Устройство поиска шумоподобного сигнала

Устройство поиска шумоподобного сигнала

Реферат

 

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в повышении помехозащищенности канала синхронизации и уменьшении вероятности ложного обнаружения сигнала. Для этого устройство содержит генератор тактовых импульсов, генераторы информационной и синхронизирующей псевдослучайных последовательностей (ПСП), регистр сдвига, корреляторы, формирователь порога, также введены два коммутатора, генератор дополнительной синхронизирующей ПСП, решающий блок с памятью. 3 ил.

Устройство относится к области широкополосных систем радиосвязи, в которых используются шумоподобные сигналы.

Из известных устройств поиска шумоподобного сигнала наиболее близким по своей сущности является "Устройство поиска шумоподобного сигнала".

Блок-схема устройства поиска шумоподобного сигнала (прототипа) приведена на фиг.1:

1 - регистр сдвига;

2 - перемножитель;

3 - интегратор;

4 - амплитудный детектор;

5 - сдвигающий триггер;

6Л, 6Ц, 6П - схемы выбора максимальных значений сигналов;

7 - схема сравнения на четыре входа;

8 - ключ;

9 - формирователь порога;

10 - сумматор;

11 - схема сравнения на два входа;

12 - управляемый делитель точной дискретной ФАП;

13 - управляемый делитель грубой дискретной ФАП;

14 - схема управления;

15 - генератор синхронизирующей псевдослучайной последовательности импульсов (ГПС);

16 - схема управления по задержке;

17 - опорный генератор;

18 - схема принятия решений;

19 - устройство фазирования по задержке;

20 - генератор информационной псевдослучайной последовательности (ГИП);

21 - дополнительный регистр сдвига;

22 - дополнительная схема сравнения на два входа;

23 - дополнительный сдвигающий триггер.

Простое увеличение базы сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности, в условиях воздействия имитационных помех, в устройстве поиска шумоподобного сигнала (в прототипе) является неприемлемым.

Устройство поиска шумоподобного сигнала свободно от вышеуказанного недостатка и позволяет повысить помехозащищенность канала синхронизации в условиях воздействия имитационных помех.

Блок-схема устройства представлена на фиг.2, для которой введены следующие обозначения:

1 - регистр сдвига;

2 - коррелятор;

3Л, 3Ц, 3П - схемы выбора максимального сигнала;

4 - ключ;

5 - формирователь порога;

6 - схема сравнения;

7 - сумматор;

8 - генератор синхронизирующей псевдослучайной последовательности (ГСП);

9 - опорный генератор;

10 - устройство управления фазой;

11 - генератор информационной псевдослучайной последовательности (ГИП);

14 - дополнительная схема сравнения;

15 - генератор;

16 - смеситель;

17а, б - коммутатор радиочастоты;

18а, б - коммутатор видеочастоты;

19 - пороговое устройство;

20 - генератор дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности (ГДСП);

21 - управляемое фазирующее устройство;

22 - решающая схема.

Устройство осуществляет трехэтапный поиск входного шумоподобного сигнала; параллельно-последовательный поиск сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности (СП), и последовательный поиск сигналов информационной псевдослучайной последовательности (ИП) (база ИП > базы СП), и дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности (база ДСП > базы ИП).

Параллельно-последовательный поиск сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности СП осуществляется тремя группами корреляторов - левой (Л), правой (П) и центральной (Ц) (фиг.1).

Число корреляторов левой и правой групп одинаково и равно n, число корреляторов центральной группы равно трем: левый канал, центральный канал, правый канал.

Входной шумоподобный сигнал через коммутаторы радиочастоты (17а и 17б) подается на радиочастотные входы корреляторов левой, центральной и правой групп.

На видеочастотные входы корреляторов левой, центральной и правой групп, кроме первого канала правой группы корреляторов, подаются сигналы опорной синхронизирующей псевдослучайной последовательности с регистра сдвига 1, сдвинутые относительно друг друга на длительность элементарного импульса последовательности ₀, причем сигналы опорной синхронизирующей псевдослучайной последовательности, подаваемые на видеочастотные входы корреляторов 2 центральной группы, сдвинуты относительно друг друга на половину длительности элементарного импульса ₀/2.

Сигнал опорной синхронизирующей псевдослучайной последовательности поступает на вход регистра сдвига 1 через коммутатор видеочастоты 18а и видеочастотный вход коррелятора первого канала через коммутатор видеочастоты 18б с выхода генератора СП №8.

В каждом корреляционном канале вычисляется взаимокорреляционная функция между входным шумоподобным сигналом и сигналами опорных СП. Выходные сигналы корреляторов левой, центральной и правой групп поступают на схемы выбора максимального сигнала 3Л, 3Ц, 3П. Максимальный сигнал центральной группы и максимальные сигналы левой и правой групп через ключи 4 поступают на схему сравнения 6, на другой вход которой поступает пороговый сигнал с формирователя порога 5.

В зависимости от выходных сигналов схемы сравнения 6 возможны следующие состояния.

а) Максимальные сигналы левой, центральной и правой групп корреляторов меньше порогового сигнала. В этом случае на выходах схемы 6: Л, Ц, П сигналы отсутствуют. С выхода сумматора 7 выдается команда "продолжение поиска" на устройство управления фазой 10. В устройстве 10 "выкусывается" такое количество тактовых импульсов, поступающих на генераторы структур ГСП 8, ГИП 11 и ГДСП 20, чтобы сигналы опорных синхронизирующих псевдослучайных последовательностей, поступающие с регистра сдвига 1 на видеочастотные входы корреляторов 2 левой, центральной и правой групп, сдвинулись на время 2 (n+1)₀ относительно сигналов опорных синхронизирующих псевдослучайных последовательностей генерируемых до поступления команды "продолжение поиска".

Временные диаграммы поиска входного сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности приведены на фиг.3. Интервал поиска, равный периоду следования СП-Тсп, разбивается на N временных интервалов одинаковой длительности, равной 2(n+1)₀ фиг.3. В случае необнаружения сигнала СП группой из 2(n+3) корреляционных каналов в i-м временном интервале начинается анализ входного шумоподобного сигнала в (i+1) интервале и т.д.

б) Если при анализе входного шумоподобного сигнала в одном из N временных интервалов максимальный сигнал с выхода схемы выбора максимального сигнала 3 (или 3Л или 3Ц, или 3П) превысит пороговый сигнал, с выхода схемы 7 не выдается команда "продолжение поиска" на устройство управления фазой 10. Поиск сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности во временных интервалах прекращается. При обнаружении сигнала в левой или правой группах корреляторов на выходе схемы сравнения 6 вырабатываются сигналы Л или П, которые являются управляющими для устройства управления фазой, происходит грубая подстройка фазы последовательности тактовых импульсов ТИ с шагом +₀ или -₀ до тех пор, пока максимальный сигнал не появится в центральной группе корреляторов. При появлении сигнала Ц на выходе схемы сравнения 6 (на выходах Л или П сигналы пропадают) начинается точная подстройка фазы тактовой последовательности ТИ по сигналам В и С с выхода левого и правого корреляторов центральной группы, с шагом , где L₁ - любое целое число, определяемое заданной точностью удержания значения обнаруженного сигнала в центральном канале. Таким образом, на первом этапе осуществляется параллельно-последовательный порог сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности.

При одновременном появлении на выходе схемы сравнения 6 сигнала Ц и стробирующего импульса СИ на выходе управляемого фазирующего устройства 21, включается решающая схема 22, которая выдает команду на управляемое фазирующее устройство 21 на поиск сигнала информационной псевдослучайной последовательности в дополнительном центральном канале, на радиочастотный вход коррелятора которого подается входной сигнал, перенесенный в смесителе 16 на несущую частоту f₂. На видеочастотный вход коррелятора подается сигнал опорной информационной псевдослучайной последовательности с ГИП-11. По команде "поиск сигнала "ИП" синхроимпульс с выхода управляемого фазирующего устройства 21 смещает начало опорной информационной последовательности на время, равное периоду синхронизирующей псевдослучайной последовательности СП. Временные диаграммы поиска сигнала информационной псевдослучайной последовательности приведены на фиг.3.

Устройство должно проанализировать К возможных временных положений сигнала информационной псевдослучайной последовательности, где К - равно отношению периода информационной псевдослучайной последовательности к периоду синхронизирующей псевдослучайной последовательности.

Число последовательных проверок наличия сигнала ИП в общем случае может составить К₁, где ₁ - любое целое число, определяющее число циклов поиска сигнала ИП на временном интервале, равном периоду следования информационной псевдослучайной последовательности Тип. В случае необнаружения сигнала ИП за ₁ циклов поиска решающая схема 22 выдает команду на устройство управления фазой 10 на начало поиска сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности.

При обнаружении сигнала информационной псевдослучайной последовательности в дополнительном центральном канале на выходе дополнительной схемы сравнения 14 появляется сигнал, по которому прекращает сдвиг по времени информационной псевдослучайной последовательности.

Устройство переходит в режим поиска сигнала дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности ДСП.

Для этого:

1) ключами 4 отключаются максимальные сигналы левой и правой групп корреляторов от схемы сравнения 6;

2) решающая схема 22 выдает команду на управляющие входы коммутатора видеочастоты 18б, который подключает опорную дополнительную синхронизирующую псевдослучайную последовательность со второго выхода генератора ДСП 20 (сигналы на первом и на втором выходах генератора ДСП имеют одинаковую структуру и отличаются только временным сдвигом, равным , и на коммутатор радиочастоты 17б, который подключает к радиочастотному входу коррелятора первого канала входной шумоподобный сигнал, перенесенный на несущую частоту f₂ в смесителе 16.

Устройство должно проанализировать М возможных временных положений сигнала дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности, где М равно отношению периода дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности к периоду информационной псевдослучайной последовательности.

Число последовательных проверок наличия сигнала ДСП в общем случае может составить К₂, где ₂ - любое целое число, определяющее число циклов поиска сигнала ДСП на временном интервале, равное периоду следования ДСП ТДСП.

В случае необнаружения сигнала ДСП за ₂ циклов поиска решающая схема 22 выдает команду на схемы 4, 10, 18а, 18б на начало поиска сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности.

При обнаружении сигнала дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательности на выходе порогового устройства 19 появляется сигнал Д, который, поступая на вход управляемого фазирующего устройства 21, прекращает сдвиг по времени дополнительной синхронизирующей последовательности на длительность периода информационной последовательности.

Решающая схема 22 при условии совпадения r стробирующих импульсов СИ (r - любое целое число) с выхода схемы 21, сигналов Ц с выхода схемы сравнения 6 и сигналов Д с выхода порогового устройства 19 принимает решение об обнаружении входного сигнала и выдает команду:

- на коммутатор видеочастоты 18a, который подключает к регистру сдвига 1 дополнительную синхронизирующую последовательность с первого выхода генератора ДСП 20;

- на коммутатор радиочастоты 17а, который подключает к радиочастотным входам корреляторов левой, центральной и правой групп каналов входной шумоподобный сигнал с выхода смесителя 16.

Таким образом, дальнейшая синхронизация в устройстве осуществляется по сигналу дополнительной синхронизирующей последовательности с большой базой.

Если число совпадений сигналов Ц, Д и стробирующих импульсов СИ меньше r и равно р и после р-го совпадения сигналов не произойдет подряд j совпадений, то решающая схема 22 выдает команды на начало поиска сигнала синхронизирующей псевдослучайной последовательности СП схемам 4, ГО, 17a, 18a и 18б.

Режимы поиска входного шумоподобного сигнала повторяются.

С целью получения большого числа ансамблей совместно работающих синхронизирующей, информационной и дополнительной синхронизирующей псевдослучайной последовательностей импульсов на передающем устройстве может быть введен дополнительный сдвиг между ними, кратный длительности элементарного импульса структуры ₀.

В приемном устройстве эта задержка учитывается в управляемом фазирующем устройстве 21.

Таким образом, введение дополнительных элементов, перечисленных выше в устройство поиска шумоподобного сигнала обеспечивает высокую помехозащищенность канала синхронизации в условиях воздействия имитационных помех, структура которых совпадает со структурой полезного сигнала, уменьшение времени поиска и вероятности ложного обнаружения и синхронизации сигнала при больших базах.

Формула изобретения

Устройство поиска шумоподобного сигнала, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный к генераторам информационной и синхронирующей псевдослучайных последовательностей (ПСП) и через регистр сдвига к первой, второй и третьей группам корреляторов, радиочастотные входы формирователя порога, первой, второй и третьей групп корреляторов и дополнительного коррелятора подключены ко входам устройства, выход генератора информационной ПСП подключен к другому входу дополнительного коррелятора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности канала синхронизации и уменьшения вероятности ложного обнаружения сигнала, введены два коммутатора, генератор дополнительной синхронизирующей ПСП, решающий блок с памятью, причем два его выхода подключены к управляющим входам коммутаторов, два других выхода - к генераторам информационной и дополнительной синхронизирующей ПСП, остальные выходы - к входам генератора тактовых импульсов, а входы - к выходам формирователя порога первой, второй, третьей групп корреляторов и дополнительного коррелятора, второй выход генератора информационной ПСП подключен ко входу генератора дополнительной синхронизирующей ПСП, на другой вход которого подан выход генератора тактовых импульсов, а два его выхода подключены к другим входам коммутаторов, генератор синхронизирующей ПСП подключен через второй коммутатор к регистру сдвига, один из выходов которого через первый коммутатор подключен к первой группе корреляторов.

РИСУНКИ