Устройство для приема многочастотных сигналов

Устройство для приема многочастотных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при воздействии сосредоточенных помех. Устройство содержит линейный приемный тракт 1 ветви обработки, согласованные фильтры 2, формирователи 3 отсчетов, блоки определения 4 дисперсии помех и решающие блоки 5, а также сумматор 6, блок регистрации 7, блок синхронизации 8 и многоотводную линию задержки 9. Многочастотный сигнал после предварительной обработки и селекции в тракте 1 поступает в ветви обработки, каждая из которых принимает и обрабатывает соответствующий элемент этого сигнала. На основе анализа полученных выходных импульсов с помощью сумматора 6 формируется результирующий импульс соответствующей полярности. Далее в блоке регистрации 7 принимается окончательное решение о полярности всего многочастотного сигнала. Цель достигается введением формирователей 3, блоков определения 4, блока синхронизации 8 и линии задержки 9. 3 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gI) 4 Н 04 В 7/)2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTMPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4379445/24-09 (22) 15. 02. 88 (46) 15.12.89, Бюл, N 46 (72) В.А.Гришин, M.И,Луханин, A.Ñ.Ìàìåäoâ и В,П.Посохов (53) 621,394.62(088.8) (56) Пении П.И. Системы передачи цифровой информации, N. .Сов. радио, 1976, с„ 258, (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРИЕМА МНОГОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения — повышение гомехоустойчивости при воздействии сосредоточенных помех. Устр-во содержит линейный приемный тракт I ветви обработки, согласованные фильтры 2, фор- . мирователи. 3 отсчетов, блоки 4 опреде„„SU„„1529462 A 1

2 ления дисперсии помех и решающие блоки 5, а также сумматор 6, блок регистрации 7, блок синхронизации 8 и многоотводную линию задержки 9. Многочастотный сигнал после предварительной обработки и селекции в тракте 1 поступает в ветви обработки, каждая иэ которых принимает и обрабатывает соответствующий элемент этого сигнала. На основе анализа полученных выходных импульсов с помо:яью сумматора 6 формируется результирующий импульс соответствующей полярности, Далее в блоке регистрации 7 принимается окончательное решение о полярности всего многочастотного сигнала. 11ель достие гается введением формирователей 3, блоков определения 4, блока синхронизации 8 и линии задержки 9, 3 ил.

1529462 где С, — длительность одного элемента МЧС;

N — число элементов (размерность) МЧС;

Тс — длительность МЧС.

Для рассматриваемой структуры

МЧС N=5i "o=Tc/5. В этом случае для передачи мно. Очастотного сигнала используется ансамбль из пяти часТОТ f1 1 f ° f3ð f 4 и f5-. IIPH этом фазы передаваемых колебаний на этих частотах должны соответствовать двоичной информационной последовательности в относительном коде, т .е. для передачи импульса отрицательной полярности используется зйачение фазы ко45

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для обработки многочастотных сигналов с относительной фаэовой манипуляцией, представляющих собой последовательность частотно-разнесенных во времени элементов.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости при воздействии со- 10 средпточенньж помех.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройствами на фиг,2 (a,6) — временные диаграммы: на фиг.3 — проходная 15 характеристика решающих блоков, Устройство для приема многочастотных сигналов содержит линейный гриемный тракт 1, согласованные фильтры 2, формирователи 3 отсчетов,.блоки 4 on- 20 ределения дисперсии помех, решающие блоки. 5> сумматор 6 блок 7 регистрации, блок 8 синхронизации и многоотводную линию 9 задержки, "°

Устройство работает следующим об- 25 разом.

Принцип работы устройства рассмотрим (для конкретности и простоты) на примере пятиэлементного многочастотного (МЧС) сигнала (фиг,2в).

Рассмотрим случай, когда двоичная информационная последовательность имеет вид, изображенный на

Фиг.2а, (в абсолютном коде), или на фиг.26 (в относительном коде), 11лительность МЧС равна длительности передаваемого двоичного информационного символа Т-, а длительность одного элемента сигнала опреде" ляется размерностью МЧС, т.е.

40 л Тс ь = ) о лебаний, равное — 180 (или i ), для передачи импульса положительной полярности — 0 (фиг.26 и 2в). На фиг. фиг,2в показан вид многочастотного сигнала с проманипулированными по фазе элементами. Знаки "+" и "-" в ус" ловном вице показывают фазу отдельных элементов МЧС (+ соответствует значению передаваемой фазы 0 "-" — фао

t зы ) 80 ), которая соответствует полярности передаваемой информационной последовательности в относительном коде (фиг, 26) ° Многочастотный сигнал, прошедший линию связи, поступает на вход приемника 1 в котором осуществляются предварительная обработка и селекция принимаемого колебания, С выхода общего тракта приемника 1 элементы многочастотного сигнала пос тупают на соответствующие согласованные фильтры 2. Каждый из согласованных фильтров 2 настроен па частоту, соответствующую одной иэ послецующих частот принимаемого многочастотного сигнала, На выходе согласованного фильтра 2, с которым был согласован принимаемый элемент

МЧС, гоядляется отклик в виде высокочастотного процес".о с максимальным значением в момеит окончания частотного элемента МЧС, В момент времени приема данного элемента МЧС (на конкретной частоте) на выходах остальных согласованных фильтров 2 буд т присутствовать только шум, Временные диаграммы реакции согласованных фильтров 2 приведены на фиг,2г д, е ж, з. С целью иллюстрации принципа работы устройства предполагается, что при приеме первого и третьего МЧС сосредоточенными помехами поражены их второй, третий и четвертый . элементы на частотах й1, f» f.4 (фиг.2д, е, ж, где показано, что при приеме первого многочастотного сигнала отрицательной полярности отклики на выходе фильтров 2, согласованных с элементами МЧС на частотах f f, f<, име. ют положительную полярность; при приеме третьего МЧС положительной полярности укаэанные отклики имеют отрицательную полярность), При приеме второго МЧС предполагается, что сосредо" точенные помехи отсутствуют, поэтому отклики на выходах всех согласованных фильтров 2 имеют одинаковые максималь-ные значения одной и той же полярности. Элементы многочастотногo сигнала

5 1529" 6 с выхода общего тракта приемника 1 поступают также на вход блока 8 синхронизации, который определяет границы

МЧС (фиг.2и). Короткие импульсы с выхода блока 8 синхронизации поступают на нход многоотводной линии 9 вадержки, состоящий из N-1 элементов задержки> обеспечивающих задержку входнь1х импульсов на длительность одного эле- 10 мента МЧС i,, Для рассматриваемой структуры МЧС при N=5 временные диаграммы импульсов на выходах многоотводной линии.9 задержки представлены на фиг.2к, л, м, н, и. Данные после- 15 довательности импульсов поступают на управляющие входы формирователей 3 отсчетов соответствующих ветвей обработки, Блок 8 синхронизации обязательно должен содержать инерционный 20 элемент с большой памятью, который при воздействии достаточно мощной кратковременной помехи препятствует срыву синхронизации, Формирователи 3 отсчетов могут быть реализованы н ни- 25 де электронного ключа. Следовательно, на выходах формиронателей 3 отсчетов существуют короткие импульсы, амплитуды и полярности которых определяюrся максимальным значением и поляр- 30 ностью откликов согласованных фильтров 2 (в моменты времени, кратные с ), Для наглядности отсчеты на выходах формирователей 3 отсчетов изображены на фиг.2о на одной временной оси, В каждой ветви обработки отсчеты элементов МЧС с выходов формирователей 3 отсчетов одновременно поступают на входы решающего блока 5 и блока 4 определения дисперсии помех, Оценка 40 дисперсии помехи осуществляется путем накопления отсчетов элементов принимаемых МЧС, полученных на выходе согласованного фильтра 2 в течение приема, их воздействия н квадрат и 45 статистического усреднения, при этом точность оценки дисперсии определяется количеством отсчетов, участвующих в процессе статистического усреднения ° С выхода блока 4 определения дис-50 персии помех сигнал с уровнем, соответствующим дисперсии помехи в i-й ветни, подается на управляющий вход решающего блока 5. В каждой ветви обработки в решающем блоке 5 осущест- 55 вляется вынесение частного решения о полярности принятого элемента МЧС, Данные блок 5 реализует алгоритм бинарного квантования с нулевой зо2 6 ной, который можно записать следующим соотношением:

+1 в e<>H Usa; + +U пор i

П пор U в 1 < +11„« — 1, если U; 4-U

8LfX i

Г,2

2 где 4 — удельная интенсивность помео хи в 1 и ветви приема

Для рассматриваемой структуры МЧС величина 4 определяется по формуле

>2 2л р Е где — оценка дисперсии помехи, л2 сформированной в блоке 4.

На фиг.2о величина порогового напряжения, определяющего нулевую зону для каждого элемента МЧС, показана пунктирными линиями. На фиг.2о видно, что отсчеты элементов МЧС, пораженные помехой на частотах f 2, на ныходах согласованных фипътров 2 при приеме первого и третьего сигналов оказываются меньше порогового напряжения, определяющего нулевую зону, При приеме первого сигнала предполагается наличие на частотах

f » f < мощных сосредоточе и1 i помех, интенсивность которых значительно превышает уровень элементов МЧС.

При этом результирующие отсчеты на выходах согласованных фильтров 2 представляют собой сумму противополо пых

Проходная характеристика решающего блока 5 в i-й (i=! N) ветви приема изображена на фиг,З. Нулевая эона проходной характеристики определяется интервалом изменения входного напряжения от -U„,ð до +U„« . Величина порогового напряжения (IU g p l) определяется текущим значением дисперсии помехи в каждой ветви обработки. В соответствии с проходной характеристикой (фиг.3) на выходе решающего блока 5 появляется напряжение положительной или отрицательной полярности единичной амплитуды, если входное напряжение (IUsiI ) больше порогового на(Il hop I ) ° T ° p. I11sxl 1П,p1

Величина порогового напряжения зависит от дисперсии помехи и постоянно изменяется в соответствии с ее оценкой, сформированной н блоке 4 опреде-. ления дисперсии помех н каждой ветви обработки. При этом величина порогового уровня опрегеляется выражением

1529462 по знаку отсчетов помехи и сигнала, так как отмечалось выше, сигнал и помеха противоположны по фазе (фиг.2г, д, е, ж). Поскольку блок 4 определе5 ния дисперсии помех формирует отсчеты, пропорциональные дисперсии помехи, а входной отсчет решающего блока

5 есть алгебраическая сумма противоположных по знаку отсчетов помехи и сигнала, то его уровень будет меньше величины порогового уровня (фиг,2о), При приеме второго сигнала сосредоточенные помехи отсутствуют, поэтому величина порогового уровня определяется только дисперсией белого шума, Ио этой причине отсчеты элементов

МЧС превышают пороговый уровень (U„,р1.

При приеме третьего сигнала предполаraeтся няличие на чястотях fz, f.> ° f4 сосредоточенных помех, интенсивность которых незначительно отличается от уровня элементов МЧС. При этом, как и при приеме первого МЧС, их фазы противопОложны (фиг ° 2Г ° Д, P. ж, 3). ПО этой причине результирующие отсчеты принимаемых сигналов во второй, третьей и четвертой ветвях имеют отрицательную полярность,(вместо положительной) и меньше порогового уревня. В решаю- 3о щем блоке 5 происходит сравнение входного отсчета и текущего порогового уровня. На выходе решающего блока 5 существуют единичные импульсы положительной или отрицательной полярности, 5 если величина входного отсчета выходит за пределы нулевой эоны. В против ном случае выходной Сигнал равен нулю„ Отмеченное показано на временных диаграммах (фиг,2п). Так, при при-4р еме первого и третьего МЧС на выходах решающих блоков 5 во второй, третьей и четвертой ветвях выходной импульс отсутствует. Окончательное решение о полярности всего МЧС в дальнейшем бу- 45 дет приниматься на основе анализа су» шествующих выходных импульсов, Импульсы с выходов решающих блоков 5 посту» пают на входы сумматора 6, на выходе которого формируется результирующий импульс соответствующей полярности (фиг.2,р). В блоке 7 регистрации осуществляется сравнение полярностей двух соседних импульсовь соответствующих предыдущему и последующему б сигналам, и формирование принимаемого информационного импульса, Срав. нивая временные диаграммы (фиг.2т и

2а), на которых показаны принятая и переданная соответственно информационные последовательности, приходим к выводу, что, несмотря на действие сосредоточенной помехи на первом и третьем МЧС, информационные сигналы приняты верно. В то же время при использовании в качестве решающего блока 5 бинарного квантователя (без нулевой меняющейся зоны) при действии тех же самых помех переданная информационная последовательность будет

1 восстановлена с ошибкой: фиг,2у— временные диаграммы на выходе решающего блока 5, фиг.2ф — на выходе сумматора 6, фиг.2x — на выходе перемножителя блока 7 и фиг.2ц — на выходе блока 7 регистрации. Это объясняется тем, что в известном устройстве решающее устройство в виде бинарного квянтователя (без нулевой зоны) не устраняет пораженные помехой отсчеты (например, при приеме первого

МЧС), а только ограничивает их уровень и. сохраняет полярность. B связи с этим окончательное решение выносится с учетом этих ограниченных отсче— тов, полярность которых определяется действующей помехой„ что приводит к ошибочному решению. Кроме того, при использовании бинарного квантователя без нулевой зоны возможны ложные срабатывания по отсчетам пренебрежительно малой величины (случай приема третьего МЧС), когда по малым входным отсчетам на выходе решающего блока 5 формируются единичные импульсы той или иной полярности (фиг.2о и фиг.2у для третьего МЧС).

Проходная характеристика решающего блока 5 должна соответствовать требуемой, а именно:

Ц||ыу = +Е при U >„r +U„ор б

"вых = -Е при Usx, с -Ппор

1)вых = О прН 1) пср-1)нх - 1)яб|р °

Таким образом, величина нулевой зоны меняется прямо пропорционально дисперсии приходящей сосредоточенной помехи. На фиг.2о значения нулевой зоны изображены пунктирной линией, и при приеме элементов сигнала, пораженных помехой (второго, третьего,и четвертого элементов первого и третьего МЧС), уровень нулевой зоны устанавливается таким, что ошибочные элементы вырезаются (фиг.2п) и прием происхоцит без ошибки (фиг,2п, р, с, т).

9 l5294F

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства обеспечивается положительный эффект, заключающийся в повышении помехоустойчивос5 ти приема сигналов по сравнению с прототипом относительно сосредоточенных помех. формула изобретения i

Устройство для приема многочасто1ных сигналов, еодержащее линейный приемный тракт, выход которого соединен с входами согласованных фильтров, решающие блоки, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого соединен с входом блока регистрации, при этом вход приемника является входом устройства, выходом которого является выход блока регистрации, о т л и ч а ю щ е е!

О с я тем, что, с целью понышения помехоустойчивости при воздействии со срелоточеиных помех, введены формирователи отсчетон, блоки определения дисперсии помех, многоотводная линия задержки и блок синхронизации, выход которого соединен с входом многоотводкой линии задержки, выходы которой подключены к управляюц м входам формиронателей отсчетов, выходы которых соединены с входами соответствующих блоков определения дисперсии помех и с первыми входами соответствующих решающих блоков, вторые входы которых полключень. к выходам соответствующих блоков определения диспер сии помех, при этом вход блока синхронизации подключен к выходу приемника, а выходы согласованных фильтров оединены с сигнальными входами соответствующих формирователей отсчетов.

1529462 и

К

И

Составитель О,Геллер

Редактор А.Маковская 7ехред M.Äèäûê Корректор M,Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 7761/56

Тираж 626

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Произвопственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101