Способ некогерентного приема дискретных сигналов

Патент 771894

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОЙ КСАИМ Е

ИЗОБРЕТЕННАЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 437240 (22) Заявлено 300678 (21) 2636315/18-09 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 151080, Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 151QRO

Н 04 В 7/00

Н 04 L 25/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) 3 Д)(6 2 1 . 3 9 6 . .62(088.8) (72) Авторы изобретения

А.И.Даниленко и ANËåâàøåâ

Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕКОГЕРЕНТНОГО ПРИЕМА ДИСКРЕТННХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиотехнике. Способ может быть использован для различения дискретных сигналов в шумах в условиях работы радиотехнических систем, при которых 5 целесообразен широкополосный некогерентный прием.

По основному авт.св. Р 437240 известен способ некогерентного приема дискретных сигналов, по которому 10 сравнивают процессы в каналах, после сравнения мощностей случайных процессов формируют единичную ступенчатую функцию от их разности, перемножают ее с исходными случайными процессами 15 в каждом из каналов, задерживают полученные после перемножения процессы на интервал корреляции помехи и вновь сравнивают мощности полученных случайных процессов, причем ука- 2О ванный цикл повторяют до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень подавления слабого конкурирующего случайного процесса сильным 11 . 25

Однако известный способ характеризуется большой вероятностью ошибки эа один цикл преобразования.

Цель изобретения вЂ” снижение вероятности ошибки. ЗО

Для этого по способу некогерент-* ного приема дискретных сигналов после формирования единичной ступенчатой функции формируют иэ нее монотонно возрастающую передаточную функцию, скорость возрастания которой определяется характером изменения разности мощностей cëó÷àéíûõ процессов, и передаточную функцию дополнения монотонно возрастающей функции к единичной ступенчатой функции, затем осуществляют перемножение с большим по мощности случайным процессом монотонно возрастающей передаточной функции, а с меньшим по мощности случайным процессом передаточной функции дополнения к единичной ступенчатой функции.

На фиг. 1 и 2 изображены графики, поясняющие суть предложенного способа; на фиг. 3 показана структурная электрическая схема устройства, позволяющего осуществить предложенный способ.

Суть предложенного способа заключается в следующем.

В предложенном способе подавление слабой реализации сильной осуществляется не мгновенно, а за время, соизмеримое с интервалом корреляции поме771894 к ь, (д),kt(t-st)) передаточная функция второго процесса, существующая

При Ч2(р) Х, ф)

И МОНОТОННО возрастающая в пределах (1) 5 од 2 (t,g (t), к (t дд))д 1 (5) Сравнивая предлагаемый алгоритм обработки случайных процессов (2), (3), (4), (5) с прототипом, можно указать, на из общие и отличительные черты. Общим является наличие операции перемножения на функции, зависящей от разности случайных процессов, причем в результате этой операции слабая реализация обращается в ноль.

Отличительные признаки предлагаемого алгоритма состоят в следующем.

После совпадения процессов момент времени t=t, (фиг. 1) слабый процесс подавливается до нуля не мгновенно, а за время переходного процесса С соизмеримое с интервалом корреляции помехи. Длительность переходного процесса t определяется скоростью изменения передаточных функций сравниваемых процессов, которая зависит от относительной разности этих процессов. При увеличении относительной разности процессов скорость изменения передаточных функций увели яивается, стремясь к максимальной величине, а при уменьшении уменьшается, стремясь к минимальной величине.

Зависимость передаточных функций

2, и 7.> от времени относительной разности процессов g(t) и значений

К,(t -4t), Кг(С -ht) с учетом ограничений (3), (5) описывается выражениями

Z,(t)=lC lt-дэ)эдэ U,fglt)) х,(t)»t(t); (б)

Z (г) -К2(д-41) ЬЪ V @(t)))Хф)1Х2(С) (3) 45

О аZ,(t,,КА), К,(t- й)1 «1 где венно.

На основании проведенных исследований и моделирования предлагаемого способа обработки дискретных сигналов на ЭЦВМ конкретизирована зависи(д) мость х," (t) ° х,(э) (t.Г,(д,д(д) х,(д-дд))) к, (д1=иэ(д) Z,(t,g (t), к,(t-дд)) С, Т»(1 62 xP(-С.Д) (7) где C, вЂ” постоянный коэффициент, определяющий максимальную скорость возрастания передаточной функции при g ñ ;

C2 - постоянный коэффициент, определяющий минимальную скорость возрастания передаточной функции при g 0 хи Ь», со скоростью, зависящей от относительной разности g(t) сравниваемых исхоДных пРоцессов х,(t) иХг(.):

Характер преобразования процессов определяется правилами, в соответст- )(Я вии с которыми протекают переходные процессы при подавлении и восстановлении сравниваемых процессов. Для наглядного описания правил на фиг.1 показаны реализации сравниваемых процессов до и после преобразования, одна х,(t) из которых монотонно воэРастает, а дРУгаЯ ХгД. монотонно Убывает и при k (t) и >(t) они пересекаются. Реализации преобразованных процессов Х(;) (С) и Ф () показаны штриховыми линиями.

На интервале времени От О до t, X.t(t) (Х) a), процесс Х, (1) подавлен и равен нулю. По прошествии момента Е

1 х,(t ) ) x2(t) начинается операция подавления процесса Х (t) и восстанов(1) ления процесса Х(,)(д по правилу

", Ж=ХФ)2 It, () К Ч.-и)) (1) (2) ЗО х (э)р.-х,(э) (g-Z (с к(э) к (э.аф (<-«) гэеМ (t-дт)"- вЂ” эначение коэддииих1 () ент а передачи перво-З го процесса в момент времени t-4t

4t О;

Z,(t,RIt) К, (t-дт)) вЂ” нереааточнак функник первого процесса, 40 существующая при

Х,(t) ) »2(1) и монотонно возрастающая в пределах

В данном случае эта функция возрастает от 0 до 1 за время переходного процесса

В случае обратного хода процессов, пРи котоРом Х, (ф) Убывает, а Хг(С) возрастает, правило их перезапирания аналогично выражениям (2), (3): х" (t 5t) I тле дт(д-дэ) = вЂ” 1 вЂ” - эначение коэд- 60

Чг (4 ) Фициента передачи второго процесса в момент времечи

t 4t, 4t О; 65

>g(t)),чт(д(Э)) - скорости эоэрастания 2, (t) и

2ф)соответст771894 чу) IL1«ã 5 ах - )3 ьъ 25

Z,,,ф(),<,(t ht)j=<,(t h<) „(t) (t) ф|Бвхр(-" „„", )) (9) М ф)=, ехр (, х 1 где А вЂ” амплитуда сигнала, эфФективное значение шума на входе дискриминатора.

Указанные процессы представлены числовыми значениями, взятыми через

0,1 К . Объем статистики каждого процесса составил 20000 чисел.

Критерием эффективности предложенного способа является величина вероятности ошибки при определении процесса с сигналом по взятым отсчетам. В соответствии с этим критерием вычислялись вероятности ошибки при обработке одних и тех же процессон без взаимного преобразования и после первого цикла взаимного преобразования процессов по предложенному алгоритму. Полученные результаты приведены в таблице, где о= А Ю вЂ” отношение амплитуды сигнала к эффективному значению шума на выходе, сР/2 - отношение мощности сигнала к мощности шу а на входе Рош Рмвероятности ошибочного определения процесса с сигналом без взаимного преобразования и после первого цикла взаимного преобразования процессов по предложенному алгоритму соответственно.

Cg вЂ” постоянный коэффициент, определяющий влияние относительной разности процессов на скорость возрастания передаточной функции.

При С,= 0 скорость изменения передаточной функции бесконечна и алгоритм взаимного преобразования процессов (2), (3), (4), (5) переходит в алгоритм прототипа, который следовательI но, является частным случаем алгоритма (2), (3), (4), (5).

Близкими к оптимальным являются следующие значения коэффициентов:

С,-1 с,=Z,5 С,= 7

С учетом этих условий Формула (7) принимает вид

1огда выражения для передаточных

Функций в алгоритме (2),(3),(4),(5) имеют вид

Из выражения (9) видно, что для осуществления взаимного преобразования 35 случайных процессов необходимо знать лишь полосу пропускания линейной части приемника bf= 1(4

К и других априорных данных не требуется. 40

На фиг. 2 показаны реализации тех же процессов, подвергнутые преобразованию по предлагаемому алгоритму. В результате использования этой обработки устранено влияние кратковре- 45 менных (меньше интервала корреляции помехи) превышений процесса с шумом над процессом с сигналом и вместе с тем сохранена форма процесса с сигналом, т.е. его спектр мало 50 изменился.

Устройство, реализующее предло женный способ (фиг. 3), содержит блок 1 вычитания процесса x<(t) из процесса Xq(t) блоки 2 и 3 вычисления относительной разности процессов, которые совместно с коммутатором 4 выполняют операцию в соответствии с Формулой (1), усилитель-ограничитель 5, формирующий единичную ступенчатую функцию от разностного процес" d0 са, которая принимает значения +0,5 и -0,5, фильтр 6 нижних частот или интегратор, формирующий из ступенчатой функции управляющее напряжение, которое плавно изменяется в пределах g5 от -0,5 до +0,5. Постоянная времени

Фильтра б регулируется напряжением с выхода коммутатора 4, за счет чего обеспечивается влияние относительной разности исходных процессов на скорость изменения управляющего напряжения н соответствии с формулой (8).

Устройство содержит также перемножители 7, 8 и инвертор 9, на вход которого поступает управляющее напряжение alt) с выхода фильтра б, на одном из выходов Формируется напряжение у()«о5), а на другомвЂ” напряжение <-у() «о,51.

Если у, ) =о,5, то верхний канал открыт, а нижний закрыт; если ц()=О, то оба канала открыты наполонину, если 0(t)=-05, то верхний канал закрыт, а нижний открыт.

Для проверки эффективности предложенного способа применялось моделирование случайных процессов на 3UBM и их обработка н соответствии с алгоритмом (2), (3), (4),(5). Моделировались процессы, представляющие собой огибающие на выходах разделительных фильтров частотного дискриминатора. Плотность распределения вероятности одного из этих процессов (c сигналом) подчиняется закону Райса а другого (без сигнала) подчиняется закону Рэлея

771894

Формула изобретения

Х() Иэ таблицы видно, что выигрыш по вероятности ошибки возрастает с увеличением отношения сигнал/шум на входе.

Способ некогерентного приема дискретных сигналов по авт.св.9437240, отличающийся тем, что, с целью снижения вероятности ошибки, после формирования единичной ступенчатой функции формируют из нее монотонно возрастающую передаточную функцию, скорость возрастания которой 25 определяется характером изменения разности мощностей случайных процессов, и передаточную функцию дополнеыия монотонно возрастающей функции к единичной ступенчатой функции, затем перемножение осуществляют с большим по мощности случайным процессом монотонно возрастающей передаточной функции, а с меньшим по мощности случайным процессом передаточной функции дополнения к единичной ступенчатой функции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 437240, кл. Н 04 L 25/08, 1971 (прототип).

771894 х,(1>

Составитель И. Шамонина

Редактор Т. Юрчикова Техред Е. Гаврил що Корректор И. Муска

Заказ 6720/72

Тираж 729

Подписное

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