Устройство обработки множества псевдошумовых сигналов



Устройство обработки множества псевдошумовых сигналов
Устройство обработки множества псевдошумовых сигналов

 


Владельцы патента RU 2403675:

Любчиков Геннадий Сергеевич (RU)

Изобретение относится к радиотехнике, к области оптимального приема псевдошумовых сигналов с помощью согласованных фильтров. Технический результат - увеличение помехозащищенности сигнала и системы в целом. Для этого радиочастотный сигнал преобразуют в область видеочастот, выделяют сигнал огибающей, дискретизируют его по времени и амплитуде на два уровня «1» и «0», записывают полученный код в регистр сдвига, динамически сравнивают с дискретно изменяемым образцом, раздельно по прямому и инверсному коду, при этом результаты сравнения суммируют с последующим снятием постоянной составляющей выходного сигнала, реализующего автокорреляционную функцию входного сигнала, производят сравнение с порогом, результат которого проходит ключевую схему, закрывающуюся на время дискретной смены кодовых комбинаций образцов, выход которой является выходом устройства. 2 ил.

 

Предложенное техническое решение предназначено для использования в радиотехнике в области оптимального приема псевдошумовых сигналов с помощью согласованных фильтров, в частности в командных радиолиниях.

В настоящее время известны способы обработки аналоговых сигналов со сжатием по спектру и длительности, а также технические решения, описывающие различные типы построения линейных и дискретных согласованных фильтров.

Способы обработки псевдошумовых сигналов при помощи дискретных согласованных фильтров широко известны и описаны в технической литературе (см., например, книгу Л.Е.Варакина. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985 г. и др.) Известны и описаны способы и устройства формирования различных ПШ последовательностей (см., например, книги А.И.Алексеева и др. Теория и применение псевдошумовых сигналов. - М.: Наука, 1967 г. и под редакцией Г.И.Тузова. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985 г. и др.) При работе известных дискретных согласованных фильтров последовательно выполняются стандартные для подобных процессов операции (Л.Е.Варакин. Системы связи с шумоподобными сигналами, стр.364, 365, рис.22.5). Непрерывное радиочастотное колебание с выхода линейной части приемного устройства переводят в область видеочастот, выделяют огибающую радиочастотного сигнала. С помощью усилителя - двустороннего ограничителя выполняют операцию дискретизации сигнала по времени и амплитуде на два уровня "1" и "0" с опросом тактовыми импульсами. Производят запись полученного кода в регистр сдвига, распайка выходов которого соответствует коду ожидаемого сигнала. С данных выходов сигналы подают на суммирующее устройство, с выхода которого после снятия постоянной составляющей выделяют автокорреляционную функцию кода, обрабатываемого в данном регистре сдвига.

Однако в рассматриваемом способе и устройстве в результате проведенного анализа выявлено два недостатка:

1. Невозможность реализации в полной мере автокорреляционной функции обрабатываемого сигнала (проигрыш относительно приема на линейный согласованный фильтр составляет более 2 дБ);

2. Возможно обрабатывать только реализацию из множества рассматриваемых псевдошумовых сигналов, определяемую распайкой выходов регистра сдвига, с которых сигналы поступают на суммирующее устройство.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению принята заявка на изобретение "Способ обработки псевдошумового сигнала и устройство для его реализации (варианты)", автор Любчиков Г.С., регистрационный №2006141281, Решение о выдаче патента на изобретение от 21.02.08, в которой удалось реализовать выделение автокорреляционной функции, следовательно, увеличить помехоустойчивость более чем на два децибела. Однако в данной заявке не решается задача обеспечения возможности обработки всех реализации кодовых комбинаций из множества ПШ-сигналов. Предложенное техническое решение заключается в расширении возможности по обработке псевдошумовых сигналов и увеличении имитозащищенности при использовании сменной структуры сигнала.

Предложен способ обработки множества псевдошумовых сигналов, согласно которому радиочастотное колебание преобразуют в область видеочастот, выделяют сигнал огибающей, дискретизируют его по времени и амплитуде на два уровня «1» и «0», полученный код записывают в n-разрядный регистр сдвига, отличающийся тем, что для формирования образцов прямого и инверсного кодов перед каждой сменой i-ой структуры селектируемого сигнала вводится подготовительный этап, на время действия которого запрещают выдачу выходного сигнала и осуществляют запись i-ой кодовой комбинации в регистр образца, автокорреляционную функцию принимаемого сигнала формируют путем снятия постоянной составляющей с результата суммирования частных результатов поразрядного динамического сравнения прямого и инверсного кодов регистра сдвига соответственно с прямым и инверсным кодами образцов. Предложено устройство реализации предлагаемого способа, включающее последовательно соединенные перемножитель, фильтр нижних частот, решающее устройство, n-разрядный регистр сдвига, суммирующее устройство и схему снятия постоянной составляющей. Решающее устройство состоит из последовательно соединенных двустороннего ограничителя и каскада совпадения с "1", выход которого соединен с D-входом первого каскада регистра сдвига, С-входы которого соединены с тактовым входом каскада совпадения с «1», отличающийся тем, что в него введены k-разрядный управляемый генератор образца псевдошумового кода, первый Q-выход которого соединен с D-входом первого каскада n-разрядного регистра образца, 2n выходов которого (Q и Q) соединены с соответствующими 2n входами первой группы схемы сравнения прямых кодов, 2n входов второй группы которой соединены с соответствующими 2n (Q и ) выходами регистра сдвига, а 2n выходов соединены с первой группой 2n входов суммирующего устройства, (, Q) выходы инверсного n-разрядного регистра сдвига соединены соответственно с 2n входами первой группы схемы сравнения инверсных кодов, вторая 2n-входовая группа которой соединена соответственно с (, Q) выходами n-разрядного регистра образца, а 2n выходов схемы сравнения инверсных кодов соединены с второй группой 2n входов суммирующего устройства, выход которого последовательно соединен со схемой снятия постоянной составляющей, пороговым устройством и ключевой схемой, управляемый вход которой соединен с вторым выходом k-разрядного генератора псевдошумового сигнала, а его выход является выходом устройства.

Предложенное изобретение поясняется чертежами:

фиг.1 - структурная схема устройства обработки множества ПШ-сигналов;

фиг.2 - временная диаграмма работы устройства обработки ПШ-сигналов. При этом используются следующие блоки: 1 - перемножитель; 2 - фильтр нижних частот; 3 - двусторонний ограничитель; 4 - каскад совпадения; 5 - регистр сдвига; 6 - регистр образца; 7 - схема сравнения прямых кодов; 8 - схема сравнения инверсных кодов; 9 - суммирующее устройство; 10 - устройство снятия постоянной составляющей; 11 - пороговое устройство; 12 - ключевая схема; 13 - генератор кода образца из множества псевдошумовых сигналов.

Устройство, реализующее способ обработки множества ПШ-сигналов, включает последовательно соединенные: перемножитель 1, фильтр нижних частот 2, решающее устройство, регистр сдвига 5, с соответствующих выходов которого формируют прямой и инверсный код, регистр образца 6, с соответствующих выходов которого формируют прямой и инверсный коды образцов, схему сравнения прямых кодов 7, схему сравнения инверсных кодов 8, 4n-входовое суммирующее устройство 9, схему снятия постоянной составляющей 10, пороговое устройство 11, ключевую схему 12, генератор кода образца из множества ПШ-сигналов 13. Решающее устройство включает дискретный ограничитель 3 и каскад совпадения с «1» 4. Вход n-разрядного регистра сдвига, построенного на D-триггерах, соединен с выходом каскада совпадения 4, а С - входы подключены к источнику опросных тактовых импульсов, Q и выходы n-разрядного регистра сдвига 5 соединены соответственно с 2n входами первой группы схемы сравнения прямых кодов 7, вторая 2n-входовая группа которой соединена соответственно с Q и выходами n-разрядного образца 6, 2n выходов схемы сравнения прямых кодов 7 соединены с первой группой входов 4n-входового суммирующего устройства 9. и Q выходы n-разрядного регистра сдвига 5, формирующие инверсный код, соединены соответственно с 2n входами первой группы схемы сравнения инверсных кодов 8, вторая 2n-входовая группа которой соединена соответственно с и Q выходами n-разрядного регистра образца 6, 2n выходов схемы сравнения инверсных кодов 8 соединены с второй группой 4n-входового суммирующего устройства 9, выход которого последовательно соединен со схемой снятия постоянной составляющей 10, пороговым устройством 11 и ключевой схемой 12, выход которой является выходом устройства. Вход регистра образца соединен с Q-выходом генератора ПШ-кода 13.

На фиг.2 представлена временная диаграмма работы устройства обработки множества ПШ-сигналов и основные операции, проводимые на этапах перезаписи образца кодовой комбинации и оптимальной обработки сигнала. На время перезаписи кода образца производится закрытие выходной схемы 12, запись кода начальной фазы в генератор кода ПШ-кода 13 и запись в регистр образца 6.

На этапе обработки входного ПШ-сигнала при помощи двустороннего ограничителя 3, каскада совпадения с «1» 4 производится дискретизация и формирование прямого кода входного сигнала, который записывается в n-разрядный регистр сдвига 5. Сигналами с выходов прямого и инверсного кодов n-разрядного регистра сдвига осуществляется динамический опрос схем сравнения прямых 7 и инверсных 8 кодов. Результаты сравнения с выходов 7 и 8 поступают на входы суммирующего устройства 9, с выхода которого после снятия постоянной составляющей блоком 10 производится сравнение выделенной корреляционной функции входного и опросного кодов с порогом блока 11. При превышении порога сигнал с выхода 11 проходит ключевую схему 12 и является выходом устройства.

Предложенный способ обработки множества ПШ-сигналов и устройство для его реализации производят оптимальную обработку ПШ-сигналов сменной структуры, что в конечном счете повышает помехозащищенность системы в целом. При постановке имитационных помех типа «мелодия» вероятность имитации снижается в базу раз.

Устройство обработки множества псевдошумовых сигналов, включающее последовательно соединенные перемножитель, фильтр нижних частот, решающее устройство, n-разрядный регистр сдвига, а также последовательно соединенные суммирующее устройство и схему снятия постоянной составляющей, при этом решающее устройство содержит последовательно соединенные двусторонний ограничитель и каскад совпадения с «1», выход которого соединен с D-входом первого каскада регистра сдвига, С-входы которого соединены с входом каскада совпадения, отличающееся тем, что в него введены k-разрядный управляемый генератор образца псевдошумового кода, Q-выход которого соединен с D-входом первого каскада n-разрядного регистра образца, 2n выходов которого (Q, ) соединены с соответствующими 2n входами первой группы входов схемы сравнения прямых кодов, 2n входов второй группы входов которой соединены с соответствующими 2n (Q, ) выходами регистра сдвига, а 2n выходов схемы сравнения прямых кодов соединены с первой группой 2n входов суммирующего устройства, (, Q) выходы инверсного кода n-разрядного регистра сдвига соединены соответственно с 2n входами первой группы входов схемы сравнения инверсных кодов, 2n-входов второй группы входов которой соединена с (, Q) выходами n-разрядного регистра образца, а 2n выходов схемы сравнения инверсных кодов соединены с второй группой 2n входов суммирующего устройства, при этом схема снятия постоянной составляющей последовательно соединена с пороговым устройством и ключевой схемой, управляющий вход которой соединен с вторым выходом k-разрядного генератора i-й реализации псевдошумового сигнала, а ее выход является выходом устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству и способу фильтрации входного сигнала временной области. .

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в системах, в которых требуется аппаратная реализация алгоритмов цифровой фильтрации сигналов, например, при оценке уровня нуля на фоне импульсных сигналов/помех или в условиях несимметричного относительно уровня нуля ограничения динамического диапазона.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения в общесистемной аппаратной среде цифровых авторегрессионных фильтров и фильтров с конечным импульсным откликом, устройств идентификации, свертки и модульных вычислений.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения в общесистемной аппаратной среде цифровых авторегрессионных фильтров и фильтров с конечным импульсным откликом, устройств идентификации, свертки и модульных вычислений.

Изобретение относится к радиотехнике, радиолокации, радионавигации и может быть использовано в системах, где требуется проводить цифровую обработку сигналов с неизвестной структурой на фоне шума.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обработки сигналов. .

Изобретение относится к цифровой технике обработки сигналов и может быть использовано для фильтрации результатов измерения веса, значения величин которого выражены цифровым кодом.

Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в широкополосных системах связи, радиолокации и радионавигации. .

Изобретение относится к области анализа сигналов, к анализу джиттера цифровых тактируемых сигналов и разложению джиттера на его составляющие. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в космических командных радиолиниях. .

Изобретение относится к устройству и способу для генерации значений субполос звукового сигнала, к устройству и способу для генерации отсчетов временной области

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов для решения задач оптимальной нелинейной фильтрации

Изобретение относится к области беспроводной связи для генерирования цифровых коэффициентов для фильтра

Изобретение относится к области обработки информации, может использоваться в цифровых системах контроля, слежения и управления различными объектами

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение при создании высококачественных радиоприемных устройств вещательного и связного назначения с целью подавления зеркального канала

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов для решения задач оптимальной нелинейной фильтрации

Изобретение относится к устройству и способу фильтрации входного сигнала временной области для получения выходного сигнала временной области, который представляет собой представление входного сигнала временной области, отфильтрованного с использованием характеристики фильтра, имеющей неравномерную амплитудно-частотную характеристику, содержит банк фильтров комплексного анализа для генерирования множества комплексных субполосных сигналов из входных сигналов временной области, множество промежуточных фильтров, причем, по меньшей мере, один из промежуточных фильтров из множества промежуточных фильтров имеет неравномерную амплитудно-частотную характеристику, при этом множество промежуточных фильтров имеют более короткую импульсную характеристику по сравнению с импульсной характеристикой фильтра, имеющего упомянутую характеристику фильтра, и, кроме того, неравномерные амплитудно-частотные характеристики множества промежуточных фильтров вместе представляют неравномерную характеристику фильтра, и банк фильтров комплексного синтеза для синтезирования выходных данных промежуточных фильтров для получения выходного сигнала временной области

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к способу оптимизации работы процессора в обрабатывающей системе вибрационного расходомера

Изобретение относится к блокам модулированных субдискретизированных цифровых фильтров, а также к способам и системам для конструирования этих блоков фильтров
Наверх