Способ совместной обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах



Способ совместной обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах
Способ совместной обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах
Способ совместной обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах

 


Владельцы патента RU 2507589:

Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ (RU)

Способ совместной обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах, относится к радиотехнике, телеизмерительной технике. Технический результат - сокращение потерь телеизмерений, связанных с пороговым эффектом приемной аппаратуры, возникающем при неблагоприятных условиях приема на пространственно разнесенных измерительных средствах. Такой результат достигается тем, что способ предполагает формирование обобщенного массива данных, на основе совместной обработки сигналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах способом фиксации мгновенных значений квадратурных составляющих сигнала промежуточной частоты, до решающих устройств, что позволит получить в результате совместной обработки улучшение соотношения сигнал-шум на входе решающего устройства. 3 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике, телеизмерительной технике и может быть использовано при приеме, регистрации и совместной обработке телеметрических сигналов с временным разделением каналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах способом фиксации мгновенных значений квадратурных составляющих сигнала промежуточной частоты.

Известен способ разнесенного приема, заключающийся в троекратном повторении каждого разряда сообщения при передаче и регистрации того разряда, который был принят хотя бы два раза из трех [1].

Наиболее близким техническим решением является способ разнесенного приема, заключающийся в приеме неоднократно повторенного сообщения телеизмерения и регистрации сообщения, принятого большее число раз, чем все другие [2].

Недостатком известных способов совместной обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов является то, что совместная обработка зарегистрированных сигналов осуществляется после выполнения процедур детектирования, синхронизации и демодуляции, что в условиях низких соотношений сигнал-шум на входах приемных устройств приводит к возникновению большого числа аномальных погрешностей в результате некачественной работы решающих устройств (неуверенной работы) на всех измерительных средствах. Такие участки характеризуются большим числом отбраковываемых выборок (участками частичной потери телеметрической информации).

Для устранения указанного недостатка необходима реализация технологии формирования обобщенного массива данных, на основе совместной обработки сигналов принимаемых на пространственно разнесенных измерительных средствах, до решающих устройств, что позволит получить в результате совместной обработки улучшение соотношения сигнал-шум на входе решающего устройства и, как следствие, сокращение потерь телеметрических данных.

Требуемый технический результат заключается в сокращении потерь телеизмерений, связанных с пороговым эффектом приемной аппаратуры, возникающем при неблагоприятных условиях приема на пространственно разнесенных измерительных средствах.

Указанный технический результат достигается тем, что совместная обработка данных, зарегистрированных способом регистрации и обработки телеметрического сигнала с временным разделением каналов на различных измерительных средствах и представляющих дискретные отсчеты синфазной z c q и квадратурной z s q , амплитуд принимаемого телеметрического сигнала при достаточно медленных его замираниях, осуществляется путем реализации принципов когерентного сложения, который предполагает выполнение операции компенсации разности фаз Δφq между сигналами, зарегистрированными в разных каналах разнесения, и умножение на весовые коэффициенты µq, которые характеризуют зависимость изменения амплитуды сигнала от изменения коэффициента передачи в каждом q-ом канале. Оценка параметров Δφq и µq, при реализации алгоритма совместной обработки данных, зарегистрированных на различных измерительных средствах, осуществляется на основе обработки совокупности служебных сигналов, используемых при формировании группового телеметрического радиосигнала с временным разделением каналов. Приведение в соответствие данных, зарегистрированных на различных измерительных пунктах и относящихся к одному и тому же сообщению, необходимо осуществлять по правилу максимума функции взаимной корреляции, которая вычисляется на основе совместной обработки данных, полученных в различных каналах разнесения. Максимум полученной функции будет характеризовать момент, соответствующий совпадению данных, зарегистрированных в различных каналах разнесения.

Реализация совместной обработки данных может быть представлена выражением

R x = [ q = 1 Q μ q ρ c  x q ] 2 + [ q = 1 Q μ q ρ s  x q ] 2 ,                             ( 1 )

где ρ c , s x q - квадратурные составляющие огибающей корреляционной функции, полученные с учетом компенсации разности фаз Δφq.

Для получения квадратурных составляющих необходимо выполнить следующий алгоритм

ρ c  x q = n = 1 N к а н s n x ( z c  n q cos Δ ϕ 0 q + z s  n q sin Δ ϕ 0 q ) и ρ s  x q = n = 1 N к а н s n x ( z s  n q cos Δ ϕ 0 q z c  n q sin Δ ϕ 0 q ) ,    ( 2 )

где s n x - выборка сигнала, соответствующего значению х параметра u;

z c , s n q - данные в q-ом канале разнесения, соответствующие дискретным значениям квадратурных составляющих принимаемого сигнала, относящихся к одному и тому же интервалу времени, где n=1,…,Nкан,

Δ ϕ 0 q - фазовый сдвиг между 1-ым и q-ым каналом разнесения.

Для определения данных, соответствующих одному и тому же временному интервалу Δtjr (где j - номер кадра, а r - номер канала), в качестве объекта анализа целесообразно использовать последовательность данных { R k 2 } , полученную на основании реализации способа регистрации и обработки телеметрического сигнала с временным разделением каналов при восстановлении временной структуры зарегистрированных данных, отражающих дискретные значения огибающей взаимной корреляционной функции принимаемого сигнала и эталонного синхросигнала. Данная зависимость выражает только энергетические характеристики случайных процессов и не зависит от неопределенности начальных фаз регистрируемых сигналов в каждом канале разнесения.

Для выделения массивов данных, соответствующих одним и тем же интервалам необходимо найти максимум функции взаимной корреляции (ФВК), которая определяется согласно выражения

K d q = 1 K D k = 1 K D { ( R k 1 ) 2 M [ ( R k 1 ) 2 ] } { ( R k + d q ) 2 M [ ( R k + d q ) 2 ] } ,             ( 3 )

где K d q - дискретное представление ФВК между первым и q-ым каналом разнесения;

d=0,1,2,…,D - число ординат ФВК.

Максимум корреляционной функции K d q будет характеризовать сдвиг, при котором данные, зарегистрированные в первом канале, соответствуют данным в q-ом канале разнесения. Это позволит сформировать множества { z n q } , соответствующие одному и тому же временному интервалу Δtjr (канальному интервалу).

При осуществлении предлагаемого способа совместной обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах, выполняют следующие операции.

1. Вычисление ФВК, на основании полученных зависимостей ( R k q ) 2 при реализации способа регистрации и обработки телеметрического сигнала с временным разделением каналов при восстановлении временной структуры зарегистрированных данных в каждом канале разнесения q (фиг.1)

K d q = 1 K D k = 1 K D { ( R k 1 ) 2 M [ ( R k 1 ) 2 ] } { ( R k + d q ) 2 M [ ( R k + d q ) 2 ] }

где K d q - дискретное представление ФВК между первым и q каналом разнесения;

d=0,1,2,…,D - число ординат ФВК.

2. Определение сдвига d при котором ФВК K d q , имеет максимум, характеризующий соответствие данных зарегистрированных в первом канале разнесения, данным, зарегистрированным в q-ом канале (нулевой сдвиг между сигналами, зарегистрированными в разных каналах) (фиг.2).

3. Формирование из зарегистрированных данных { z k q } с учетом реализации оператора восстановления временной структуры зарегистрированных данных и определения фазовых соотношений между данными, зарегистрированными в различных каналах разнесения q, множеств Z Δ t j r q = { z n q } , где n=1,2,…Nкан - данные, принадлежащие одному и тому же элементу сообщения в q-ом канале разнесения, т.е. соответствующие временному интервалу Δtjr.

4. Вычисление, на основании априорных сведений о структуре телеметрического сигнала, оценок фазовых сдвигов Δφq в различных каналах разнесения и весовых коэффициентов µq, характеризующих изменение амплитуды принимаемого сигнала в зависимости от изменения коэффициента передачи.

5. Вычисление функциональных зависимостей (фиг.3), отражающих квадратурные составляющие корреляционного интеграла с компенсацией фазовых сдвигов, в соответствии с выражением

ρ c  x q = n = 1 N к а н s n x ( z c  n q cos Δ ϕ 0 q + z s  k q sin Δ ϕ 0 q ) и

ρ s  x q = n = 1 N к а н s n x ( z s  n q cos Δ ϕ 0 q + z c  k q sin Δ ϕ 0 q ) ,

где s n x - выборка сигнала, соответствующая значению X параметра ujr;

Δ ϕ 0 q - фазовый сдвиг между 1-ым и q-ым каналом разнесения.

6. Вычисление зависимости, соответствующей дискретным значениям огибающей функции взаимного корреляционного интеграла между зарегистрированным сигналом и эталонным сигналом,

R x = [ q = 1 Q μ q ρ c  x q ] 2 + [ q = 1 Q μ q ρ s  x q ] 2

по всем возможным значениям x.

7. Определение значение параметра ujr, соответствующее максимальному значению функции Rx.

Предлагаемый способ регистрации и обработки телеметрического сигнала с временным разделением каналов обеспечивает получение указанного технического результата - сокращении потерь телеизмерений, связанных с пороговым эффектом приемной аппаратуры, возникающем при неблагоприятных условиях приема на пространственно разнесенных измерительных средствах.

Изложенные выше сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- предлагаемый способ предназначен для использования в промышленности, а именно в радиотехнике, в частности, в станциях приема, регистрации и обработки телеметрической информации;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимых пунктах изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость".

ЛИТЕРАТУРА

1. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. - М.: Сов. радио, 1963, с.340.

2. Мановцев Л.А. Введение в цифровую радиотелеметрию. - М.: Энергия, 1967, с.295.

Способ совместной обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах, заключающийся в том, что совместную обработку данных, зарегистрированных способом регистрации и обработки телеметрического сигнала с временным разделением каналов на различных измерительных средствах и представляющих дискретные отсчеты синфазной и квадратурной составляющих принимаемого телеметрического сигнала при достаточно медленных его замираниях, осуществляют путем реализации принципов когерентного сложения, который предполагает выполнение операции компенсации разности фаз между сигналами, зарегистрированными в разных каналах разнесения, и умножение на весовые коэффициенты, которые характеризуют зависимость изменения амплитуды сигнала от изменения коэффициента передачи в каждом канале разнесения, отличающийся тем, что формирование обобщенного массива данных, на основе совместной обработки сигналов, зарегистрированных на пространственно разнесенных измерительных средствах способом фиксации мгновенных значений квадратурных составляющих сигнала промежуточной частоты, осуществляют до решающих устройств.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по цифровым каналам связи. .

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в телеметрии и для передачи данных по каналам связи. .

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по дискретным каналам связи. .

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по цифровым каналам связи. .

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по дискретным каналам связи. .

Изобретение относится к телеметрии, технике связи, а также к системам передачи информации по цифровым каналам связи. .

Изобретение относится к телеметрии, технике связи, а также к системам передачи информации по цифровым каналам связи. .

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по дискретным каналам связи. .

Изобретение относится к телеметрии. .

Изобретение относится к передачи данных процесса от полевого устройства в центр управления процессом. .

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи информации по цифровым каналам связи. Технический результат - повышение помехоустойчивости системы синхронизации средств измерений и передачи информации, минимизация вероятности ложных выходов из синхронизма за счет сбоев при приеме информации, уменьшение вероятности ложного поиска синхронизма за счет случайной имитации сигнала синхронизации в принятом цифровом групповом сигнале; уменьшение времени установления режима синхронизации передаваемых и принимаемых сигналов. Для этого осуществляют выбор сигнала синхронизации (СС), состоящего из трех кодовых конструкций и организуют три параллельных канала обработки. В первом канале осуществляют согласованную корреляционную обработку кодовых последовательностей, состоящих из nk бит, с целью идентификации СС в целом. Во втором канале определяют наличие признаков СС среди анализируемых кодовых конструкций на основе корреляционной обработки (nk/2-1) символов с добавленным символом контроля четности бит «0», находящихся в средине исходного СС. При этом первые nk/4 символа «0» СС и последние его nk/4 символа «1» используют для уменьшения вероятности ложного опознания СС и повышения достоверности нахождения истинного СС. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 7 табл.

Группа изобретений относится к телеметрии. Технический результат заключается в реализации принципов адаптации телеметрических систем, проявляющихся в обеспечении возможностей мониторинга по получаемой информации нештатных ситуаций, требующих повышения помехоустойчивости системы синхронизации, изменения разрядности данных, структур сообщений в групповом сигнале, частоты опроса параметров в условиях следующих ограничений: на точностные характеристики результатов измерений, на спектрально-энергетические показатели каналов связи, время получения и передачи измерительной информации в условиях различного рода помех. Он достигается тем, что реализуют следующие возможности способа: 1) сжатое представление результатов телеизмерений в групповом сигнале; 2) замена несодержательной информации на избыточные символы помехоустойчивых кодов; 3) изменение частот опроса информационно-значимых телеметрируемых параметров и разрядности представления результатов телеизмерений; 4) замена существующих синхросигналов на составные шумоподобные кодовые конструкции двойного назначения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретения относятся к способу и системе для программирования универсального пульта дистанционного управления. Техническим результатом является автоматическое генерирование макрокоманд для универсального пульта дистанционного управления из последовательности команд, выполненных пользователем посредством исходного пульта дистанционного управления. Способ программирования универсального пульта дистанционного управления заключается в том, что выполняется запрос пользователя на выполнение последовательности команд, содержащей более одной команды из исходного пульта дистанционного управления, для управления устройством (306). Команды из вышеупомянутой последовательности захватываются и анализируются (308). Проанализированные команды сопоставляются с кодовым набором или ветвями базы данных кодового дерева (310). Последовательность команд используется для генерирования макрокоманды для выполнения действия, в котором принимает участие устройство (316). 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу и системе передачи информации. Технический результат заключается в повышении достоверности передаваемой информации. Для этого осуществляют преобразование двоичного кода в две последовательности логического троичного кода с символами S0, S1, S2 и Т0, T1, Т2, при этом на первом этапе модуляции первую последовательность сигналов S0, S1, S2 представляют в виде амплитудно-импульсной модуляции (АИМ3), а вторую Т0, Т1, Т2 - в виде широтно-импульсной модуляции (ШИМ3). Затем на втором этапе модуляции сигнала, передаваемого по каналу связи, АИМ3 преобразуют в частотную модуляцию (ЧМ3), а амплитуду частотно-модулированных колебаний ставят в соответствие со значениями символов S0, S1, S2 троичного кода. При этом три фиксированные длительности ШИМ3, преобразуют в бинарную фазовую модуляцию Ф М 2 ( 3 ) , при которой в моменты изменения длительности ШИМ меняют фазу несущей частоты с комбинированной модуляцией ЧМ3+АМ3 на 180°. На приемной стороне для демодуляции сформированного на передающей стороне сигнала, помимо частотного и фазовых демодуляторов в каждом из каналов выделения частотных составляющих принимаемого сигнала, используют амплитудный демодулятор, полученные результаты амплитудной демодуляции сравнивают с данными, полученными частотным и фазовым демодуляторами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к телеметрии и может быть использовано в системах передачи данных по каналам связи при летных испытаниях ракетно-космической техники. Технический результат заключается в обеспечении сжатия данных телеизмерений на синтаксическом - битовом уровне при уменьшении погрешностей квантования телеметрируемых параметров (ТМП) и повышении помехоустойчивости передачи сообщений. В способе и системе осуществляют многошкальные измерения, когда один и тот же информационно-значимый ТМП приходилось представлять и передавать в нескольких шкалах измерений, например в грубой и точной, при этом исключают эффект «зашкаливания» значений ТМП в нештатных и аварийных ситуациях, поскольку заранее выбранные шкалы телеизмерений не будут соответствовать реальным их значениям, полученным в ходе летного эксперимента. На передающей стороне слова-измерения преобразуют в образы-остатки путем операций, эквивалентных делению их значений на выбранные определенным образом числа, представляющие собой модули сравнения, из образов-остатков формируют новые информационные слова и расставляют их в уплотненном цифровом групповом телеметрическом сигнале в определенной последовательности по отношению к сигналам синхронизации, сформированный из образов-остатков цифровой уплотненный групповой телеметрический сигнал подвергают последующей модуляции и передаче, а на приемной стороне принимают полученную последовательность переданных символов двоичного кода, формируют восстановленную последовательность информационных слов и осуществляют их обработку с целью восстановления первоначальных результатов измерений с исправлением ошибок передачи и оцениванием достоверности полученной информации. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к системам передачи информации по цифровым каналам связи. Технический результат заключается в обеспечении помехозащищенности передаваемой информации за счет структурно-алгоритмического преобразования (САП) результатов телеметрии, в обеспечении контроля и исправления ошибок. На передающей стороне каждое из значений слов-измерений, умноженных на первый модуль сравнения, представляют образами-остатками, найденными путем операций, эквивалентных делению полученного результата умножения на значение второго модуля сравнения, в качестве которого используют шкалу представления Ш = 22n. При приеме используют два алгоритма декодирования, условно называемых «жесткий», являющийся универсальным, и «мягкий», использование которого обеспечивает обнаружение и исправление ошибок передачи. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к телеметрии, радиотехническим системам измерений, технике связи и может быть использовано для обеспечения синхронизации за минимальное время передаваемых и принимаемых сообщений и сигналов в условиях помех. Технический результат состоит в повышении помехозащищенности процесса выделения и идентификации сигнала синхронизации в условиях помех. Осуществляют выбор сигнала синхронизации (СС), состоящего из трех равных по длине (разрядности представления) кодовых конструкций (ККi, i=1, 2, 3), при этом используют четыре параллельных канала обработки: в первом канале определяют символьную автокорреляционную функцию (АКФ) для последовательно поступающих символов цифрового группового сигнала по отношению к символам идентичной копии синхро-слова, хранящейся в блоке памяти на приемной стороне, во втором, третьем и четвертом каналах обработки определяют АКФ, в результате суммирования которых получают сверхидеальный код Баркера, сравнивают значения полученных АКФ с установленными пороговыми уровнями, по результатам сравнения идентифицируют СС, в том числе и искаженный помехами при передаче. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх