DE3211104A1

DE3211104A1 - Verfahren und anordnung zur automatischen erkennung eines nachrichtensignals

Info

Publication number: DE3211104A1
Application number: DE19823211104
Authority: DE
Inventors: Bodo Dipl Ing Harders; Michael Dr Ing Mankopf; Horst Dipl Phys Stahl
Original assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Current assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1983-10-06

Description

Verfahren und Anordnung zur automatische Erkennung eines
Nachrichtensignals Die Erfindung betifft ein Verfahren und eine Anordnung zur automatischen Erkennung eines Nachrichtensignals auch bei gleichzeitiger Einwirkung von Störsignalen, wobei aus dem Signalgemisch die Autokorrelationsfunktion gebildet wird.
Zur eindeutigen Erkennung eines Nachrichtensignals ist es erforderlich, dieses auch von Störsignalen, wie z.B. dem Eigenrauschen eines Empfängers, als solch unterscheiden zu können. Insbesondere dann, wenn die Erkennung eines Nachrichtensignals automatisch erfolgen soll, werden zuverlässige Hilfsmittel nötig, welche aus einem Signalgemisch, das sich aus Nachrichten- und Störsignalen zusammensetzen kann, ein Nachrichtensignal ausfindig machen.
Die Aufgabenstellung ergibt sich beispielsweise in automatischen Funküberwachungssystemen, in denen Empfänger eingesetzt werden, die bestimmte Frequenzen oder Frequenzbänder selbsttätig abtasten und diesen Abtastvorgang bei jeder Frequenz unterbrechen sollen, bei der ein Nachrichtensignal empfangen wird. Um den Suchlauf des Empfängers nicht unnötig lange zu unterbrechen,muss die Auswertung und Erkennung der Signale schnell erfolgen.
Bekannt sind unter der Bezeichnung "Squelch" Verfahren, die die Amplitude eines Signals mit einer unteren Grenze vergleichen, die beispielsweise dem Eigenrauschen des Empfängers entspricht. Als Nachrichtensignal wird jedes Signal ausgewiesen, dessen Amplitude die ogn. untere Grenze überschreitet. Dies trifft allerdings auch für Störsignale die z.B. durch atmosphärische Entladungen oder durch sogenannte Nachbarkanalstörungen entstehen. Infolgedessen ist die Zuverlässigkeit derartiger "Squelch"-Schaltungen beispielsweise für Anwendungen bei automatischen Funküberwachungs-Systemen unzureichend.
Weiterhin sind "Squelch"-ähnliche Verfahren bekannt, die eine Spektralanalyse des Signal-Stör-Gemisches beinhalten.
Hierbei stehen aber die individuellen Ei schaften der Sprache oder die individuelle Gebeweise des Funkers für Morsezeichen der Automation im Wege, zumindest ist die Realisation eines derartigen Verfahrens mit grossem Aufwand und einer Beobachtungszeit des Signal-Stör-Gemisches verbunden, die durch den Zeitbedarf für die Spektralanalyse für schnell arbeitende automatische Funküberwachungssysteme unzulässig lang sein kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnelle, sichere und automtische Erkennung eines Nachrichtensignals zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Wert der Autokorrelationsfunktion als Entscheidungskriterium herangezogen wird, ob im Signalgemisch ein Nachrichtensignal enthalten ist, oder ob nur Störsignale vorliegen.
Weiterhin wird nach der Erfindung aus einem Signal-Störgemisch die Hüllkurve gebildet und von dieser die Autokorrelationsfunktion hergeleitet.
Die Nutzung der Korrelationsanalyse unter Bildung der Autokorrelationsfunktion zur Erkennung eines Nachrichtensignals weist bei im Vergleich zu anderen Verfahren geringem Aufwand den Vorteil der eindeutiaen und automatischen Unterscheidung zwischen Nachrichten- und Störsignalen auf. Ferner entlastet diese Automation den Horchfunker, der hierdurch, von Störsignalen unbeeinflusst, nur beim Empfang von Nachrichtensignalen den Horchempfänger beobachten muss. Auch ist bekannterweise die Geschwindigkeit der Auswertung von grosser Bedeutung, welche durch die Erfindung dadurch gewährleistet wird, dass Verzögerungen des Betriebsablaufes infolge der überflüssigen Beobachtung von Störsignalen vermieden werden.
Ermöglicht wird dieses wie folgt: Die Autokorrelationsfunktion AKF(T s(t).s(t +T) dt - kurz: AKF - von stationären stochastischen Signalen s(t), wie Rauschen oder rauschähnlichen Signalen, weist einen über die Verzögerungszeit T charakteristischen Verlauf in Abhängigkeit von der Begrenzung der Frequenzbandbreite des Signals s(t) auf.
Bei einer Verzögerungszeit, die etwa dem Kehrwert der zweifachen Grenzfrequenz der Bandbreitenbegrenzung entspricht, ist die AKF praktisch auf Null abgeklungen. Im Gegensatz dazu lässt sich feststellen, dass die AKF von kurzzeitig stationären stochastischen Signalen, wie sie Sprache oder Musik darstellen, bei der zur Unterdrückung von Rauschsignalen gewählten Verzögerungszeit noch nicht auf Null abgeklungen ist.
Dieser Sachverhalt wird zur Unterscheidung von Nachrichten-und Störsignalen herangezogen, wobei in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die AKF der Hüllkurve des Signal-Stör-Gemisches gebildet wird.
Dadurch, dass die Hüllkurve zur Bildung c r AKF herangezogen wird, ist es ausserdem möglich, von der Einstellung des über lagerungsoszillators im Empfänger (BFO) beim Empfang von getasteten Signalen unabhängig zu werden.
Bei der gleichen Verzögerungszeit (T), die zur Unterdrückung von stationären stochastischen Signalen gewählt wurde, zeigt sich, dass die durch Hüllkurvendemodulation gewonnenen Tastsignale detektiert werden und von einmaligen, impulsartigen Störsignalen unterschieden werden können. Unterstützend zur besseren Unterscheidung der Autokorrelationsfunktion getasteter Signale und imupuXartiger Störsignale wirkt eine Filterung des Ausgangssignals des Autokorrelators, wobei die Art der Filterung anhand praktischer Versuche zur günstigen Unterscheidung von getasteten Signalen und impulsförmigen Störsignalen dimensioniert wird.
In den Zeichnungen ist die erfindungsgemässe Anordnung beispielhaft dargestellt, wobei Fig. 1 eine Schaltanordnung zur Erreichung und Nutzung der Autokorrelationsfunktion (kurz: AKF) und Fig. 2 als weitere Ausgestaltung eine Schaltanordnung mit zusätzlicher Hüllkurven-Bildung zeigen.
Das durch einen Suchempfänger 1 aufgenommene Signal bzw.
Signalgemisch wird über einen Regelverstärker 2 einmal direkt dem Kreuzkorrelator 4 und einmal über eine zeitliche Verzögerung 3 dem Kreuzkorrelator 4 zugeführt. Der aus zeitlicher Verzögerung 3 und Kreuzkorrelator 4 bestehende Autokorrelator bildet die erforderliche Autokorrelationsfunktion, deren Wert davon abhängt, ob ein Nachrichtensignal oder ob nur Störsignale vorliegen. Der Schwellwertschalter 5 bringt nach Filterung 7 der Ausgangssignale des Korrelators 4 ein vorhandenes Nachrichtensignal beim Überschreiten eines aufgrund praktischer Erfahrungen fest eingestellten Schwellwertes zur Anzeige und veranlasst ggf. den Suchempfänger 1 zum Anhalten des Suchlaufes.
Fig. 2 veranschaulicht die Erzielung des Autokorrelationsfaktors mittels einer Hüllkurven-Bildung 6, welche vor die Autokorrelation geschaltet ist.
Leerseite

Claims

pATNTANSpRUCHE Verfahren und Anordnung zur automatischen Erkennung eines Nachrichtensignals auch bei gleichzeitiger Einwirkung von Störsignalen, wobei aus dem Signalgemisch die Autokorrelationsfunktion gebildet wird, dadurch g e k e n n -z e i c n e t , dass der Wert der Autokorrelationsfunktion als Entscheidungskriterium herangezogen wird, ob im Signalgemisch ein Nachrichtensignal enthalten ist, oder ob nur Störsignale vorliegen.
2. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass aus einem Signal-Störgemisch die Hüllkurve gebildet und von dieser die Autokorrelationsfunktion hergeleitet wird.