Устройство для приема двоичных сигналов

Устройство для приема двоичных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике передачи и приема информации, а именно к устройствам приема с подавлением помех в приемнике. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит фильтр 1 нижних частот, блок 2 синхронизации, два перемножителя 3, 4, два интегратора 5, 6, формирователь 7 опорных сигналов, три сумматора 8-10, блок 11 задержки, два блока 12, 13 нелинейной обработки, решающий блок 14. Блоки 12, 13 состоят из усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, ограничителя и инвертора. Введенные новые связи обеспечивают вычисление логарифмов апостериорных вероятностей сигналов S<SB POS="POST">1</SB>(T) и S<SB POS="POST">2</SB>(T) принимаемых на фоне белого гауссовского шума и внеполосных помех S(T), которые затем используются для вынесения решения о норме принятого сигнала, что реализует оптимальный алгоритм обработки сигналов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) ч Н 04 1 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиа.f

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ М ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4253355/24-09 (22) 01 ° 06.87 (46) 07.09.89. Бюл. У 33 (71) Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (72) П.П.Загнетов и A.Н.Ложкин (53) 621.394.62 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1406812, кл. Н 04 L 27/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛРИЕМА ДВОИЧНЫХ

СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к технике передачи и приема информации, а именно к устр-вам приема с подавлением помех в приемнике. Цель иэобретевия— ,упрощение устр-ва. Устр-во содержит

„„SU„„1506577 A 1

2 фильтр 1 нижних частот, блок 2 синхронизации, два перемножителя 3, 4, два интегратора 5, 6, формирователь

7 опорных сигналов, три сумматора

8-10, блок 11 задержки, два блока

12, 13 нелинейной обработки, решающий блок 14, Блоки 12, 13 состоят из у-ля с регулируемым коэф,усиления, ограничителя и инвертора. Введенные новые связи обеспечивают вычисление логарифмов апостериорных вероятностей сигналов S,(t) и S (t), принимаемых на фоне белого гауссовского шума и внеполосных помех S(t) которые затем используются для вынесения решения о номере принятого сигнала, что реализует оптимальный алгоритм обработки сигналов. 2 ил.

1 506577

Изобретение относится к технике передачи и приема информации, а именно к устройствам приема с подавлением помех н приемнике.

Цель изобретения — упрдщение устройства.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 — схема блока 10 нелинейной обработки.

Устройство содержит фильтр 1 нижних частот, блок 2 синхронизации, первый 3 и второй 4 перемножители, первый 5, второй б,интеграторы, фор- !5 мирователь 7 опорных сигналов, первый

8, второй 9, третий 10 сумматоры, блок 11 задержки, второй 12, перный

13 блоки нелинейной обработки, решающий блок 14, блоки 12 и 13 состоят 20 иэ усилителя 15 с регулируемым коэффициентом усиления, ограничителя 16 и инвертора 17.

Блоки 12 и 13 представляют собой устройство с передаточной характерис- 5 тикой вида

y(x) = 1n ch(x — Л ) — 1n ch(x+

Т вЂ” Б (< ) > . (- — t ) с! -..

Длительность сигна тон г,(t) равна

Т + ТГ, если Тц длительность импульсного отклика фильтра 1. При воздействии Hà фильтр 1 поc÷päîâатеJlk>íости сигналов S,(t) выходной сигнал пред< ставляет собой суперпозицию сигналон r;(t) .

Если длительность отклика р(t), практически определяемая Трп не превышает длительности входных сигналов

Т, перекрываются (интерферируют) только два соседних сигнала г.(t).

Таким образом н результате интерференции на выходе фильтра появляется последовательность иэ 2 = 4 сигналов н зависимости от пары соседних сигналов.

При Т + Tgn (2Т последовательно< ть информационных сигналов S;(t), 1, 2 превращается на выходе фильтра 1 нижних частот в последовательности сигналов Яф.(t), j = 1, 2, 3, )

4, причем существует следующая связь: где х — входное воздействие; !О постоянная величина, представляет собой независимое напряжение, равное по величине разности между энергиями S ф,(t) и S ф (t) .

Устройство работае! следующим образом.

Входной сигнал устройства для приема двоичных сигналов

y(t) = S,.(t) + n(t) + g (t) представляет собой смесь информационных противоположных сигналов S (t), 1,2, длительность которых равна 45

Т белого гауссового шума n(t) внеполосной помехи g (t). Перемножители 3 и 4 с интеграторами 5 и 6 образуют два коррелятора. Форма передаточной характеристики фильтра 1 нижних частот такова, что спектральная плотность мощности смеси шума и помехи на выходе фильтра равномерна, Информационные сигналы, прошедшие через фильтр 1 нижних частот, изменяют свою форму и растягиваются по длительности. Вид сигнала на выходе фильтра 1 нижних частот определяется сверткой сигнала S (t) и импульсно с

Я (t) = r,(t) + r,(t + Т);

S4, (t) = r (t) + r,(t + Т); фз ) 7(t) 7(t ф (t) (t) 7(ОпоРные сигHBJIbl Sp„ (t) k Sp« (t) поступающие на вторые входы пЕремножителей 4 и 3 с выходов формирователя 7 опорных сигналов, имеют дли,.тельность.Т и синхронизированы с на\ чалом отклика фильтра 1 нижних частот на входной сигнал S;(t) (S4, (t)+S4, (t); 0 (t Т; (0; t ) Т, t (0;

j Sф (t)S4 (t); 0 (Е (Т; 0; t Т, t О.

Сигналы S ф . (t) образуются в реJ эультате интерференции н фильтре 1 нижних частот соседних по времени выходных сигналон r (t) и г (t+T).

Последовательность сигналов S<.(t), J

1, 2, 3, 4, на выходе фильтра 1 нижних частот нельзя считать последонательнотью статистически независимых сигналов, как это обычно предполагается относительно последова15()6 ) 20

Р. „„, (S„= 1) = (Р (S,, = 1) Р(Б,,).+

+ P(S„, = — 1) Р(Бф )k) (P(S»i ° = !)" .Р(Б, ),, + Р(Б„„- -1) Р(Б, ) „., )

1 (1) 25

Ра пост (Бк 1) (P(S»-2 1) P(S )» +

+ P(S„, = -1) P(S+,),)(P(S,p = 1) °

«P(S ) + Р(Б 1)P(S ) (К,1) т

)2 (30 где Р(Бф,) „= exp 1 -- ) y(t) S (с)»

)

E . Ка

« dt — - — вероятность наличия на

Ль о

ДЕ = E з — E, — разность энергий сигнллон S.ô (t) и S ф (t) а 2

Можно показать, что величина

2а„,, используемая при вынесении решения об информационном символе, есть величина, определяемая первыми тремя агае и, а величина 2 ц(». последними тремя слагаемыми на пос4р л е дующем так те р або ты.

В силу равновероятного закона появления +1 и — 1 во входной информационной последовательности можно показать, что

5 тел(ности информационных сигналов

Б,(t), 1 = 1, 2, поэтому априорные вероятности Рапр. появления на ныходе фильтра 1 нижних частот сигнала

Sф (t), j = 1, 2, 3, 4, нельзя считать одинаковыми даже если сигналы в последовательности информационных сигналов S.(t), i = 1, 2, поступающих на вход фильтра 1 нижних частот, янляются статистически независимыми и ранновероятными, Кроме того, последовательность сигналов Бф (t), ф!

1, 2, 3, 4, на выходе фильтра 1 нижних частот образуют простую однородную цепь Маркова первого порядка.

Цля к-ro сигнала на выходе фильт« а справедливы следующие соотношения (фиг.. 4): е к-м интервале в принимаемой смеси сигнала S .(t) = 1,4;

И вЂ” спектральная плотность смеси шум+помеха в полосе фильтра !.

Р(Б „ = 11) — веротность того, что в к-й интервал времени (Т = кт) передавался сигнал соответствующий + 4 соответственно.

Величина P(S „ = j)), вычисленная на к-м такте работы, используется для вычисления P(S „ = 11) на последующем (k+1)-м такте работы.

При синтезе алгоритма работы npul емника, минимизирующего полную вероятность ошибки, правило вынесения решения об информационном символе заключается в сравненйи разности логарифмов апостериорных вероятностей этого символа с порогом, а именно:

1пР (S„=1) -1nP (S„=-1) 0 " (2) S=-1

4 де«т 4 1)аег ! SK= -1.

Для упрощения дальнейших выкладок целесообразно сделать замену:

77 6

P(S 1) = е ", P(S„-1) = е

Подстанляя в систему (1) алгоритм работы приемника (2) и воспользовавшись алгебраическим тождеством ь а+Ь а-Ь

1n(e +е ) = — — — 1n2 + 1п ch (---) 2 2 получают следующие алгоритмы работы оптимального посимвольного приемного устройства:

I(k)+In ch((J(k) — -- + 2а „,) /2}— о

-Inch ((J(k) + — + 2а,,)/2} +

dE о

J(k+1) + In ch ((I(k+1) — — + лЕ ()

2а„„)/2 } — Iа еЛ ((J(k+1) +

ЛЕ

"о

+ 2а +, }/2 ) О, Кт где I(k) = — } (аа (c) + Бе (c)) °

2 (К-1! т

° y(t) dt;

Кт

I(k) = „— } (2 (с) — Яе,(c)) °

2 (К-1) Т

k y(t) dt, Р„+, (1) = Р„.„= 0,5 = е

= е

4K ° 21.С откуда следует, что а,, = О.

Работу по приведенному алгоритму реализует устройство, приведенное на фиг. 1. Сигналы снимаются с первого и второго выходов формирователя 7 опорных сигналов, Величина,Ь снимается с четвертого выхода формирователя 7 опорных сигналов и подается на вторые нходы блоков 12 и 13 нелинейной обработки. Вычисленные н корреляторах значения корреляции ныходного сигнала фильтра 1 нижних

1506577

Составитель Н.Лазарева

Техред М.Ходаннч Корректор С.Черни

Тирал 626

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор А,Шандор

Заказ 5449/57

Г