Способ некогерентного приема двоичных сигналов

Способ некогерентного приема двоичных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ НЕКОГЕРЕНТНОГО ПРИЕМА ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ, основанный на выделении -принимаемых сигналов по ожидаемым параметрам манипуляции и регистрации большего по уров-ню сигнала, от.личающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при приеме сигналов с изменяющейся длительностью в условиях замираний и при сосредоточечных по спектру помехах, текущие значения каждого из выделенных сигналов /уменьшают по уровню на величинуk , где , от уровня другого уменьшенного сигнала, причем при превышении одного выделенного сигнала другим более, чем в 1/К раз, меньший по уровню сигнал уменьшают до нуля с последующим ограничением спектров обоих сигналов до исходных значений спектров выделенных сигналов, при этом операции уменьшения сигналов i по уровню и ограничения спектров повторяют до получения заданного (Л отношения сигнал/шум.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 04 27 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3436672/18-09 (22) 07.05.82 (46) 15..01.84. Бюл. Р 2 (72) В.С.Плаксиенко (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (53) 621.394.62(088.8) (56) 1. финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. И., "Советское радио", 1971, с. 276-290.

2.,Авторское свидетельство СССР

9 437240, кл. Н 04 L 25/08, 1971 (прототип). .(54)(57) СПОСОБ НЕКОГЕРЕНТНОГО ПРИЕМА ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ, основанный на выделении .принимаемых сигналов по ожидаемым параметрам манипуляции и регистрации большего по уровню сигнала, о т..л и ч а ю шийся. „.80„„ 0761 А тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при приеме сигналов с изменяющейся длительностью в условиях замираний и при сосредоточечных по спектру помехах, текущие значения каждого из выделенных сигналов уменьшают по уровню на величину К где 0<К 1, от уровня другого уменьшенного сигнала, причем при превышении одного выделенного сигнала другим более, чем в 1/k раз, меньший по уровню сигнал уменьшают до нуля с последующим *ограничением спектров обоих сигналов до исходных значений спектров выделенных сигналов, при этом операции уменьшения сигналов по уровню и ограничения спектров Я повторяют до получения заданного отношения сигнал/шум.

1067613!

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости (снижение вероятности ошибочного приема ) при приеме . сигналов с изменяющейся длительностью в условиях замираний и при сосредоточенных по спектру помехах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу некоге-. рентного приема двоичных сигналов, эснованному на выделении принимаемых 65

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для выделения двоичных сигналов из шумов при работе радиотехнических систем и систем контроля в условиях замираний и воздействия сосредоточен ных по спектру помех, при которых целесообразен широкополюсный некогерентный прием.

Известен способ широкополосного некогерентного приема сигналов с фильтрацией после детектора, согласно которому после выделения принимаемых сигналов по ожидаемым параметрам манипуляции производят сравнение получаемых сигналов в ка- )5 налах обработки после фильтрации их огибающих и регистрируют больший по уровню (1 J.

Однако помехоустойчивость в данном способе при изменении длительности сигналов в широких пределах низка.

Наиболее близким к изобретению является способ некогерентного приема дискретных сигналов, согласно 75 которому сигналы различных каналов, выделенные по ожидаемым параметрам манипуляции, сравнивают по мощности, после чего формируют единичную стуI ,пенчатую функцию от их разности и перемножают ее с исходными случайными процессами в каналах, полученные процессы задерживают на интервал корреляции помехи друг относительно друга и повторяют цикл сравнения и перемножения, причем укаэанный цикл повторяется до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень подавления слабого конкурирующего случайного процесса сильным, после чего регистрируют больший по уровню сигнал ) 2 3.

Однако при изменении длительности сигналов в широких пределах помехоустойчивость в известном способе также низка. 8 условиях замираний 45 и при сосредоточенных по спектру помехах полосу приема и обработки сигналов сужают до предельно возможных Значений, рассчитанных на обработку самых коротких сигналов из чис- 5О ла ожидаемых, т.е. имеет место малое рассогласование полос пропускания фильтров с длительностью сигналов, при котором известный способ не эффективен. 55 сигналов по ожидаемым параметрам манипуляции и регистрации большего по уровню сигнала, текущие значения каждого из выделенных сигналов умень шают по уровню на величину g (О(К< 1) от уровня другого уменьшенного сигнала, причем при превышении одного выделенного сигнала другим более, чем в 1/К раз, меньший по уровню сигнал уменьшают до нуля с последующим ограничением спектров обоих сигналов до исходных значений спектров выделенных сигналов, при этом операции уменьшения сигналов по уровню и ограничения спектров повторяют до получения заданного отношения сигнал/шум.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ некогерентного приема двоичных сигналов; на фиг. 2кривые зависимости вероятности ошибочного приема сигналов частотной телеграфии (ЧТ ) при широкополосном некогерентном приеме по предложенному способу.

Способ реализуется следующим образом.

Согласно способу осуществляется уменьшение до нуля (полное подавление текущих значений реализаций сигналов противоположных каналов, меньших конкурирующих более, чем в 1/К раз, и частичное уменьшение (подавление ) обоих сигналов при всех других соотношениях текущих значений сигналов, т.е. когда их соотношение меньше, чем 1/К, причем больший сигнал уменьшается в менвшей степени (на величину К от уменьшенного меньшего сигнала, а меньший — в большей степени (на величину К от уменьшей степени (на величину V, от уменьшенного большего сигнала). При равенстве текущих значений сигналов их уменьшение (подавление) одинаково.

Процедуру уменьшения сигналов

У () пх) t), выделенных по ожидаемым параметрам манипуляции можно представить в виде

x (Ц Г ()-Кх (ФР ()-К" (Ц1, ц=((g)- (<)ja(x (t)- „(), где х (t) и х2 (1! — результирующие сигналы после уменьшения и ограничения спектров сигналов х (<) и х (11 соответственно;

1 jZ(t)) — единичная ступенчатая функция (функция Хевисайда ).

Обработка по предлагаемому способу адекватна умножению каждого из сигналов на соответствующий весовой коэффициент, пропорциональный соотношению текущих значений сигналов, причем для реализации способа не требуется дополнительных априорных сведений и сложных измерений.

1067613

Способ некогерентного приема двоичных сигналов не противоречит критерию максимальной апостериорной вероятности для симметричных сигналов и позволяет увеличить разность всех их начальных моментов за счет преимущественного уменьшения (подавления ) реализаций текущих значений сигналов, меньших по уровню. Следует отметить, что при первом цикле обработки значение параметра k не )О должно превышать величины 0,414, его конкретное значение зависит от степени рассогласования последетекторной, фильтрации с длительностьЮ сигнала и от соотношения мощностей 15 сигнала и помехи на входе (Рс /Рщ).

При обработке по предлагаемому способу полное подавление текущего значения реализации одного из сигналов осуществляется только в случае, если один сигнал превышает другой в 1/К, раз, при реализации способа некогерентного приема дискретных сигналов Один из сигналов (меньший ) постоянно исключается 25 из обработки. Таким образом, по предложенному способу более полно используются информативные признаки сигналов, что и позволяет повысить помехоустойчивость.

Для проверки эффективности предложенного способа некогерентного приема двоичных сигналов экспериментально получены кривые вероятйости ошибочного приема сигналов

ЧТ (Фиг.2) для случая P /P =4 и ЫТ = 8 (д — полоса пропускания приемного устройства; Т вЂ” длительность элементарного сигнала) при реализации одного цикла обработки (сплошные линии — кривые 1 и 2) и 40 двух циклов обработки (штриховые линии — кривые 3 и 4). Кривые 1 и 3 соответствуют случают широкополосного некогерентного приема с согласованной фильтрацией огибаю- 45 щей сигнала после детектора, кривые

2 и 4 соответствуют случаю широкополосного некогерентного приема (без согласованной фильтрации огибающей сигнала после детектора). При реали- 50 зации двух циклов значение параметра

К первого цикла обработки устанавли 1 валось постоянным и равным О, 2, а зна значение параметра К> второго цикла обработки изменялось в пределах от

О до 1.

Рассмотрение кривых 1 и 2 показывает, что при наличии операции после-. детекторной фильтрации, согласованной с длитель ностью принимаемых сигналов, 60 применение обработки по предлагаемому способу приводит к увеличению вероятности ошибочного прие ла при любых

,значениях параметра К (кривая 1 ), при отсутствии операции последетекторной фильтрации, либо при ее значительном рассогласования с длительностью принимаемых сигналов (кривая 2), т.е. при обычном широкополосном приеме, применение обработки по предлагаемому способу снижает вероятность ошибочного приема. Экспериментальные исследования при других значениях д Т и соотношения сигнал/шум показали, что представленная на фиг.2 закономерность зависимости вероятности ошибочного приема от значения параметра К при одном цикле обработки сохраняется.

Рассмотрение кривых 3 и 4 показывает, что при реализации двух циклов обработки по предлагаемому способу обеспечивается инвариантность качества обработки к степени рассогласования последетекторной фильтрации огибающей сигнала с длительностью его элементарного символа. Уже двух циклов обработки достаточно для обеспечения инвариантности к изменению длительности сигнала в широких пре делах. Устройство, реализующее предложенный способ, (фиг. 1) содержит последовательно соеДиненные блок 1 выделения принимаемых сигналов по ожидаемым параметрам манипуляции, блок 2 реализации первого цикла обработки, блок 3 реализации второго цикла обработки и блок 4 регистрации большего по уровню сигнала, блок 2 реализации первого цикла обработки выполнен в виде двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные блоки 5 и б вычитания и фильтры 7 и 8, причем выходы фильтров 7 и 8 соединены с входами блока 9 ослабления сигналов по заданному значению параметра К, а его выходы соединены с вторым (управляющими ) входами блоков вычитания б и 5 соответственно, блок 3 реализации второго цикла обработки выполнен аналогично блоку 2 и включает в себя блоки вычитания 10 и 11, фильтры 12 и 13 и блок 14 ослабления сигналов по заданному значению параметра К.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с выхода блока 1 выделения принимаемых по ожидаемым параметрам манипуляции подвергаются последовательно двум циклам обработки в блоках

2 и 3, после чего в.блоке 4 регистрируется больший по уровню сигнал. В блоке 2 первого цикла обработки сигналы поступают на блоки 5 и 6 вычитания, где из текущих значений сигналов в каждом канале вычитают текущие значения сигналов противоположных каналов, взятые с выходов фильтров 8 и 7 и уменьшенные в К„ раз

1067613 д

g д,1 OZ u3 04 as Об 0,7 O, H 1

К

glue. Г

Составитель В.Гальцов

Редактор Н.Воловик Техред,B.Äàëåêîðåé КорректоР Ю.Макаренко

Заказ 11230/58 Тираж 640 . Подписи,ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I (Ос К а 11 в блоке 9 ослабления сигналов, причем отрицательные значения разностей текущих значений сигналов приравниваются к нулю, т.е. блоки 5 и 6 вычитания одновременно осуществляют ограничение по минимуму на уровне нулевого значения. В фильтрах 7 и 8 происходит ограничение спектров сигналов до исходных значений спектров выделенных сигналов на выходе блока .1. С выходов блока 2 (фильтров 7 и 8 ) первого цикла обработки сигналы поступают на блоки

10 и 11 вычитания второго цикла обработки, где по аналогии с первым циклом обработки из текущих значений 15 сигналов одного канала вычитают текущие значения сигналов противоположного канала, взятые с выходов фильтров 13 и 12 и уменьшенные в

К раз в блоке 14 ослабления.сиг- 2д)

2. налов. С выходов блока 2 ффильтров

12 и 13 ) второго цикла обработки сигналы поступают на блок регистрации 4.

Аналитический анализ и экспериментальные исследования с применением промышленной аппаратуры показали, что реализация двух циклов обработки обеспечивает около 90% возможного снижения вероятности ошибочного приема при обработке сигналов с изменяющейся длительностью. установка значений К„ = 0,2 и K> =

= 0,8 обеспечивает качество приема близкое к реализуемому приемом с фильтрацией огибающей сигнала после детектора, согласованной с длительностью элементарного сигнала. Реализация третьего цикла обработки приводит к дальнейшему повышению.помехоустойчивости, однако зто повышение незначительно.