Устройство для распознавания радиосигналов

 

Изобретение относится к обработке и распознаванию радиосигналов и может быть .использовано для определения вида модуляции радиосигналов. Цель изобретения - расширение класса распознаваемых сигналов и повышение достоверности распознавания. Указанная цель достигается в устройстве для распознавания радиосигналов, содержащем два анализатора спектра, блок логической обработки, три преобразователя аналог-код, частотный детектор, вход которого является входом устройства, а выход подключен к одному входу первого анализатора спектра, амплитудный детектор, вход которого подключен к входу устрой- ;Јтвал а выход - к другому входу первого анализатора спектра, блок клиппирования, один вход которого подключен к выходу.частотного детектора, а другой - к выходу амплитудного детектора , первый блок сравнения, один вход которого подключен к выходу первого анализатора спектра, а другой - через второй анализатор спектра - к выходу блока клиппирования, выходы частотного детектора, амплитудного детектора и первого блока сравнения через соответствующие преобразователи , аналог-код соединены с соответствующими входами блока логической обработки, тем, что устройство дополнительно содержит два фильтра нижних частот, блок квантования, пять блоков анализа уровней сигналов, второй блок сравнения, блок управления , генератор импульсов, делитель частоты , формирователь импульсов считывания , блок памяти, последовательно соединенные дифференцирующий элемент , квадратор, полосовой фильтр, блок фазовой автоподстройки частоты и синхрогенератор, а также три элемента ИЛИ, семь элементов И и два инвертора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. % & & О W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

®)5 г. 06 к 9/00

I ОСУДАРСТНЕНКИЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОИ ЕТЕКИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4244112/24 (22) 12.05.87 (46) 07.05.91. Вюл. Р 17 (72) В.А.Романенко (53) 681.391.19(088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

Р 481054, кл. Г 06 К 9/00, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

РАДИОСИГНАПОВ

{57) Изобретение относится к обработке и распознаванию радиосигналов и может быть, использовано для определения вида модуляции радиосигналов.

Цель изобретения — расширение класса распознаваемых сигналов и повышение достоверности распознавания. Указанная цель достигается в устройстве для распознавания радиосигналов, содержащем два анализатора спектра, блок логической обработки, три преобразователя аналог-код, частотный детектор, вход которого является входом устройства, а выход подключен к одному входу первого анализатора спектра, амплитудный детектор, вход которого подключен к входу устрой.ства а выход - к другому входу перИзобретение относится к обработке и распознаванию радиосигналов и может быть использовано для определения вида модуляции радиосигналов.

Цель изобретения - расширение класса распознаваемых сигналов и повышение достоверности распознавания. вого анализатора спектра, блок клип-! пирования, один вход которого подключен к выходу. - частотного детектора, а другой — к выходу амплитудного детектора, первый блок сравнения, один вход которого подключен к выходу первого анализатора спектра, а другой — через второй анализатор снек тра — к выходу блока клиппироваяия, выходы частотного детектора, амплитудного детектора и первого блока сравнения через соответствующие преобразователи.аналог-код соединены с соответствующими входами блока логической обработки, тем, что устройство дополнительно содержит два вялы- е ра нижних частот, блок квантования, Е пять блоков анализа уровней сигналов, второй блок сравнения, блок управления, генератор импульсов, делитель ча« С, стоты, формирователь импульсов считывания, блок памяти, последовательно соединенные дифференцирующий элемент, квадратор, полосовой фильтр, блок фаэовой автоподстройки частоты и синхрогенератор, г также три элемента ИЛИ, семь элементов И и два инвертора. 1 з.п. ф-лы, 3 ял.

На фиг.1 изображена блок-схема уст- е ройства; на фиг.2 — схема блока анализа уровней сигналов; на фиг.3— ° вам схема блока управления и второго блока сравнения.

Устройство содержит частотный детектор 1, амплитудный детектор 2, первый преобразователь 3 аналог-код, 1647603 первый анализатор 4 спектра, блок 5 клиппирования, второй преобразователь 6.аналог-код, первый блок 7 сравнения, второй анализатор 8 спектра, третий преобразователь 9 аналог-код, блок 10 логической обработки, содержащий первый инвертор 11, второй инвертор 12, первый 13 — четвертый

16 элементы И, первый 17 и второй 18 фильтры нижних частот, блок 19 квантования, первый — пятый блоки 20-24 анализа уровней сигналов, дифференцирующий элемент 25, первый и второйй элементы ИЛИ 26 и 2 7, квадратор

28, первый 29 и второй 30 элементы

И, полосовой фильтр 31, третий элемент ИЛИ 32, третий элемент И 33,блок

34 фааовой автоподстройки частоты (@АЛЧ), первый инвертор 35, синхро- 20 генератор 36, второй блок 37 сравнения, блок 38 управления, генератор

39 импульсов, четвертый - седьмой элементы И 40-43, второй инвертор

44, блок 45 памяти, формирователь 25

46 импульсов считывания и делитель

47 частоты.

Блоки 20-24 (фиг.2) содержат двухпороговый компаратор 48, селектор 49 сигналов и счетчик 50.

Устройство работает следующим образом.

Принятый сигнал, вид модуляции которого необходимо определить,одновременно поступает на входы частотного 1 и амплитудного 2 детекторов, Рассмотрим режимы работы устройства при распознавании сигналов с различными видами модуляции. При поступлении на вход устройства, например, сигнала с частотной модуляцией на выходе частотного детектора 1 выделяется напряжение, которое одновременно подается на преобразователь

3 аналог-код, где оно преобразуется в единичное напряжение, поступающее на первые входы элементов И 40,-, ,41, 13, 14,а также на один из выходов анализатора 4 спектра, и через блок 5 клиппирования на анализатор

8 спектра. Сформированные на выходах анализаторов 4 и 8 спектра отклики поступают на соответствующие вхо-, ды блока 7 сравнения, на выходе которого в случае подачи на вход устройства сигнала с частотной модуляцией и многопозиционной частотной манипуляцией появится напряжение, а в случае сигнала с двухпозиционной частотной манипуляцией напряжение отсутствует, так как только в случае двухпозиционного сигнала наблюдается идентичность спектров входного сигнала и сигнала с выхода блока 5 клиппирования. Напряжение с выхода блока 7 сравнения преобразуется преобразователем 9 аналог-код в единичное напряжение, которое поступает на второй вход элемента И 14, и, инвертируясь в инверторе 11 в нулевое напряжение, на второй вход элемента

И 1.3. Кроме того, на третий вход элемента И 14 подается единичное напряжени с выхода ннвертора 35, свидетельствующее о том, что входной сигнал не является многопозиционным.

Таким образом, при частотной модуляции принимаемого сигнала единичное напряжение возникает только на выходе элемента И 14.

Гсли на вход устройства поступает двухпозиционный частотно-манипулированный сигнал (24Мн), то вследствие идентичности спектров детектированного частотным детектором входного сигнала и сигнала с выхода блока 5 клиппирования на выходе преобразователя 9 анало-код возникнет нулевое напряжение, которое действует на втором входе элемента И 14, а также, инвертируясь в единичное напряжение в инверторе 11, действует на втором входе элемента И 13. Таким образом, при двухпозиционной частотной манипуляции принимаемого сигнала единичное напряжение возникает. только на выходе элемента И 13.

Распознавание сигналов с амплитудной модуляцией (АМн) и амплитудной двухпозиционной манипуляцией (2АМн) происходит аналогичным образом. При поступлении на вход устройства амплитудно-модулированного сигнала на выходе амплитудного детектора 2 выделяется напряжение, которое одновременно подается на преобразователь 6 аналог-код, где преобразуется в единичное напряжение, поступающее на периь»е входы элементов И 15, 16, 42 и

43, а также на один из входов анализатора 8 спектра. Сформированные на выходах анализаторов спектра 4 и 8 отклики:поступают на соответствующие входы блока 7 сравнения, на выходе которого в случае подачи на вход уст1 ройства сигнала с амплитудной моду ляцией и многопозиционной амплитуд5 167 ной манипуляцией (ИАМн) появится напряжение, а в случае сигнала с двухпозиционной амплитудной манипуляцией напряжение отсутствует. Иреобразованное напряжение с. выхода блока 7 сравнения в единичное напряжение преобразователем 9 аналог-код поступает на второй вход элемента И 15 и, инвертируясь в инверторе 12 в нулевое напряжение, — на второй вход элемента И 16. На третий вход элемента И 15 подается единичное напряжение с выхода инвертора 35, свидетельствующее о том, что входной сигнал не является многопозиционным. Таким образом, при амплитудной модуляции принимаемого сигнала единичное напряжение возникает только на выходе элемента И 15.

Если на вход устройства поступает двухпозиционный амплитудно-манипулированный сигнал, то вследствие идентичности спектров детектированного амплитудным детектором входного сигнала и сигнала с выхода блока 5 клиппирования на выходе преобразователя 9 аналог -код возникает нулевое напряжение, которое действует на втором входе элемента И 15, а также, инверткруясь в единичное напряжение в инверторе 12, действует на втором входе элемента И 16.

Таким образом, при двухпозицнонной амплитудной манипуляции принкмаемого сигнала единичное напряженке возникает только на выходе элемента И 16.

При поступлении на вход многопозиционних АМн и ЧИн сигналов на выходах частотного 1 и амплитуцного 2 детекторов возникают многоуровневые напряжения, которые через фильтры

1? и 18 нижних частот подаются на вход блока 19 квантования. Наличие блока 19 в схеме устройства обуславливается тем, что реальный сигнал искажается шумами и блок 19 принимает решение, к какому ближайшему уровню отнести амплитуду входного сигнала, искаженного шумами. С выхода блока 19 многоуровневый сигнал поступает на входы двух компараторов, входящих в состав блоков 20-24 анализа уровней сигналов.

Ба фиг.2 представлена схема блоков 20-24, которая состоит из последовательно соединенных двухпорогового компаратора 48, селектора

49 сигналов и счетчика 50. На пер7603

Bhl,"iõoäû комиара гор ч псч аа-:т; я пт>ннимаемый сигнал с в:в:ода блока i9

KBRHToB,iHè->, а на другие два входа

5 подаются напряжения Ti,"ðîão÷, определяющих значения соответствующегo уровня. Б ой>ем случае колич..:.тво двухпороговых компараторов задается числом возможных уровней t1. Горогн

1ð компараторов 48 подобраны таким образом, что каждый компаратор выдает напряжение в виде единичньм импульсов ToJIhKo при одном уровне выходного напряжения детекторов. С выходов компараторов блоков 20 к 21 динкчные напряж нкя, со -,тветствующпе голожитс. ", чым уровням, поступают на эле-мент Kii! 26. Пр;". Налкч.-:к поло>кнтельных уровней на вью-;>да элемента ИЛ 26 появляется единичное напряженке. которо.†. подается на один кз входов элемента И 29. На его второй вход по. не"ся единичное напряженке пулевого уровня с вьгода компаратора 4Г блока 2?. Таким образом, на выходе элемента И 29 возникает единичное

55 нап1>яженке прп налички Н3 Вьs.одах детекторов нулевого уровня к одного или нескольких положительных уровчей напряжения. С вь>ходов компараторов 48 блоков 23 к 24 импульсные еди." нкчные напряжения, соответству>щие отрицательным уровням, поступают на входы элемента ИК1 27. Прк кх на ниик единичное напряжение с выхода элемента ИЗЦ1 27 поступает на один из выходов элемента И 30. Иа другой сго вход поступает единичное напряженке, соответствующее. нулевому уровню с выхода компаратора блока 22. Таким образом, на выходе элемента И 30 возникает единичное напряженке при наличии на входах детекторов нулевого уровня и одного илй нескольких отрицательных ,уровней напряжения. Единичные напря жения с выходов элементов И 29 и 30

9 J ° ° подаются на элементы ИЛИ 32 и 33. Элеентом ИЗШ 32 выдается единичное напряженке при налички нулевого и положительных уровней (О,I,...,ï -1) или нулевого и отрицательных уровней 0,-1,...,-(ш-1) ; которое поступает йа вторые входы элементов И 41 и 42, а также после инвертирования в нулевое напряжение в инверторе И 35 поступает на третьи входы элементов

Ч 14 и 15 в качестве запрещающего . сигнала о наличии аналоговых АИ к

ЧИ сигналов, когда на входе устрой164? 603

55 ства появляются многоуровневые сигнал.ы. 1

Если на входе устройства действует многоуровневый частотно-манипулированный (МЧМн) сигнал, то единичное напряжение с выхода преобразователя 3 аналог-код, соответствуюmee признаку — наличие ЧМ, действует на первом входе элемента И 41. На ! третий вход элемента подается единичное напряжение с выхода инвертора 44, соответствующее отсутствию на входе устройства парциальна-кодированных сигналов. Таким образом, при многопозиционной частотной манипуляции принимаемого сигнала единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 41.

Рсли на входе устройства появляется многоуровневый МАМн. сигнал, то единичное напряжение с выхода преооразователя 6 аналог-код (соответствующее признаку — наличие AN), действует на первом входе элемента

ИЛИ 42. На его втором входе действует единичное напряжение с выхода элемента ИЛИ 32, соответствующее положительному или отрицательному многоуровневому сигналу, B на третьем входе действует единичное напряжение с выхода элемента И 43, соответствующее отсутствию на входе устройства парциально-кодированных сигналов. Таким образом, при многопозиционной амплитудной манипуляции принимаемого сигнала единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 42.

При поступлении на вход многапозиционных сигналов на выходе двухпороговых компараторов соответствующих уровней блоков 20-24 формируется напряжение в виде единичных импульсов. Дпительность и период повторе" ния выходных импульсов каждого компаратора равны длительности и периоду повторения данного уровня. Выходные единичные импульсы компараторов поступают на первые входы селекторов 49 блоков 20-24, на вторые входы которых поступают счетные импульсы с выхода генератора 39 импульсов.

Счетные импульсы достигают выхода данного селектора только во время действия на его первом входе выходных единичных импульсов компараторов.Число прошедших счетных импульсов через каждый селектор 49, таким образом, находится в прямой зависимости от длительности и периода повторения соответствующего уровня.

Отселектированные по соответствующим уровням счетные импульсы поступают на счетчики блоков 20-24 и изменяют их состояние при низком уровне импульсов считывания, которые посту- . пают на вторые входы счетчиков с выхода формирователя 46 импульсов считывания. Импульсы считывания, имеющие период повторения, соответствующий доверительному интервалу измерения, формируются путем деления тактовых импульсов, поступающих с выхода синхрогенератара 36, которым одновременно осуществляется синхронизация генератора 39 импульсов.

Число счетных импульсов, измеряемых каждым счетчиком за интервал времени, есть не что иное как оценка плотности вероятности данного уровня. Кодовые слова, соответствующие оценкам плотности вероятности отдельных уровней, считываются в блок 37 сравнения. Сигналами на считывание являются передние фронты им-, пульсов считывания, которые подаются на вторые входы счетчиков 50 блоков

20-24. Синхронно с поступлением кодовых слав, соответствующих измеренным ансамблям плотностей вероятностей уровней, на блок 37 сравнения поступают кодовые слова априорно известных эталонных ансамблей плотности вероятности уровйей с выхода блока 45 памяти.

Считывание кодовых слов эталонных ансамблей плотности вероятности уровней также осуществляется импульсами считывания. Б блоке 37 сравнения производится сравнение измеренных и эталонных ансамблей плотности вероятности. Блок 37 формирует на своем выходе единичное напряжение в случае, если произошло совпадение измеренного и эталонного ансамблей, что имеет место при наличии парциальнокодированных ПК МЧМн м ПК МАМн сигналов и нулевое напряжение при отсут« ствии совпадения, что имеет место при многопозиционных сигналах без применения парциалъного кодирования.

Блок 37 сравнения состоит из набора компараторов (число которых определяется числом возможных уровней), выбор которых осуществляется блоком 38 управления ° Блок 38 управ—

1647603 ления состоит из счетчика и дешиф, ратора. Схемы блоков 37 н 38 показаны на фиг.3, на которых символами А -А обозначены последовательи

5 ности кодовых слов измеренных ансамблей.плотности вероятности уровней а символами 3 -3 — последоваЭ и тельности кодовых слов эталонных уровней.

Если иа входе устройства появляется многопозиционный парциальнокодированиьп1 ПК ИЧИн сигнал, то единичное напряжение с выхода преобразователя 3 аналог-код, являющегося признаком наличия ЧИ, действует на первом входе элемента И 40. На втором его входе действует единичное напряжение с выхода элемента И 33, являющееся признаком наличия многоуровневого сигнала вида (-(m-1),..., -2, -1,0, f,2,...,(m-1) и на третьем входе действует единичйое напряжение с выхода блока 37 сравнения, являющегося признаком парциально-кодиро" 25 ванных сигналов.

Таким образом, при парциально-кодированном многопозиционном частотно-манипулированном сигнале единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 40..

Если на входе устройства появляется многопозиционный парциально-кодированный ПК ИАИн сигнал, то единичное напряжение с выхода преобразователя 6 аналог-код, являющееся при35 знаком наличия AN действует на вход элемента И 43, на второй вход которого действует единичное напряжение с выхода элемента И 33, являющееся при- 4О знаком многоуровневого сигнала вида (и1) у ° ° ° y2» 1 уОу1 2у ° в ° у(н1) у и на третьем входе действует единичное напряжение с выхода блока 37 сравнения. 45

В устройстве для выделения тактовой синхронизации применяют схему выделения тактов с нелинейным фильтром,состоящим из последовательно включенных дифференцирующего элемента 25, квадратора 28, полосового филь тра 31, блока ФАПЧ 31. ФАПЧ используется для сужения полосы пропускания и улучшения формы сигнала.Для восстановления тактового сигнала используется синхронизируемый по фазе генератор 36.

Таким образом, при парциально-кодированных многопоэиционных амплитудно-манипулированных сигналах единичное напряжение появляется только на выходе элемента И 43.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает распознавание радиосигналов не только с амплитудной модуляцией и манипуляцией, частотной модуляцией и манипуляцией, но и цифровых сигналов радиосвязи, широко используемых в современных цифровых системах передачи данных многопозиционных сигналов с амплитудной и частотной модуляцией и парциально-кодированных сигналов с амплитудной и частотной манипуляцией, а также повышает достоверность распознавания за счет распознавания

ДВУХ ПОЗИЦНОННЫХ И МНОГОПО9ИЦИОННЫХ сигналОВ, Формула изобретения

1. Устройство для распознавания радиосигналов, содержащее два анализатора спектра, блок логической обработки, три преобразователя аналог-код, частотный детектор, вход которого является входом устройства, а выход подключен к одному входу первого анализатора спектра, амплитудный детектор, вход которого подключен к входу устройства, а выходк другому входу первого апализатора спектра, блок клиппирования, один вход которого подключен к выходу частотнбго детектора, а другой входк выходу амплитудного детектора,пер-вый блок сравнения, один вход которого подключен к выходу первого анализатора спектра, а другой вход через второй анализатор спектра — к выходу блока клиппирования, выходы частотого детектора, амплитудного детектора и первого блока сравнения черЕз соответствующие преобразователи ана.- . лог-код соединены с соответствующими входами блока логической Обработки, О т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса распознаваемых радиосигналов и повышения достоверности распознавания, оно содержит два фильтра нижних частот, блок квантования, пять блоков анализа уровней сигналов, второй блок сравнения, блок управления, генератор импульсов, делитель частоты, формирователь импульсов считывания, блок памяти, последовательно соединенные

1б47603

12 дифференцирующий элемент, квадратор, полосовой фильтр, блок фазовой автоподстройки частоты и синхрогенератор, а также три элемента ИЛИ, семь .элементов 11 и два инвертора, выходы блоков анализа уровней сигналов подключены к первым информационным входам второго блока сравнения, вторые информационные входы которого соединены с выходами блока памяти, а управляющие входы подключены к выходам блока управления, выходы первого и второго блоков анализа уровней сигналов соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход третьего блока анализа уровней сигналов подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы четвертого и пяТОГО блоков анализа уровней сигналов соединены с входами второго элемента

ИЛИ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с первыми входами третьего элемента ИЛИ и третьего эле- 25 мента И, второй вход которого и второй вход третьего элемента ИЛИ подключены к выходу первого элемента И, выход синхрогенератора соединен с тактовыми входами генератора импульсов, блока управления и делителя частоты, выход которого подключен к управляющему входу формирователя импульсов считывания, выход которого соединен с управляющим входом блока

35 памяти и с вторыми управляющими вхо" дами блоков анализа уровней сигналов, первые управляющие входы которых подключены к выходу генератора импульсов, выход блока квантования соединен с информационными входами блоков анализа уровней сигналов и входоМ дифференцирующего элемента, выход амплитудного детектора подключен к входу второго фильтра Нижних частот, выход которого и выход первого фильтра нижних частот соединены с входом блока квантования, выход частотного детектора подключен к входу первого фильтра нижних частот, выход второго блока сравнения соединен с первь|м входом четвертого элемента И, вторым входом седьмого элемента И и входом второго инвертора, выход которого подключен к вторым входам пятого и шестого элементов И, вь!ход третьего элемента И соединен с вторым входом четвертого элемента И первым входом седьмого элемента И, выход первого преобразователя аналог-код подключен к третьим входам четвертого и пятого элементов II, выход третьего элемента HJIH соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И и входом первого инвертора, выход которого подключен к дополнительным входам блока логической обработки, выход второго преобразователя аналогкод соединен с третьими входами шестого и седьмого элементов И, выходы четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым дополнительными выходами устройства.

2. Устройство по п.3 о т л ич а ю щ е е с я тем, что блоки анализа уровней сигналов содержат двух" пороговый комнаратор, селектор сигналов и счетчик, выход которого является выходом блока, информационным входом которого является информа- ционный вход двухпорогового компаратора,выход которого соединен с информационным входом селектора сигналов, управляющий вход которого является первым управляющим входом блока, вторым управляющим входом которого является управляющий вход счетчика, счетный вход которого подключен к выходу селектора сигналов.

1647603

1647603

Составитель T.Íè÷èïîðîâè÷

Редактор Н,Гунько Техред Л,0лийньк Корректор Л.Патай

Заказ 1402 Тираж 395 Подписное

ВНИИПЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно"издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101