Способ оценки частоты несущего колебания устройства преобразования сигналов

Авторы патента:

G06F17/14 - преобразования Фурье, Уолша или аналогичные преобразования

Владельцы патента RU 2429532:

Липилин Олег Владимирович (RU)

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам точной оценки радиочастоты. Способ включает синхронное накопление, спектральный анализ и процедуру принятия решения. Диапазон расхождения радиочастот разбивается на несколько поддиапазонов. Количество поддиапазонов выбирается исходя из требуемой точности оценки. Синхронное накопление сигнала на входе устройства преобразования сигналов (УПС) выполняется параллельно для средних частот каждого поддиапазона. После накопления находятся коэффициенты прямого дискретного ортогонального преобразования для каждого поддиапазона. Для каждого поддиапазона определяется отношение максимального коэффициента этого поддиапазона к максимальному коэффициенту разложения в спектре несущего колебания УПС. Решение о том, в каком поддиапазоне находится несущая частота колебания УПС, принимается по максимальному значению полученных отношений для всех поддиапазонов. Технический результат заключается в повышении точности оценки частоты несущего колебания УПС.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам точной оценки радиочастоты, частоты несущего колебания устройства преобразования сигналов (УПС), анализа спектра и т.п. Преимущественной областью предложенного изобретения являются системы радиоразведки устройств передачи информации при оценке первичных параметров сигнала.

Известно устройство для измерения несущей частоты радиосигналов (патент RU №2303786), основанное на компенсации смещения в оценке частоты, обусловленной действием шума с равномерным энергетическим спектром, за счет итерационной обработки фазы несущего колебания радиосигнала.

Указанное устройство применяется для измерения частоты радиосигналов с точностью ±0,01 МГц, что недопустимо для оценки отклонения частоты несущего колебания УПС.

Из известных наиболее близкими по технической сущности являются способ оценки параметров сигнала и устройство для реализации способа (патент RU 2351005), включающий в себя спектральный анализ, выполняемый в два этапа. На первом этапе выполняются вычисление и анализ собственных чисел и собственных векторов корреляционной матрицы сигнала. На втором этапе выполняются вычисление и анализ весовых коэффициентов, обратно пропорциональных соответствующим собственным числам корреляционной матрицы сигнала.

Использование описанного в патенте RU 2351005 способа позволяет обеспечить точность оценки радиочастоты в спектре на входе радиоприемника менее 10% при соотношении сигнал-шум q<0 дБ. Однако в некоторых случаях требуется провести оценку частоты несущего колебания на входе УПС при неизвестной величине рассинхронизации радиостанций за ограниченный интервал времени.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении точности оценки частоты несущего колебания УПС.

Предложенный технический результат достигается тем, что предложен способ оценки частоты несущего колебания сигнала УПС, включающий синхронное накопление и спектральный анализ синхронно накопленного сигнала, согласно предлагаемому способу синхронное накопление отсчетов сигнала смеси несущего колебания и помехи на входе УПС выполняется параллельно для нескольких поддиапазонов частот в диапазоне расхождения радиочастот, далее для каждого накопленного сигнала выполняется ортогональное дискретное разложение, находятся отношения коэффициентов разложения, по которым принимается решение.

Способ осуществляется следующим образом. Оценка параметров сигналов на выходе радиостанции (на входе УПС) выполняется в два последовательных этапа. На первом этапе производится синхронное накопление отсчетов сигнала смеси несущего колебания и помехи на входе УПС. На втором этапе выполняется спектральный анализ синхронно накопленного сигнала смеси.

Диапазон расхождения радиочастот разбивается на несколько поддиапазонов. Количество поддиапазонов выбирается исходя из требуемой точности оценки. Синхронное накопление сигнала на входе УПС выполняется параллельно для средних частот каждого поддиапазона. Синхронное накопление на заданной частоте выполняется путем суммирования отсчетов входного сигнала, отстоящих друг от друга на величину, кратную периоду заданной частоты. Поэтому для каждого поддиапазона выбирается своя частота дискретизации. После накопления для каждого поддиапазона вычисляется вектор коэффициентов прямого дискретного ортогонального преобразования для сигнала, накопленного для средней частоты каждого поддиапазона. Затем для каждого вектора определяется отношение коэффициента для средней частоты поддиапазона к максимальному коэффициенту среди остальных коэффициентов этого же вектора. В итоге формируется вектор отношений коэффициентов поддиапазонов. Решение о том, в каком поддиапазоне находится несущая частота колебания УПС, принимается путем определения максимальной величины в векторе отношений коэффициентов.

Было выполнено моделирование на ЭВМ способа оценки частоты несущего колебания УПС со следующими исходными данными:

- диапазон расхождения радиочастот 600 Гц (от 1500 до 2100 Гц при номинальном значении частоты несущего колебания УПС 1800 Гц);

- ширина поддиапазонов 25 Гц;

- фактическое значение частоты несущего колебания УПС 1545 Гц;

- соотношение сигнал-шум 0,5;

- длительность анализируемого отрезка смеси несущего колебания УПС и аддитивного белого шума 26 мс.

Значение измеренной частоты несущего колебания составило 1550 Гц. Погрешность измерения составила 5 Гц или 0,3%.

Таким образом, предложенный способ позволяет провести оценку частоты несущего колебания УПС за ограниченное время и повысить точность оценки частоты несущего колебания УПС до 5% при соотношении сигнал-шум менее 0 дБ.

Способ оценки частоты несущего колебания устройства преобразования сигналов (УПС) за ограниченное время, включающий спектральный анализ, отличающийся тем, что синхронное накопление отсчетов сигнала смеси несущего колебания и помехи на входе УПС выполняется параллельно для нескольких поддиапазонов в диапазоне расхождения радиочастот, далее для каждого накопленного сигнала выполняется ортогональное дискретное разложение, находятся отношения коэффициентов разложения, по которым принимается решение о том, в каком поддиапазоне находится частота несущего колебания УПС.

Снижение ошибок в ходе вычисления обратного дискретного косинусного преобразования // 2419855

Изобретение относится к способам и устройствам для сжатия информации. .

Эффективные аппроксимации с фиксированной запятой прямого и обратного дискретных косинусных преобразований // 2417423

Обратимое преобразование для сжатия двумерных данных с потерями и без потерь // 2413983

Изобретение относится к блочному основанному на преобразовании сжатию цифрового мультимедиа. .

Обратимая двумерная предварительная и постфильтрация для перекрывающегося биортогонального преобразования // 2412473

Изобретение относится к сжатию цифровых мультимедийных данных с использованием перекрывающегося преобразования. .

Способ размещения отсчетов быстрого преобразования фурье в памяти данных // 2388076

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении параллельных вычислительных систем. .

Способ определения структуры и демодуляции сигнала с неизвестной структурой // 2386165

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для целей радиоконтроля, согласованной фильтрации преднамеренных помех, скрытого определения характеристик источников радиоизлучения и для демодуляции сигнала с неизвестной структурой.

Демодуляция поддиапазонов для основанных на ofdm систем связи // 2353065

Изобретение относится к системам связи. .

Обработка информационных сигналов посредством модификации представления в спектральном/модуляционном спектральном диапазоне // 2351006

Изобретение относится к обработке информационных сигналов и может использоваться для обработки аудиосигналов, видеосигналов или других мультимедийных сигналов. .

Способ оценки параметров сигнала и устройство для реализации способа (варианты) // 2351005

Изобретение относится к области радиотехники. .

Устройство для вычисления дискретного косинусного преобразования // 2430407

Изобретение относится к способам и устройствам для обработки данных, а именно к способам и устройствам для выполнения математических операций

Устройство для вычисления дискретизированного непрерывного вейвлет-преобразования // 2437147

Изобретение относится к области цифовой вычислительной техники и может быть использовано в специализированных устройствах для обработки и анализа сигналов с использованием непрерывного вейвлет-преобразования

Уменьшение ошибок во время вычисления обратного дискретного косинусного преобразования // 2439682

Изобретение относится к средствам сжатия графики, изображений и видеоинформации

Эффективный способ проектирования набора фильтров для mdct/imdct в приложениях для кодирования речи и аудиосигналов // 2451998

Изобретение относится к кодирующим устройствам и декодерам

Структура преобразования с масштабированными и немасштабированными интерфейсами // 2460129

Изобретение относится к средствам и методам выполнения преобразования данных

Способ цифровой рекурсивной полосовой фильтрации и цифровой фильтр для реализации этого способа // 2460130

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации с высокими требованиями к частотной избирательности выполнения фильтрации

Способ анализа электроэнцефалограмм // 2467384

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для автоматизированного исследования электроэнцефалограмм (ЭЭГ) человека

Устройство для приема дискретных сигналов // 2480839

Изобретение относится к области систем передачи и приема дискретных сигналов

Способ построения спектра n-мерных неразделимых цифровых сигналов // 2484523

Изобретение относится к области обработки n-мерных цифровых сигналов и может быть использовано для анализа и синтеза фильтров, n-мерных неразделимых цифровых сигналов, для преобразования и обработки статических и динамических изображений, стеганографии, спектрального анализа многомерных дискретных полевых структур

Эффективные аппроксимации с фиксированной запятой прямого и обратного дискретных косинусных преобразований // 2496139

Группа изобретений относится к способу и устройствам для сжатия и отображения изображения. Техническим результатом является исключение ошибок аппроксимации вычисления обратного дискретного косинусного преобразования с использованием вычислений с фиксированной запятой. Способ содержит этапы, на которых масштабируют каждый коэффициент в матрице закодированных коэффициентов с размерами 8×8 одним из множителей для формирования матрицы масштабированных коэффициентов, повторно применяют масштабированные одномерные преобразования с фиксированной точкой для преобразования матрицы масштабированных коэффициентов в матрицу преобразованных коэффициентов, сдвигают вправо преобразованные коэффициенты для формирования матрицы скорректированных коэффициентов, причем каждый скорректированный коэффициент в матрице скорректированных коэффициентов аппроксимирует соответствующее значение в матрице значений, которые можно сформировать с применением идеального двумерного обратного дискретного косинусного преобразования к матрице закодированных коэффициентов, отображают блок пикселей с размерами 8х8, причем каждый пиксель в блоке пикселей включает в себя значение компонента пикселя с учетом скорректированного коэффициента. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 12 ил., 3 табл.