Адаптивный компенсатор помех в импульсных сигналах

Изобретение относится к области телекоммуникаций и связи, а более конкретно - к приемным устройствам, предназначенным для адаптивного подавления помех в принимаемых сигналах, и может быть использовано в технологических системах связи железнодорожного транспорта, например системах автоматической локомотивной сигнализации. Технический результат заключается в повышении коэффициента подавления помех, увеличении точности измерения сигналов, помехоустойчивости, надежности и достоверности принятия решений при уровне мощности помех, соизмеримым с уровнем мощности полезного сигнала. В адаптивный компенсатор помех дополнительно введены первый и второй блоки формирования огибающей, первый и второй блоки измерений, блок сравнения, блок управления и блок синхронизации. 6 ил.

 

Изобретение относится к области телекоммуникаций и связи, а более конкретно - к приемным устройствам, предназначенным для адаптивного подавления помех в принимаемых сигналах и может быть использовано в технологических системах связи железнодорожного транспорта, например, системах автоматической локомотивной сигнализации.

Известен адаптивный компенсатор помех, который состоит из адаптивного фильтра, имеющего два входа и один выход, и блока вычитания, имеющего два входа и один выход. Первый вход адаптивного фильтра подключен ко второму входу устройства, второй вход адаптивного фильтра подключен к выходу блока вычитания, выход которого является выходом известного устройства. Первый вход блока вычитания подключен к первому входу устройства, а второй вход - к выходу адаптивного фильтра [Б. Уидроу, С. Стирнз. Адаптивная обработка сигналов. - М.: Радио и связь, 1989. - 440 с. - см. стр. 284, рис. 12.4].

На первый вход компенсатора поступает подлежащий обработке принимаемый входной сигнал - аддитивная смесь ξ_вх1+s_вхl полезного сигнала ξ_вх1 и помехи s_вxl. Эти сигналы поступают от двух источников - источника полезного сигнала ξ_и и источника помехи s_и. На второй вход адаптивного компенсатора поступает эталонный сигнал - аддитивная смесь ξ_вx2+s_вx2 полезного сигнала ξ_вх2 и помехи s_вx2. Эти сигналы поступают от тех же подключенных к первому входу двух источников - источника полезного сигнала ξ_и и источника помехи s_и.

Полезные сигналы ξ_вх1 и ξ_вх2 поступают на первый и второй входы компенсатора от общего источника полезного сигнала ξ_и и поэтому коррелированы. Помехи s_вxl и s_вx2 поступают на первый и второй входы компенсатора от общего источника помехи s_и и также коррелированы. Для обеспечения работоспособности известного адаптивного компенсатора помех необходимо, чтобы полезный сигнала ξ_и и помеха s_и были некоррелированными.

Недостатком описываемого устройства является малый коэффициент μ подавления помехи из-за частичного попадания полезного сигнала на второй вход компенсатора.

В этом случае в адаптивном компенсаторе помех из суммы полезного сигнала и помехи ξ_вх1+s_вх1 на первом входе вычитается не только помеха на втором входе, но и присутствующий там полезный сигнал. Таким образом, на первом входе подавляется не только помеха, но и частично полезный сигнал, что уменьшает отношение средних нормированных мощностей полезного сигнала и помехи на выходе компенсатора помех, и соответственно уменьшает коэффициент μ подавления помехи.

Коэффициент μ_и подавления помехи на первом входе описываемого адаптивного компенсатора определяется следующим образом:

Добиться полного отсутствия полезного сигнала ξ_вх2 на втором входе адаптивного компенсатора практически невозможно, что ограничивает величину коэффициента μ_и в известном адаптивном компенсаторе помех.

Известен адаптивный компенсатор помех, имеющий первый и второй входы и один выход, и содержащий перестраиваемый фильтр, сигнальный вход которого подключен ко второму входу адаптивного компенсатора помех, блок вычитания, первый вход которого подключен к первому входу адаптивного компенсатора помех, второй вход блока вычитания подключен к выходу перестраиваемого фильтра, а выход блока вычитания подключен к выходу адаптивного компенсатора помех, вычислительное устройство, вход которого подключен к выходу блока вычитания, блок выделения пауз и буферная память, причем блок выделения пауз содержит квадратор, интегратор и пороговый элемент, и вход квадратора является входом блока выделения пауз и подключен к первому входу адаптивного компенсатора помех, а выход квадратора подключен к входу интегратора, выход которого подключен к входу порогового элемента, выход которого является выходом блока выделения пауз и подключен к управляющему входу буферной памяти, каждый информационный вход группы информационных входов которой подключен к соответствующему управляющему выходу группы управляющих выходов вычислительного устройства, а каждый информационный выход группы информационных выходов буферной памяти подключен к соответствующему управляющему входу группы управляющих входов перестраиваемого фильтра. [Патент на полезную модель №100865, МПК Н04В 1/10 опубликованный 27.12.2010, Бюл. №36, авторы Засов В.А., Тарабардин М.А., Никоноров Е.Н.]

На первый вход компенсатора поступает подлежащий обработке принимаемый входной сигнал - аддитивная смесь ξ_вх1+s_вх1 полезного сигнала ξ_вх1 и помехи s_вх1. Эти сигналы поступают от двух источников - источника полезного сигнала ξ_и и источника помехи s_и.

На второй вход адаптивного компенсатора поступает эталонный сигнал - аддитивная смесь ξ_вx2+s_вx2 полезного сигнала ξ_вх2 и помехи s_вx2. Эти сигналы поступают от тех же подключенных к основному входу двух источников - источника полезного сигнала ξ_и и источника помехи s_и.

Полезные сигналы ξ_вх1 и ξ_вх2 поступают на первый и второй входы компенсатора от общего источника полезного сигнала и поэтому коррелированны. Помехи s_вх1 и s_вx2 поступают на первый 1 и второй 2 входы компенсатора от общего источника помехи s_и, также коррелированны.

На выход адаптивного компенсатора помех поступает обработанный адаптивным компенсатором сигнал, в котором, в отличие от сигнала принимаемый первым входом устройства, значительная часть помех компенсирована, т.е. подавлена.

Адаптивная компенсация помех в описываемом устройстве производится только в паузах, т.е. при отсутствии полезного сигнала ξ_вх1 (соответственно ξ_вх2) или когда его мощность G_н(ξ_вх1) ниже установленного блоком выделения пауз порога.

Вне паузы компенсация помехи s_вх1 на первом входе производится с весовыми коэффициентами, вычисленными вычислительным устройством в конце предшествующей паузы и записанными в буферную память. Из-за запрета адаптации при наличии полезного сигнала на первом, и следовательно, на втором входах (вследствие их коррелированности), на первом входе подавляется только помеха s_вxl, а полезный сигнал ξ_вх1 не подавляется, что увеличивает отношение средних нормированных мощностей полезного сигнала и помехи на выходе компенсатора помех, и соответственно увеличивает коэффициент μ подавления помехи.

Недостатком описываемого устройства является малый коэффициент μ подавления помехи.

Действительно, при уровне мощности помехи s_вх1, соизмеримым с уровнем мощности полезного сигнала ξ_вх1 в аддитивной смеси полезного сигнала ξ_вх1 и помехи s_вх1, уменьшение мощности сигнала ниже порогового уровня на первом входе адаптивного компенсатора, т.е. пауза, может возникнуть не только из-за паузы в полезном сигнале ξ_вх1, но и из-за паузы в помехе s_вх1. Если полезный сигнал ξ_вх1 на первом входе присутствует, а сигнала помехи s_вх1 нет или этот сигнал ниже порогового уровня, фиксируется пауза в смеси сигналов на первом входе и производится настройка адаптивного компенсатора, которая приводит в указанной ситуации к подавлению полезного сигнала ξ_вх1. Использование вычисленных в этой ситуации (наличии полезного сигнала ξ_вх1 и отсутствие помехи s_вх1) весовых коэффициентов также приводит в дальнейшем (при прекращении паузы в сигнале помех ξ_вх1 и при наличии полезного сигнала ξ_вх1) к подавлению полезного сигнала ξ_вх1. Это существенно снижает коэффициент μ подавления помехи.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Техническим результатом является увеличение коэффициента подавления помех в адаптивном компенсаторе помех за счет настройки адаптивного компенсатора только в таких паузах сигналов, в которых присутствует помеха.

Технический результат достигается тем, что в известный адаптивный компенсатор помех, имеющий первый и второй входы и один выход, и содержащий перестраиваемый фильтр, сигнальный вход которого подключен ко второму входу адаптивного компенсатора помех, блок вычитания, первый вход которого подключен к первому входу адаптивного компенсатора помех, второй вход блока вычитания подключен к выходу перестраиваемого фильтра, а выход блока вычитания подключен к выходу адаптивного компенсатора помех, вычислительное устройство, вход которого подключен к выходу блока вычитания, а каждый управляющий выход группы управляющих выходов вычислительного устройства подключен к соответствующему информационному входу группы информационных входов буферной памяти, которая имеет группу информационных входов, управляющий вход и группу информационных выходов, причем каждый информационный выход группы информационных выходов буферной памяти подключен к соответствующему управляющему входу группы управляющих входов перестраиваемого фильтра, согласно изобретению дополнительно ведены первый и второй блоки формирования огибающей, первый и второй блоки измерений, блок сравнения, блок управления и блок синхронизации, причем вход первого блока формирования огибающей подключен к первому входу адаптивного компенсатора помех, а выход первого блока формирования огибающей подключен к измерительному входу первого блока измерений, который имеет два входа и три выхода, вход второго блока формирования огибающей подключен ко второму входу адаптивного компенсатора помех, а выход второго блока формирования огибающей подключен к измерительному входу второго блока измерений, который имеет два входа и два выхода, причем входы синхронизации первого и второго блоков измерений подключены к выходу блока синхронизации, а первый выход первого блока измерений подключен к первому входу блока управления, который имеет четыре входа и один выход, второй выход первого блока измерений подключен ко второму входу блока управления, третий выход первого блока измерений подключен к первому входу блока сравнения, ко второму входу которого подключен первый выход второго блока измерений, второй выход которого подключен к четвертому входу блока управления, третий вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход блока управления подключен к управляющему входу буферной памяти.

Введение первого и второго блоков формирования огибающей позволяет сформировать огибающие импульсных сигналов соответственно на первом и втором входах адаптивного компенсатора помех. Сигналы огибающих на выходах этих блоков необходимы для определения моментов времени, соответствующим ступенчатым изменениям уровней мощности сигналов ξ_вх1+s_вх1 на первом и ξ_вx2+s_вx2 на втором входах адаптивного компенсатора, т.е. моментов начала и завершения пауз в этих сигналах.

Введение первого и второго блоков измерений позволяет измерить амплитуды ступенчатых изменений уровней мощности огибающих соответственно на первом и втором входах адаптивного компенсатора, определить знаки ступенчатых изменений и ситуации, когда сигналы на первом и на первом и втором входах отсутствуют или уровень их мощности близок нулю.

Амплитуда ступенчатых изменений уровней мощности огибающих определяется как разность амплитуд огибающих, измеренных в моменты времени начала и завершения ступенчатых изменений огибающих. Моменты времени начала и завершения ступенчатых изменений огибающих определяются путем сравнения соседних отсчетов амплитуд огибающих. Если амплитуды предыдущего и текущего отсчетов огибающей неравны, это соответствует началу ступенчатого изменения огибающей и производится измерение ее амплитуды. Когда предыдущий и текущий отсчеты становятся равными это соответствует завершению ступенчатого изменения и производится также измерение амплитуды огибающей. Далее вычисляется разность измеренных начальной и конечной амплитуд, которая делится на максимальное из измеренных значений амплитуд. Таким образом вычисляется относительное значение амплитуды ступенчатых изменений огибающих сигналов на первом и втором входах адаптивного компенсатора.

Знак разности амплитуд определяет знак ступенчатого изменения, т.е. увеличение или уменьшение сигналов на первом и втором входах компенсатора.

Ситуации, соответствующие отсутствию полезных сигналов и помех на входах компенсатора, определяются, если уровень мощности огибающих ниже определенного порога.

Информация об амплитудах ступенчатых изменений огибающих сигналов на первом и втором входах адаптивного компенсатора, знаках ступенчатых изменений, а также об отсутствии сигналов на входах адаптивного компенсатора необходима для определения таких пауз сигналов, в которых присутствует помеха.

Введение блока синхронизации позволяет генерировать тактовые импульсы, по каждому из которых формируется отсчет амплитуды огибающих в первом и втором блоках измерений.

Введение блока сравнения позволяет сравнивать значения амплитуд ступенчатых изменений огибающих сигналов, измеренных первым и вторым блоками измерений. Информация о том, какая из амплитуд ступенчатых изменений огибающих сигналов на первом и втором входах больше, меньше или равна другой, необходима для определения таких пауз сигналов, в которых присутствует помеха.

Ведение блока управления позволяет на основе обработки информации о результатах сравнения амплитуд ступенчатых изменений огибающих сигналов на первом и втором входах, о знаках ступенчатых изменений, а также об отсутствии сигналов на входах адаптивного компенсатора вычислять управляющий сигнал, разрешающий адаптацию (расчет и использование весовых коэффициентов) компенсатора только в таких паузах сигналов, в которых присутствует помеха.

Таким образом, предлагаемый адаптивный компенсатор помех в импульсных сигналах в условиях, когда паузы во входном сигнале возникают не только из-за пауз в полезном сигнале, но и из-за пауз в помехе, разрешает адаптацию только в паузах полезных сигналов, в которых присутствует помеха, и запрещает адаптацию в паузах помех, что увеличивает коэффициент подавления помехи μ.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого адаптивного компенсатора помех в импульсных сигналах.

На фиг. 2 приведена структурная схема блока измерений.

На фиг. 3(а-г) приведены исходные таблицы кодов сигналов на входах 1-4 блока управления.

На фиг. 4 приведена таблица истинности логической функции блока управления.

На фиг. 5(а-г) приведены сокращенные таблицы кодов сигналов на входах 1-4 блока управления.

На фиг. 6(а, б) приведены сокращенная таблица истинности логической функции блока управления (фиг. 6-а) и его структурная схема (фиг. 6-б).

Адаптивный компенсатор помех в импульсных сигналах, имеющий первый вход 1, второй вход 2 и выход 3, состоит из перестраиваемого фильтра 4, блока вычитания 5, вычислительного устройства 6, буферной памяти 7, первого блока формирования огибающей 8, второго блока формирования огибающей 9, первого блока измерений 10, второго блока измерений 11, блока сравнения 12, блока управления 13, блока синхронизации 14.

На первый вход 1 компенсатора поступает подлежащий обработке принимаемый входной сигнал - аддитивная смесь ξ_вх1+s_вх1 полезного сигнала ξ_вх1 и помехи s_вх1. Эти сигналы поступают от двух источников - источника полезного сигнала ξ_и и источника помехи s_и.

На второй вход 2 адаптивного компенсатора поступает эталонный сигнал - аддитивная смесь ξ_вx2+s_вx2 полезного сигнала ξ_вх2 и помехи s_вx2. Эти сигналы поступают от тех же подключенных к основному входу двух источников - источника полезного сигнала ξ_и и источника помехи s_и.

Полезные сигналы ξ_вх1, ξ_вх2 и помехи s_вх1, s_вx2 являются импульсными сигналами как с несущей частотой, так и без несущей, причем амплитуды, длительности импульсов и пауз между ними могут изменяться случайным образом. В качестве помех s_вx1, s_вx2 могут выступать и другие полезные сигналы, искажающее влияние которых в конкретной задаче необходимо компенсировать.

Хотя уровень мощности полезных сигналов и помех соизмерим, сигналы на первом и втором входах адаптивного компенсатора помех должны удовлетворять определенным требованиям. В сигнале на первом входе 1 уровень мощности полезного сигнала должен превышать уровень мощности помехи, а в сигнале на втором входе 2 уровень мощности помех должен превышать уровень мощности полезного сигнала. Эти требования являются базовыми для адаптивных компенсаторов помех и их несложно выполнить во многих практических задачах [стр. 277-278 книги «Б. Уидроу, С. Стирнз. Адаптивная обработка сигналов. - М.: Радио и связь, 1989. - 440 с.»].

На выход 3 адаптивного компенсатора помех поступает обработанный адаптивным компенсатором сигнал, в котором в отличие от сигнала поступающего на первый вход 1 устройства, помехи компенсированы, т.е. подавлены.

Перестраиваемый фильтр 4 имеет сигнальный вход, подключенный ко второму входу 2 адаптивного компенсатора помех, группу управляющих входов для задания весовых коэффициентов и один выход, подключенный ко второму входу блока вычитания 5. Количество управляющих входов перестраиваемого фильтра 4 равно числу весовых коэффициентов фильтра.

Перестраиваемый фильтр 4 реализуются на основе блоков задержки, блоков умножения и сумматора, как показано, например, на рис. 11.24 на стр. 264 книги «Б. Уидроу, С. Стирнз. Адаптивная обработка сигналов. - М.: Радио и связь, 1989. - 440 с.».

Блок вычитания 5 имеет два входа и один выход. Блок вычитания 5 реализуется на основе типовых блоков суммирования и инвертирования.

Вычислительное устройство 6 имеют один вход, подключенный к выходу блока вычитания 5, и группу информационных выходов, на которые поступают вычисленные блоком 6 значения весовых коэффициентов. Количество информационных выходов вычислительного устройства 6 равно числу весовых коэффициентов перестраиваемого фильтра 4. Вычислительное устройство 6 вычисляет весовые коэффициенты перестраиваемого фильтра 4 таким образом, чтобы минимизировать по алгоритму наименьших квадратов уровень мощности сигнала на выходе блока вычитания 5.

Вычислительное устройство 6 может быть реализовано на основе блоков задержки, блоков умножения и интеграторов, как показано, например, на рис. 11.24 на стр. 264 книги «Б. Уидроу, С. Стирнз. Адаптивная обработка сигналов. - М.: Радио и связь, 1989. - 440 с.».

Буферная память 7 имеет управляющий вход, группу информационных входов и группу информационных выходов. Буферная память 7 состоит из регистров, количество которых равно числу весовых коэффициентов перестраиваемого фильтра 4. Группа входов этих регистров образуют группу информационных входов буферной памяти 7, группа выходов этих регистров образует группу информационных выходов буферной памяти 7, вход управления записью в регистры подключен к управляющему входу буферной памяти 7, который, в свою очередь, подключен к выходу блока управления 13.

Первый блок формирования огибающей 8 имеет один вход, подключенный к первому входу 1 адаптивного компенсатора помех, и один выход, подключенный к измерительному входу первого блока измерений 10. Второй блок формирования огибающей 9 имеет один вход, подключенный ко второму входу 2 адаптивного компенсатора помех, и один выход, подключенный к измерительному входу второго блока измерений 11. Блоки формирования огибающей 8 и 9 формируют огибающие импульсных сигналов на первом и втором входах адаптивного компенсатора. Сигнал огибающей определяется средним уровнем мощности импульсного сигнала, поэтому для формирования огибающей отсчеты входных сигналов возводятся в квадрат и усредняются. Блоки формирования огибающей 8 и 9 одинаковы и могут быть реализованы на базе типовых устройств возведения в квадрат и интеграторов (фильтров низкой частоты).

Первый блок измерений 10 имеет измерительный вход, вход синхронизации и три выхода. Измерительный вход первого блока измерений 10 подключен к выходу первого блока формирования огибающей 8, а вход синхронизации - к выходу блока синхронизации 14. Выход 1 блока измерений 10 подключен к первому входу блока сравнения 12, а выходы 2 и 3 подключены соответственно ко входу 2 и 1 блока управления 13.

Второй блок измерений 11 имеет измерительный вход, вход синхронизации и два выхода. Измерительный вход второго блока измерений 11 подключен к выходу второго блока формирования огибающей 8, а вход синхронизации - к выходу блока синхронизации 14. Выход 1 блока измерений 11 подключен к второму входу блока сравнения 12, а выход 2 подключен ко входу 4 блока управления 13.

Первый и второй блоки измерений 10 и 11 измеряют амплитуды ступенчатых изменений уровней мощности огибающих соответственно на первом и втором входах адаптивного компенсатора, определяют знаки ступенчатых изменений и ситуации, когда сигналы на первом и на первом и втором входах отсутствуют или уровень их мощности близок нулю.

Первый блок измерений 10 может быть реализован на основе структурной схемы, приведенной на фиг. 2. Первый блок измерений 10 содержит регистры 15, 16, 18, 19, 25, блок сравнения 17, блок контроля 20, блок сравнения и нормирования 21, триггер 22 с установочными входами, блок задержки 23, ключ 24.

Амплитуда ступенчатых изменений уровней мощности огибающих определяется как разность амплитуд огибающих, измеренных в моменты времени начала и завершения ступенчатых изменений огибающих. Моменты времени начала и завершения ступенчатых изменений огибающих определяются путем сравнения путем вычитания в блоке 17 соседних отсчетов амплитуд огибающих Эти отсчеты записываются в сдвиговые регистры 15 (текущий отсчет) и 16 (предыдущий отсчет) по сигналам синхронизации, поступающим из блока синхронизации 14.

Если амплитуды предыдущего и текущего отсчетов огибающей неравны, это соответствует началу ступенчатого изменения огибающей и производится измерение ее амплитуды. Отсчет этой амплитуды по сигналу из блока сравнения 17 записывается в регистр 18.

Когда предыдущий и текущий отсчеты становятся равными это соответствует завершению ступенчатого изменения и производится также измерение амплитуды огибающей. Отсчет этой амплитуды по соответствующему сигналу из блока сравнения 17 записывается в регистр 19.

Далее в блоке сравнения и нормирования 21 вычисляется разность измеренных начальной и конечной амплитуд, которая делится на максимальное из измеренных значений амплитуд, которое определяется знаком разности. Таким образом вычисляется нормированное значение амплитуды ступенчатых изменений огибающих сигналов на первом входе адаптивного компенсатора. Это значение передается на выход 1 блока сравнения и нормирования 21 для записи в выходной регистр 25 и далее на выход 1 первого блока измерений 10.

В блоке сравнения и нормирования 21 также определяется знак разности амплитуд (знак ступенчатого изменения), который в виде двухбитного кода (увеличение, уменьшение или неизменное значение сигнала) передается на выход 2 блока сравнения и нормирования 21 для записи в выходной регистр 25 и далее на выход 2 первого блока измерений 10.

Ситуации, соответствующие отсутствию полезных сигналов и помех на первом входе компенсатора, определяются блоком контроля 20, если уровень мощности огибающих ниже определенного порога. Однобитовый код (есть или нет сигнала) передается с выхода блока контроля 20 для записи в выходной регистр 25 и далее на выход 3 первого блока измерений 10.

Управление записью в выходной регистр 25 производится сигналом завершения ступенчатого изменения, формируемым блоком сравнения 17 и передаваемым через ключ 24. Управление ключом 24 производится триггером 22, на установочный вход которого через блок задержки 23 поступает сигнал завершения ступенчатого изменения, формируемый блоком сравнения 17. Ключ 23 открывается сигналом триггера 22 в момент начала ступенчатого изменения амплитуды, после завершения ступенчатого изменения формируется сигнал записи в выходной регистр 25, после чего ключ 24 закрывается. Последующие сигналы записи в выходной регистр 25 возможны только при возникновении следующих ступенчатых изменений, Таким образом, сигналы на выходах регистра 25 остаются неизменными до возникновения следующих ступенчатых изменений.

Второй блок измерения 11 может быть реализован аналогично на основе структурной схемы, приведенной на фиг. 2 и его описание работы этого блока подобно первому блоку измерения 10.

Нормированное значение амплитуды ступенчатых изменений огибающих сигналов на втором входе адаптивного компенсатора передается на выход 1 второго блока измерений 11. Знак разности амплитуд в виде двухбитного кода передается на выход 2 второго блока измерений 11.

Ситуацию, соответствующую отсутствию полезных сигналов и помех на втором входе компенсатора во втором блоке измерений определять не требуется, т.к. эта ситуация определяется для первого входа первым блоком измерений 10. Очевидно, что при отсутствии сигналов на первом входе компенсатора на втором входе компенсатора сигналов также нет. Поэтому второй блок измерений 11 имеет только два выхода, а третий выход можно исключить.

Блок сравнения 12 имеет два входа, подключенные соответственно к выходам 1 первого и второго блоков измерений 10 и 11, и один выход, подключенный к входу 3 блока управления 13

Блок сравнения 12 сравнивает нормированные значения амплитуд ступенчатых изменений огибающих сигналов, измеренных первым и вторым блоками измерений 10 и 11. Информация о том, какая из нормированных амплитуд ступенчатых изменений огибающих сигналов на первом и втором входах больше, меньше или равна другой в виде двухбитного кода (больше, меньше, равны) передается на выход блока сравнения 12.

Блок сравнения 12 может быть реализован на базе типового устройства вычитания.

Блок управления 13 имеет четыре входа, из которых вход 1 и вход 2 подключены соответственно к выходу 3 и выходу 2 первого блока измерений 10, вход 3 - к выходу блока сравнения 12, а вход 4 - к выходу 2 второго блока измерений 11. Выход блока управления подключен к управляющему входу буферной памяти 7.

Блок управления 13 позволяет на основе обработки информации о результатах сравнения амплитуд ступенчатых изменений огибающих сигналов на первом и втором входах, о знаках ступенчатых изменений, а также об отсутствии сигналов на входах адаптивного компенсатора вычислять управляющий сигнал, разрешающий адаптацию (расчет и использование весовых коэффициентов) компенсатора только в таких паузах сигналов, в которых присутствует помеха.

Блок управления 13 может быть реализован как цифровое логическое устройство, на входы 1-4 которого поступают цифровые коды УМ, ЗН1, PC, ЗН2. Описание этих кодов приведены на фиг. 3 (а-г). Исходная таблица истинности логической функции блока управления 13 приведена на фиг. 4. В этой таблице приведены только такие наборы сигналов на входах (1-4) блока управления 13, которые практически возможны при работе адаптивного компенсатора. Адаптация компенсатора помех разрешена только на наборах N=3, 6, 9 входных сигналов только в паузах полезных сигналов при отсутствии пауз в помехах. Значение кода * соответствует любому значению 0 или 1.

На основе анализа исходных таблиц на фиг. 3 и фиг. 4 разработаны сокращенные таблицы кодов сигналов на входах 1-4 блока управления 13, приведенные на фиг. 5(а-г), а также сокращенная таблица истинности логической функции блока управления 13, приведенная на фиг. 6-а. Эти таблицы менее избыточны по сравнению с исходными и поэтому более просты для реализации.

Структурная схема блока управления 13, реализующая сокращенную таблицу истинности логической функции блока, приведена на фиг. 6-б. Блоки 26, 30, 32 являются блоками конъюнкции, выходы которых объединены блоком 33 дизъюнкции. Блоки 27, 28, 29, 31 реализуют функцию инверсии.

Блок синхронизации 14 позволяет генерировать тактовые импульсы, по каждому из которых формируется отсчет амплитуды огибающих в первом и втором блоках измерений 10 и 11. Блок синхронизации 14 может быть реализован на основе типовых схем генераторов (например, мультивибраторов).

Предлагаемый адаптивный компенсатор помех в импульсных сигналах работает следующим образом.

На первый вход 1 компенсатора поступает подлежащий обработке принимаемый входной сигнал - аддитивная смесь ξ_вх1+s_вх1 полезного сигнала ξ_вх1 и помехи s_вх1.

На второй вход 2 адаптивного компенсатора поступает эталонный сигнал - аддитивная смесь ξ_вх2+s_вx2 полезного сигнала ξ_вх2 и помехи s_вx2. Эти сигналы поступают от тех же подключенных к основному входу двух источников - источника полезного сигнала ξ_и и источника помехи s_и.

Полезные сигналы ξ_вх1, ξ_вх2 и помехи s_вх1, s_вx2 являются импульсными сигналами как с несущей частотой, так и без несущей, причем амплитуды, длительности импульсов и пауз между ними могут изменяться случайным образом. В качестве помех s_вх1, s_вx2 могут выступать и другие полезные сигналы, искажающее влияние которых в конкретной задаче необходимо компенсировать.

Уровень мощности полезных сигналов и помех соизмерим, но в сигнале на первом входе 1 уровень мощности полезного сигнала должен превышать уровень мощности помехи, а в сигнале на втором входе 2 уровень мощности помех должен превышать уровень мощности полезного сигнала.

Первый и второй блоки измерений 10 и 11 измеряют амплитуды ступенчатых изменений уровней мощности огибающих соответственно на первом и втором входах адаптивного компенсатора, определяют знаки ступенчатых изменений и ситуации, когда сигналы на первом и на первом и втором входах отсутствуют или уровень их мощности близок нулю.

Блок сравнения 12 сравнивает нормированные значения амплитуд ступенчатых изменений огибающих сигналов, измеренных первым и вторым блоками измерений 10 и 11. Информация о том, какая из нормированных амплитуд ступенчатых изменений огибающих сигналов на первом и втором входах больше, меньше или равна другой в виде двухбитного кода (больше, меньше, равны) передается на выход блока сравнения 12.

Блок управления 13 позволяет на основе обработки информации о результатах сравнения амплитуд ступенчатых изменений огибающих сигналов на первом и втором входах, о знаках ступенчатых изменений, а также об отсутствии сигналов на входах адаптивного компенсатора вычислять управляющий сигнал, разрешающий адаптацию (расчет и использование весовых коэффициентов) компенсатора только в таких паузах сигналов, в которых присутствует помеха.

Вне паузы полезного сигнала и отсутствии паузы помехи компенсация помехи s_вx1 на первом входе производится с весовыми коэффициентами, вычисленными вычислительным устройством в конце предшествующей паузы и записанными в буферную память. При отсутствии помехи из-за запрета адаптации при наличии полезного сигнала на первом, и следовательно, на втором входах, весовые коэффициенты перестраиваемого фильтра 4 вычисляются правильно. Поэтому увеличивается отношение средних нормированных мощностей полезного сигнала и помехи на выходе компенсатора помех, и соответственно увеличивается коэффициент μ подавления помехи.

Предлагаемый адаптивный компенсатор помех в импульсных сигналах позволяет увеличить на ≈10% коэффициент подавления помех, увеличить точность измерения сигналов, помехоустойчивость, надежность и достоверность принятия решений в системах обработки информации при уровне мощности помех, соизмеримым с уровнем мощности полезного сигнала.

Адаптивный компенсатор помех, имеющий первый и второй входы и один выход и содержащий перестраиваемый фильтр, сигнальный вход которого подключен ко второму входу адаптивного компенсатора помех, блок вычитания, первый вход которого подключен к первому входу адаптивного компенсатора помех, второй вход блока вычитания подключен к выходу перестраиваемого фильтра, а выход блока вычитания подключен к выходу адаптивного компенсатора помех, вычислительное устройство, вход которого подключен к выходу блока вычитания, а каждый управляющий выход группы управляющих выходов вычислительного устройства подключен к соответствующему информационному входу группы информационных входов буферной памяти, которая имеет группу информационных входов, управляющий вход и группу информационных выходов, причем каждый информационный выход группы информационных выходов буферной памяти подключен к соответствующему управляющему входу группы управляющих входов перестраиваемого фильтра, отличающийся тем, что согласно изобретению в адаптивный компенсатор помех дополнительно введены первый и второй блоки формирования огибающей, первый и второй блоки измерений, блок сравнения, блок управления и блок синхронизации, причем вход первого блока формирования огибающей подключен к первому входу адаптивного компенсатора помех, а выход первого блока формирования огибающей подключен к измерительному входу первого блока измерений, который имеет два входа и три выхода, вход второго блока формирования огибающей подключен ко второму входу адаптивного компенсатора помех, а выход второго блока формирования огибающей подключен к измерительному входу второго блока измерений, который имеет два входа и два выхода, причем входы синхронизации первого и второго блоков измерений подключены к выходу блока синхронизации, а первый выход первого блока измерений подключен к первому входу блока сравнения, имеющему два входа и один выход, второй выход первого блока измерений подключен ко второму входу блока управления, который имеет четыре входа и один выход, третий выход первого блока измерений подключен к первому входу блока управления, к третьему входу которого подключен выход блока сравнения, ко второму входу которого подключен первый выход второго блока измерения, второй выход которого подключен к четвертому входу блока управления, а выход блока управления подключен к управляющему входу буферной памяти.