольких радиосигналов с заранее неизвестной шириной спектра, одновременно . присутствующих в исследуемом диапазоне.частот и разнесенных по частоте.10 Для достижения указанной цели предлагается способ измерения отношения сигнал/шум радиосигналов, при котором измеряют в элементарном участке анализа уровень спектральных составляющих ради осигнала, измеряют в другом элементарномучастке анализа уровень спектральных составляющих шума и находят величину отношения сигнал/шум по соотношению найденных величин.20 Согласно изобретению, монотонно перемещают элементарный участок анализа от одной до другой границы исследуемого диапазона частот, одновременно с измерением уровней спектральных составляющих 25 Формируют массив отсчетов спектральныхсоставляющих размером ЙЙ элементов, номера которых соответствуют определенным значениям частот исследуемого диапазона частот и расположенц в порядке возрастэ ния (или убывания) их положения на частотной оси, выделяют на краю сформированного массива элементарный участок анализа длиной 2 М элементов, делят этот учаСток на двЕ половины, пЕрвуЮ из 35 которых принимают за опорное окно, а вторую- эа контрастное окно, определяют функцию контраста как отношение суммы элементов в контрастном и опорном окнах, сдвигают элементарный участок анализа по 40 массиву спектральных .составляющих отнижней границы до верхней с шагом в один элемент, при этом каждый раз определяют величину функции контраста и сравнивают ее с порогом, фиксируют положение опор ного окна при превышении величины функции контраста порога и запоминают номер.крайнего левого элемента окна как границу спектра сигнала, запоминают Сумму отсчетов спектральных составляющих опорного 50 окна при превышении значения функцииконтраста порога, продолжают перемещение контрастного окна до тех пор, пока величина функции контраста, вычисленная относительно запомненного значения сум мы спектральных отСчетов опорного окна,не станет меньше порога, фиксируют положение контрастного окна и запоминают номер крайнего правого элемента как вторую границу спектра сигнала, соединяют опорное и контрастное окна в элементарный участок анализа и устанавливают его так, чтобы номер крайнего элемента опорного окна был на единицу больше номера крайнего элемента контрастного окна в его зафиксированном положении, Продолжают передвижение . элементарногоучастка анализа как описано выше, при наличии других сигналов, положение границ их спектров запоминают, определяют ширину спектра радиосигналов как разность частот, соответствующих номерам зафиксированных элементов окон, для каждого радиосигнала определяют среднее значение шума в двух дополнительных окнах, расположенных смежно с верхней и нижней границами спектра радиосигнала и равными каждое полушарие спектра радиосигнала, определяют отношение сигнал/шум как отношение средней мощности спектральных отсчетов в пределах найденных границ радиосигнала к найденной средней мощности шума,На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг, 2 - функциональная схема вычислителя; на фиг. 3 - функциональная схема алгоритма работы устройства.Способ содержит следующие операции: устанавливают порог функции контраста;определяют количество частот настройки йй тракта РП, равное частному от деления полосы анализируемого диапазона частот на шаг перестройки, причем шаг перестройки равен полосе пропускания фильтра тракта РП;осуществляют с помощью тракта РП последовательный спектральный анализ исследуемого диапазона частот и формируют массив отсчетов спектральных составляющих размером Ий, номераэлементов которого, соответствуют определенным значениям частот исследуемого диапазона частот и расположены в порядке возрастания (илиубывания) их положения на частотной оси;выделяют на краю сформированного массива элементарный участок анализа длиной 2 М элементов;делят этот участок на две половины, первая из которых является опорным окном, а вторая - контрастным окном;определяют функцию контраста как отйошение суммы отсчетов спектральных составляющих в контрастном и опорном окнах;сдвигая элементарный участок анализа по исследуемому диапазону частот от нижней его границы до верхней с шагом в один10 порога; 20 . в элементарный участок анализа и устанав 25 30 частот (ФНЧ), аналого-цифровой преобра 50 зователь (АЦП) 5, первый формирователь 6, вычислитель 7 и индикатор 8. Второй выход 55 35 40 элемент, каждый раз определяют значение функции контраста и сравнивают ее с порогом;запоминают номер крайнего левого элемента опорного окна как границу спектра сигнала, запоминают сумму отсчетов спектральных составляющих опорного окна при превышении значенияфункции контраста порога; продолжают перемещение контрастного окна до тех пор, пока значение функции контраста, вычисленное отйосительно запомненного значения суммы сйектральных отсчетов опорного окна; не станет меньше запоминают при этом ноМер крайнегоправого элемента контрастного: окна как вторую границу спектра сигнала; соедйняют:онорнбе и контрастное окна ливают его так, чтобы номер крайнего левого опорного окна был на единицу больше крайнего правого элемента контрастного окна;продолжают передвижение элементарного участка анализа как описано, при наличии других сигналов номера частот,соответствующих границам их спектров,также запоминают;определяют ширину спектра радиосигналов как разность частот,соответствующих запомненным границам спектров;для каждого радиоСигйала определяют среднее значение шумав двух дополнительных окнах, расположенных смежно с верхней и нижней границами спектра радиосигнала и равными каждое полуширине сйектра радиосигнала, определяют отношение сигнал/шум как отношение средней мощности спектральных отСчетов в пределахнайденных границ радиосигнала к найденной средней мощности шума.Устройство для реализации предлагаемого способа (фиг. 1) содержит последовательно соединенные смеситель 1, вход которого является вхбдом устройства, усилитель 2 промежуточной частоты (УПЧ), амплитудный детектор 3, фильтр 4 нижних АЦП 5 подключен к второму входу вычислителя 7, второй выход которого через второй формирователь 9 подключен к второму входу АЦП 5, третий вйход вйчислителя 1 через синтезатор 10 частоты подключен к второму входу смесителя 1.Одна из возможных схем вычислителя 7 (фиг, 2) выполнена на основе микропроцессорного комплекта серии 580 и содержиттактовый генератор 11, процессор 12, контроллеры 13 - 16, дешифраторы 17-21, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 22,оперативное запоминающее устройство(ШУ),Устройство (фиг, 1) работает. следующим образом.Синтезатор 10 частот под управлением 10вычислителя 7 перестраивается, тем самымизменяя настройку УПЧ 2 от нижней до верхней частоты исследуемого диапазона частот. На каждой частоте настройки б 3 беретсяотсчетАЦП 5 3,)ф) код которого поступает на 15вычислитель 7 и запоминается в ОЗУ 23.Выделяют опорное окно, содержащее отсчеты спектральных составляющих с номерами частот от Зс до М+3-1, и контрастное. окно со спектральными составляющими с 20номерами частот от М+Зс до 2 М+Зс - 1. ОпредеЛЯЮт ФУНКЦИЮ КОНтРаета Ц 3 с) КаК ОТНОШЕНИЕсуммы спектральных составляющих в опорном и контрастном окнахЗс+М +1 25.303-33 с) = РО/Р 1Определяют функцию контраста 3 лс),сдвигая упомянутые окна от нижней границы массива до верхней с шагом в один элемент и каждый раз сравнивают ее с порогом 320.ПРи пРевышении поРога Е(3 с)= 20 запоминают номер частоты крайнего левого отсчета спектральных составляющихопорного окна как границу спектра сигнала 40Зсн = Зс й сумму отсчетов спектральных составляющих опорного окна ро(Зсмк). Продолжаютперемещение контрастного окна, определяя для каждого Зс выполнение условияЦ 3 с)= 20, Запоминают 3 с 8 = Зс+Мкак вто 45рую границу сигнала при нарушенииэтого условия, Определяют нижнюю.3 сн) и Зсв)верхнюю границы каждого)-го сигнала, существующего в диапазоне, каждыйраз запоминают эти величины в ОЗУ. После 50того, как достигнут верхнюю границу массива, определяют ширину спектра 3-го сигнала Р) =Зв) - Зсн) и определяют отношениесигнал/шум С 33 по формуле03 - А 03/А 1), 55гдеЗсЬ)А)= Х 36)3 =Зсн) 3 н)- г)Г 2А 1) = Х + Х 333 сн) + Г)/2 1 = онПредлагаемый способ обеспечивает измерение отношения сигнал/шум нескольких радиосигналов, одновременно существующих в исследуемом диапазоне частот, за счет последовательного анализа исследуемого диапазона частот и определения функции контраста,Формула изобретенияСпособ определения отношения сигнал/шум радиосигнала, при котором измеряют в элементарном участке анализа уровень спектральных составляющих радиосигнала, измеряют в другом элементарном участке анализа уровень спектральных со-.ставляющих шума и находят величину отношения сигнал/шум по соотношению найденных величин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, заключающейся в обеспечении измерения отношения сигнал/шум нескольких радиосигналов с заранее неизвестной шириной спектра, одновременно присутствующих в исследуемом диапазоне частот и,разнесенных по частоте, монотонно перемещают элементарный участок анализа от одной до другой границы исследуемого диапазона частот, одновременно с измерением уровней спектральных составляющих формируют массив отсчетов спектральных составляющих размером КИ элементов, номера которых соответствуют определенным значениям частот исследуемого диапазона частот и расположены в порядке возрастания их положения на частотной оси, выделяют на краю сформированного массива элементарный участок анализа длиной 2 М элементов, делят этот участок на две половины, первую из которых принимают за опорный участок, а вторую - . за контрастный, определяют функцию контраста как отношение суммы элементов в контрастном и опорном участках, сдвигают элементарный участок анализа по массиву спектральных составляющих от нижней границы до верхней с шагом в один элемент, при этом каждый раз определяют величину функции контраста и сравнивают ее с порогом, фиксируют положение опорного участка при превышении величины функции контраста порога и запоминают номер край-. него левого элемента участок как границу спектра сигнала, запоминают сумму отсчетов спектральных составляющих опорного участка, продолжают перемещение контрастного участка до тех пор, пока величина функции контраста, вычисленная относительно запомненного значения суммы спектрал ьных отсчетов опорного участка, не станет меньше порога, фиксируют положение контрастного участка и запоминают номер крайнего правого элемента как вторую границу спектра сигнала, соединяют опорный и контрастный участки в элементарный участок анализа и устанавливают его так, чтобы номер крайнего элемента опорного окна был на единицу больше номера крайнего элемента контрастного участка в его зафиксированном положении, продолжают передвижение элементарного участка анализа, как описано выше, при наличии других сигналов, положение границ их спектров запоминают, определяют ширину спектра радиосигналов как разность частот, соответствующих номерам зафиксированныхэлементов участков для каждого радиосиг нала, определяют среднее значение шума вдвух дополнительных участках, расположенных смежно с верхней и нижней границами спектра радиосигнала и равными каждое полуширине спектра радиосигнала, 10 определяют отношение сигнал/шум как отношение средней мощности спектральных отсчетов в пределах найденных границ радиосигнала к найденной средней мощности шума.1748095 ПроизводственноРедактор М. КоЗаказ 2503ВНИИПИ Г Составитель В, Задорожныйылямская Техред М.Моргентал . Корректор Т. Пали Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 льский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10

Смотреть

Заявка

4857302, 07.05.1990

РОСТОВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАДИОСВЯЗИ

КОСАРЕВ ВЯЧЕСЛАВ МИХАЙЛОВИЧ, ЗАДОРОЖНЫЙ ВЛАДИМИР ВЛАДИМИРОВИЧ, ЛИСОЧЕНКО ГЕННАДИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 29/26

Метки: отношения, радиосигнала, сигналшум

Опубликовано: 15.07.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1748095-sposob-opredeleniya-otnosheniya-signalshum-radiosignala.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения отношения сигналшум радиосигнала</a>

Похожие патенты