Генератор опорного псевдослучайного сигнала

 

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. Ё

СОЮЗ COBETCKHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ".-. „.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ЧАЙНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение может быть использовано помощью акустоэлектронных конвольверов, Цель изобретения — повышение структор 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:1ителя частОты, третий вход nc:стоянного (21) 4873075/21 (22) 09.10.90 (46) 30.06.93. Бюл.ЬЬ 24 (72) В.В.Артюшин и Д.Е.Грубов (56) Радиосистемы передачи информации.

Под ред.И.M.Tåïëÿêîâe. М;: Радио и связь, 1982, с.125, рис.89.

Заявка Японии М 62-22090, кл Н 03 К

3/84, 1980.

Авторское свидетельство СССР

t4 1437972, кл. Н 03 К 3/84, 1987, Нелинейные акустоэлектронные устройства и их применение. Под ред. B.Ñ.ÁOHдаренко. М.: Радио и связь, с.128, рис.79.

Журавлев В.И. Поиски синхронизация .в широкополосных системах. М,: Радио и связь, 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

„„5Q ÄÄ 1824666 А1

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 генера1 сдвига и подключен к выходу генератора .ь тактовых импульсов, введены последова- (р тельно соединенные второй делитель часто- р ты, счетчик импульсов, постоянное 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 первого

1824666 запоминающего 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 конвольвера: ЛТ -T — Т, Т, + Т,), где Т,— 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

Тл» ЬTi, требуется проводить процедуру поиска ПСС. Число шагов последовательного поиска ПСС по задержке N = hTH/ ЛТ„, где ЬТ - область временной неопределенности входного сигнала (при отсутствии априорных данных ЬТН - Тп); Л Т вЂ” шаг поиска по задержке. Оптимальное значение конвольверного ЬТШ в условиях частотновременной 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 io дискрета ПСС. Вследствие большего значения шага конвольверного поиска по задержке (в этом случае смещение сигнала опорного генератора необходиМо проверить ía 2(Tc + Т,)/3 го тактов, что приведет к существенным затратам времени) изменение фазы генерируемой ПСП на величину ЛТШ наиболее целесообразно осуществлять путем записи в регистр сдвига генератора ПСП соответствующих начальных условий. Изменение временного положения сигнала генератора прямой ПСП осуществляется с помощью второго делите1О ля частоты и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), где записаны кодовые комбинации начальных условий для всех N3 шагов поиска по задержке.

При однократном анализе области час15 тотной Л FH неопределенности входного

ЛЕн

ПСС требуется провести N< - - шагов > ш поиска по частоте, где AF — значение шага поиска. Величина Л F обычно не превосходит значения ширины полосы захвата системы фаэовой автоподстройки частоты.

При этом для когерентной обработки входного сигнала необходимо, чтобы в пределах длительности апертуры АЭК укладывалось целое число периодов колебания генератора несущей частоты fo, т.е. произведение

T fo должно быть целым числом. После каждого шага поиска по частоте следует N> шагов поиска по задержке до момента

® обнаружения входного ПСС. Смещение частоты генератора несущей на величину шага поиска Ь F осуществляется с помощью счетчика импульсов, ПЗУ, где записаны Nv цифровых эквивалентов значений управлякщих напряжений и цифроаналогового преобразователя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема заявляемого устройства, где приняты следующие обозначения:

1 — генератор тактовых импульсов (ГТИ), формирует последовательность импульсов с тактовой частотой fi, выбираемой исходя из требуемой ширины полосы ЛЕл ПСС:

45 тт Юп/2. Последовательность видеоим пульсов 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 нелинейной

ПСП, синхрониэируется импульсами генератора 1;

ПСП генератора подается на входы регистров сдвига 5 и 6. Изменение временного положения формируемой ПСП на величину шага поиска Л Тщ по задержке осуществляется путем изменения начальных условий в регистре сдвига с обратными связями ге IBратора 2. считываемых иэ постоянного запоминающего устройства 8; 824666

3 — делитель частоты. Предназна ген для деления частоты генератора 1 на и = Т,/т т.е. формирования последовательности импульсов с периодом следования, равным длительности сегмента Тс 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 Т . Число ячеек регистра дплжно быть равным базе сегмента Вc =- 1c/Lo опорного ПСС. Управление процессом запись-с итывание 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 6 в модулятор 12, при низком — наоборот, запись в регистр 6 и считывание с регистра 5.

ДЛя OGeCrle×ÅÍÈÿ Врал1ЕННОй ИНВЕРСИИ Записанных сегментов опор .ого сигнала регистр сдвига реализуется на базе реверсивных PC. Синхро.лизация работы

РСС осуществляется ил1пульс:.:ми ieнератора1;

6 рет истр сдоб а (см.бл >к 5);

7 - делитель частоты. Слу.; ит для деления авто,ы генератора 1 на В = tп/ <;, т. -л формирования пос едовательнос ь. и пульсов с периодом следования, р,:вны длительности Тл ЛСС. Дели1 ль 7 управляет процессом считыв; ния из постоянного запоминающего устройства Я кодовых кол бинаций начальных условий шагов поиска

ПСС по задержке;

8 — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), предназначено для хранения кодовых комбинаций начальных условий для

N> шагов поиска по задержке и й, цифровых эквивалентов значений управляющих напряжений для перестройки генератора i1.

Управление процессом считывания значениями шагов поиска по задержке и частоте осуществляется по сигналам делителя 7 и счетчика 9 соответственно. При обнаружении входного сиг.lBRQ 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

1 э

В

40 одном кристалле матрицу элементов памяти и схемы управления и синхронизации. Например, на основе двух микросхем статического ОЗУ К564РУ2, 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 задержi;e, формируется управляющее напряжение для блока 8, по которому происходит считывание цифрового эквивалента величины шага поиска по частоте Л Frr в блок 10;

1G — цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Служит для преобразования цифрового эквивалента значения шага поиска по частоте в аналоговый управляющий сигнал для перестройки генератора несуцей ", ", 11 — ген;-;ра ор нс -.ущей, предназначен для формирования несущей частоты ПСС и возтлох,ности О» (.зл ен IRR

i;. öürçõ о0ласти часто м н Опр деленноСт; СИгпааа В:ООтВЕтОГВИИ C уПраВЛяЮщИМ сап ряжением ЦАП Q, См щенное частоты на в=личину Л Гш может быть осуществлено, напри 1ер, подачей управляющего напряжения на варикап, включенный s задающий кон-ур генератора;

12 — л1оду; ятор. Предназначен для модуляции несущей частоты генератора 11 инвертированными во времени сегментами

ПСП,поступающими с регистров 5 и 6., аким образом устройство содержит последовательно включен ice делитель 3 и триггер 4, последовательно связанные делитель 7, счетчик 9, ПЗУ Я, ЦАП 10, генератор 11 и модулятор 12. выход которого является выходом BceI о устройства, а также генерагоры 1 и 2. регистры 5 и 6, первые входьr регистров 5 и 6 объединены и подсоединены к выходу генератора 2. в орые входы регистров 5 и 6 и ПЗУЯ объединены с входами генератора 2, делителей 3 и 7 и

iloöêriiî÷eíû к выходу генератора 1, третьи входи регис; ров 5 I1 6 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 второй

1824666

20

30

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 ПЗУ8. 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 ПЗУ8 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 flCll 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 неопределенности 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

ПЗУ8. 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 2m следующих подряд символов, в нелинейных ПСП требуется принять 2m подряд следующих элементов, где m — память последовательности.

Формула изобретения

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 последоаательно сти, вторым входом первого регистра сдвига и выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся 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 с

1824666

Составитель M. Коноваленко

Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар

Редактор С. Кулакова

Заказ 2227 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушсквя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 выходом первого делителя частоты, третий входом генератора прямой псевдослучайвход постоянного запоминающего устрой- ной последовательности, выходы nepeoro u ства соединен с выходом второго делителя второго регистров сдвига подключены к вточастоты, а второй выход соединен с вторым рому входу модулятора.