RU2040856C1

RU2040856C1 - Adaptive device for detecting and tracing delay of wide- band signal

Info

Publication number: RU2040856C1
Authority: RU
Inventors: О.М. Анисимов; В.И. Журавлев
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1990-10-16
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: device has protection unit 1 for protection from noise localized in spectrum. Said unit has n parallel circuits having band-pass filter 2, detector 3, switch 4 and threshold gate 5. In addition device has common adder 6, instructions decoder 7, correlation meters unit 8, maximal signal selection unit 9, threshold unit 10, scanning unit 11, first and second units 12 and 13, copy generator 14, first and second shift registers 15 and 16, reference signal generation unit 17, switch 18, m time discriminators 19, m controlled amplifiers 20, adder 21 and weights unit 22. EFFECT: increased stability to noise. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в широкополосных системах радиосвязи. The invention relates to radio communications technology and can be used in broadband radio communications systems.

Известно устройство синхронизации широполосных сигналов, содержащее последовательно соединенные блок поиска, блок управления и генератор опорных сигналов, выходы которого соединены с входами опорных сигналов блока поиска, а также последовательно соединенные блок слежения за задержкой широкополосного сигнала, сигнальный вход которого объединен с входом блока поиска, и индикатор захвата, подключенный к второму входу блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу блока поиска, а третий выход к управляющему входу блока слежения за задержкой широкополосного сигнала, к входам опорных сигналов которого подключены выходы генератора опорных сигналов. A device for synchronizing broadband signals containing a serially connected search unit, a control unit and a reference signal generator, the outputs of which are connected to the inputs of the reference signals of the search unit, as well as a serially connected delay tracking unit of a broadband signal, the signal input of which is combined with the input of the search unit, and capture indicator connected to the second input of the control unit, the second output of which is connected to the control input of the search unit, and the third output to the control input Tracking unit delay wideband signal to reference signal inputs of which are connected outputs of a reference signal generator.

Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость при воздействии мощных сосредоточенных по спектру помех. The disadvantage of this device is the low noise immunity when exposed to powerful concentrated spectrum interference.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является адаптивное устройство поиска и слежения за задержкой широкополосного сигнала (авт. св. СССР N 964987, кл. H 04 B 1/10, H 04 L 7/04, 18.03.81). The closest in technical essence to the proposed one is an adaptive device for searching and tracking the delay of a broadband signal (ed. St. USSR N 964987, class H 04 B 1/10, H 04 L 7/04, 03/18/18).

Это устройство не обеспечивает достаточной точности слежения за задержкой принимаемого широкополосного сигнала при воздействии мощных сосредоточенных по спектру помех в связи с искажением формы дискриминационной характеристики. Кроме того, при некоторых комбинациях расположения сосредоточенных по спектру помех возможен срыв слежения за задержкой. This device does not provide sufficient accuracy for tracking the delay of the received broadband signal when exposed to powerful concentrated spectrum interference due to distortion of the shape of the discriminatory characteristics. In addition, with some combinations of the location of the spectrum-centered interference, delay tracking may be interrupted.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства в режиме слежения за задержкой. The aim of the invention is to increase the noise immunity of the device in the tracking mode of the delay.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

При режекции блоком защиты участков спектра широкополосного сигнала, пораженных сосредоточенными по спектру помехами, искажается дискриминационная характеристика временного дискриминатора, что выражается в уменьшении крутизны дискриминационной характеристики. В связи с этим снижается точность слежения за задержкой принимаемого широкополосного сигнала. Кроме того, при режекции участков спектра сигнала в окрестности его центральной частоты на дискриминационной характеристике могут появиться несколько нулей, что может привести к срыву слежения за задержкой. Использовав m временных дискриминаторов, объединенных по входу и имеющих опорные сигналы с различными интервалами расстановки копий принимаемого сигнала, получают семейство m искаженных в разной степени дискриминационных характеристик. Выходное напряжение каждого временного дискриминатора усиливается или ослабляется в некоторое число раз. Затем выходные напряжения суммируются, что эквивалентно суммированию дискриминационных характеристик при различных ошибках слежения. Коэффициенты усиления или ослабления (далее весовые коэффициенты) выходных напряжений временных дискриминаторов подбираются в зависимости от количества и расположения отключенных парциальных фильтров блока защиты под воздействием сосредоточенных по спектру помех с тем, чтобы результирующая дискриминационная характеристика на выходе сумматора имела по возможности наименьшее отклонение от заданной (неискаженной) дискриминационной характеристики. Тем самым обеспечивается более высокая помехоустойчивость устройства по сравнению с прототипом в режиме слежения за задержкой. When the protection unit rejects sections of the spectrum of a broadband signal affected by spectrum-concentrated noise, the discriminatory characteristic of the temporary discriminator is distorted, which is reflected in a decrease in the steepness of the discriminatory characteristic. In this regard, the accuracy of tracking the delay of the received broadband signal is reduced. In addition, during the rejection of sections of the spectrum of the signal in the vicinity of its central frequency, several zeros may appear on the discrimination characteristic, which can lead to a breakdown in the tracking of the delay. Using m temporary discriminators combined at the input and having reference signals with different intervals of arrangement of copies of the received signal, a family of m distorted to different degrees discriminatory characteristics is obtained. The output voltage of each temporary discriminator is amplified or attenuated several times. Then the output voltages are summed, which is equivalent to summing the discriminatory characteristics for various tracking errors. The amplification or attenuation coefficients (hereinafter referred to as weight coefficients) of the output voltages of the temporary discriminators are selected depending on the number and location of the disabled partial filters of the protection unit under the influence of interference concentrated in the spectrum so that the resulting discriminating characteristic at the output of the adder has the smallest possible deviation from the set (undistorted) ) discriminatory characteristics. This ensures a higher noise immunity of the device compared to the prototype in the mode of tracking the delay.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема адаптивного устройства поиска и слежения за задержкой широкополосного сигнала. In FIG. 1 is a structural electrical diagram of an adaptive device for searching and tracking the delay of a broadband signal.

Адаптивное устройство поиска и слежения за задержкой широкополосного сигнала содержит блок 1 защиты от сосредоточенных по спектру помех, содержащий n параллельных цепей, состоящих из полосового фильтра 2, детектора 3, ключа 4 и порогового элемента 5, и общий сумматор 6, дешифратор 7 команд, блок корреляторов 8, блок 9 выбора максимального сигнала, пороговый блок 10, блок 11 сканирования, первый и второй ДПКД 12 и 13, генератор 14 копий, первый и второй регистры сдвига 15 и 16, блок 17 формирования опорных сигналов, ключ 18, m временных дискриминаторов 19, m управляемых усилителей 20, сумматор 21 и блок 22 формирования весовых коэффициентов. An adaptive device for searching and tracking the delay of a broadband signal contains a block 1 for protection against spectrum-concentrated interference, containing n parallel circuits consisting of a bandpass filter 2, detector 3, key 4 and threshold element 5, and a common adder 6, decoder 7 commands, block correlators 8, maximum signal selection block 9, threshold block 10, scan block 11, first and second DPKD 12 and 13, copy generator 14, first and second shift registers 15 and 16, reference signal generation block 17, time discriminator key 18, m 19, m control trolled amplifiers 20, adder 21 and a block 22 forming the weighting factors.

Адаптивное устройство поиска и слежения за задержкой широкополосного сигнала работает следующим образом. An adaptive device for searching and tracking the delay of a broadband signal operates as follows.

Вначале, пока неопределенность временного положения принимаемого сигнала велика, устройство работает в режиме поиска. При этом напряжение ошибки слежения с выхода сумматора 21 не проходит через ключ 18 и блок 11 сканирования на вход генератора 14 копий. Выходные сигналы полосовых фильтров 2 через ключи 4 поступают на общий сумматор 6. В каждом парциальном частотном канале происходит измерение мощности смеси сигнала и помех детектором 3. Результат измерения сравнивается с пороговым уровнем в пороговом элементе 5, при превышении которого выдается команда на отключение соответствующего канала. Эти же команды поступают на дешифратор 7 команд. Нережектируемые частотные составляющие входного сигнала складываются в сумматоре 6 и поступают на сигнальный вход блока корреляторов 8, на опорные входы которого поступают копии псевдослучайной последовательности с выходов первого регистра сдвига 15. Initially, while the uncertainty in the temporal position of the received signal is large, the device operates in search mode. In this case, the voltage of the tracking error from the output of the adder 21 does not pass through the key 18 and the scanning unit 11 to the input of the copy generator 14. The output signals of the bandpass filters 2 through the keys 4 are fed to the common adder 6. In each partial frequency channel, the signal mixture power and interference are measured by the detector 3. The measurement result is compared with the threshold level in the threshold element 5, after which a command is issued to disable the corresponding channel. The same commands are sent to the decoder 7 teams. Unreclaimed frequency components of the input signal are added to the adder 6 and fed to the signal input of the correlator block 8, the reference inputs of which receive copies of the pseudorandom sequence from the outputs of the first shift register 15.

Задержки между опорными сигналами в соседних каналах составляют nT_o, где n целое число; Т_о длительность элементарной посылки ПСП. В каждом корреляторе 8 блока корреляторов осуществляется свертка входного и опорного сигналов в течение времени накопления Т_н, определяемого частотой установочных импульсов, поступающих с ДПКД 13. В блоке 9 выбирается максимальный выходной сигнал блока корреляторов 8, который сравнивается с порогом в блоке 10. Если уровень выходных сигналов корреляторов ниже порога, то пороговый блок 10 выдает команду на блок 11 сканирования, по которой он осуществляет задержку ПСП, формируемой генератором 14 копий, на время nkT_о, где k число корреляторов. С выхода генератора 14 копий псевдослучайная последовательность поступает на первый регистр 15 сдвига, на тактовый вход которого поступает сигнал с выхода ДПКД 12, значение частоты которого задается выходным сигналом дешифратора 7 команд. Частота установочных импульсов блока корреляторов 8 также задается дешифратором 7 команд.The delays between the reference signals in adjacent channels are nT _o , where n is an integer; T _{about the} duration of the elementary parcel PSP. In each correlator 8 of the correlator block, the input and reference signals are convolutional during the accumulation time T _n , determined by the frequency of the setting pulses from the DPKD 13. In block 9, the maximum output signal of the correlator block 8 is selected, which is compared with the threshold in block 10. If the level the output signals of the correlators are below the threshold, then the threshold unit 10 issues a command to the scanning unit 11, by which it delays the SRP generated by the copy generator 14 for a time nkT _о , where k is the number of correlators. From the output of the generator of 14 copies, the pseudorandom sequence arrives at the first shift register 15, to the clock input of which there is a signal from the output of the DPKD 12, the frequency value of which is set by the output signal of the decoder 7 commands. The frequency of the installation pulses of the block of correlators 8 is also set by the decoder 7 commands.

Если число отключенных каналов блока 1 защиты меньше 50% общего числа каналов, дешифратор 7 команд выдает сигнал, по которому в ДПКД 12 и 13 устанавливаются минимальные коэффициенты деления частоты. В этом случае время накопления в блоке корреляторов 8 минимальное и равно Т_н=Т. Частота тактовых импульсов, поступающих с выхода ДПКД 12 на первый регистр 15 сдвига, такова, что задержка между опорными сигналами соседних корреляторов блока корреляторов 8 равна Т_о.If the number of disabled channels of the protection unit 1 is less than 50% of the total number of channels, the command decoder 7 gives a signal by which the minimum frequency division coefficients are set in the DPKD 12 and 13. In this case, the accumulation time in the block of correlators 8 is minimal and equal to T _n = T. The frequency of the clock pulses from the output of the DPKD 12 to the first shift register 15 is such that the delay between the reference signals of the adjacent correlators of the correlators 8 is equal to T _about .

Если число отключенных каналов блока 1 защиты больше 50% но меньше 66% дешифратор 7 команд выдает сигнал, по которому коэффициенты деления ДПКД 12 и 13 увеличиваются в 2 раза, и время накопления сигнала блока корреляторов 8 увеличивается в 2 раза (Т_н=2Т). Частота тактовых импульсов первого регистра 15 сдвига уменьшается в 2 раза и, следовательно, задержка между опорными сигналами увеличивается до величины 2Т_о.If the number of disabled channels of the protection unit 1 is more than 50% but less than 66%, the decoder 7 commands a signal, according to which the division coefficients of the DPKD 12 and 13 are increased by 2 times, and the signal accumulation time of the block of correlators 8 is increased by 2 times (T _n = 2T) . The frequency of the clock pulses of the first register 15 of the shift is reduced by 2 times and, therefore, the delay between the reference signals increases to 2T _about .

Если число отключенных каналов блока 1 защиты больше 66% но меньше 70% общего числа каналов, дешифратор 7 команд выдает сигналы, по которым коэффициенты деления ДПКД 12 и 13 увеличиваются в 3 раза, соответственно задержка между опорными сигналами становится 3Т_о, а время накопления Т_н=3Т. При отключении более 70% частотных каналов блока 1 защиты задержка между опорными сигналами увеличивается до 4Т_о, а время накопления до Т_н=4Т.If the number of disabled channels of the protection unit 1 is more than 66% but less than 70% of the total number of channels, the decoder 7 commands gives signals by which the division coefficients of the DPKD 12 and 13 increase by 3 times, respectively, the delay between the reference signals becomes 3T _about , and the accumulation time T _n = 3T. When you turn off more than 70% of the frequency channels of the protection unit 1, the delay between the reference signals increases to 4T _about , and the accumulation time to T _n = 4T.

По окончании процесса поиска выходным сигналом порогового блока 10 открывается ключ 18 и сигнал ошибки слежения с выхода сумматора 21 поступает через блок 11 сканирования на вход генератора 14 копий. С выхода блока 11 сканирования на тактовый вход второго регистра 16 сдвига поступает тактовая частота, не зависящая от сигналов дешифратора 7 команд. Задержанные копии сигналов с выходов второго регистра 16 сдвига через блок 17 формирования опорных сигналов поступают на входы опорных сигналов временных дискриминаторов 19, на выходе которых образуется напряжение, пропорциональное ошибке слежения. В соответствии с командами блока 1 защиты блок 22 формирования весовых коэффициентов устанавливает требуемые коэффициенты передачи управляемых усилителей 20, выходные сигналы которых, проходя через сумматор 21, уменьшают ошибку слежения до минимальной. At the end of the search process, the output of the threshold block 10 opens the key 18 and the tracking error signal from the output of the adder 21 is fed through the scanning unit 11 to the input of the copy generator 14. From the output of the scanning unit 11, the clock frequency, independent of the signals of the decoder 7 commands, is supplied to the clock input of the second shift register 16. The delayed copies of the signals from the outputs of the second shift register 16 through the block 17 of the formation of the reference signals are fed to the inputs of the reference signals of the temporary discriminators 19, the output of which produces a voltage proportional to the tracking error. In accordance with the instructions of the protection unit 1, the weighting unit 22 sets the required transmission coefficients of the controlled amplifiers 20, the output signals of which, passing through the adder 21, reduce the tracking error to a minimum.

В случае отсутствия сосредоточенных по спектру помех в полосе принимаемого сигнала блок 22 формирования весовых коэффициентов устанавливает коэффициенты передачи управляемых усилителей 20 равными нулю и обеспечивает коэффициент передачи, равный единице, i-го управляемого усилителя, включенного в ветвь с временным дискриминатором, имеющим заданную дискриминационную характеристику, за счет выбранного интервала расстановки копий сигнала. In the absence of interference concentrated in the received signal band, the weighting unit 22 sets the transmission coefficients of the controlled amplifiers 20 to zero and provides a transmission coefficient equal to unity of the i-th controlled amplifier included in the branch with a temporary discriminator having a given discriminatory characteristic, due to the selected interval for arranging copies of the signal.

Claims

ADAPTIVE DEVICE FOR SEARCH AND MONITORING THE WIDTH OF A WIDEBAND SIGNAL, containing a series-connected block of protection against spectrum-centered interference, a block of correlators, a block for selecting the maximum signal, a threshold block, a scanning block, a first divider with a variable division ratio (DLC) and a first shift register, sequentially the connected signal copy generator, the second shift register and the reference signal generation unit, the key, the command decoder and the second DPKD, the protection unit against interference concentrated in the spectrum with holds n circuits connected in parallel at the input, each of which contains a series-connected bandpass filter, detector, threshold element and key, the output of which is connected to the corresponding input of the common adder, while in all n circuits the input of the detector is connected to another input of the key, while the outputs of the threshold elements are also the address outputs of the protection block against spectrum-centered interference, the control inputs of the first and second DPKD are connected to the output of the command decoder, the address inputs of which are connected to the address with the outputs of the protection block against spectrum-focused interference, the output of the second DPCD is connected to the installation inputs of the correlator block and the scan unit, the first and second signal outputs of which are connected respectively to the signal inputs of the second DPCD and the signal copy generator, the output of which is connected to the installation signals through the first shift register the inputs of the correlator block, the input and output of the key are connected respectively to the output of the threshold block and the second signal input of the scanning block, the control output of which is connected to the control input of the second shift register, a time discriminator, the inputs of the reference signals of which are connected to the outputs of the block for generating the reference signals, characterized in that m-1 time discriminators, m controlled amplifiers, an adder and a block for generating weight coefficients, the address inputs of which are connected to address outputs of the protection unit against interference concentrated over the spectrum, m outputs of the weight forming unit are connected to the control inputs of the respective controlled amplifiers, the outputs the belt discriminators are connected through the corresponding controlled amplifiers to the inputs of the adder, the inputs of the reference signals m-1 of the temporary discriminators are connected to the additional outputs of the block for generating the reference signals, the signal inputs of the m temporary discriminators are connected to the output of the protection block against spectrum-focused noise, the output of the adder is connected to another input the key.