RU2218668C1 - Устройство тактовой синхронизации дискретного согласованного фильтра - Google Patents
Устройство тактовой синхронизации дискретного согласованного фильтра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2218668C1 RU2218668C1 RU2002113691A RU2002113691A RU2218668C1 RU 2218668 C1 RU2218668 C1 RU 2218668C1 RU 2002113691 A RU2002113691 A RU 2002113691A RU 2002113691 A RU2002113691 A RU 2002113691A RU 2218668 C1 RU2218668 C1 RU 2218668C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adder
- clock
- phase
- input
- signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиолокации, радионавигации и систем передачи дискретной информации, использующих сложные сигналы на основе псевдослучайных последовательностей с фазовой (0, π) модуляцией и осуществляющих методы дискретной обработки сигналов. Технический результат заключается в повышении отношения сигнал/помеха на выходе устройства. Устройство содержит перемножители (1, 7, 8), первое и второе решающие устройства (2, 16), регистр сдвига (3), сумматор-дешифратор (4), генератор тактовых импульсов (ГТИ) (5), квадраторы (6, 13, 14), фазовращатель на π/2 (9), два интегратора (10, 11), цифровой вычислитель (12), сумматор (15), ключ (17). Устройство осуществляет обнаружение сложного сигнала с известной тактовой частотой, измеряет фазу обнаруженного колебания тактовой частоты, что позволяет сформировать кольцо фазовой автоподстройки ГТИ и повысить отношение сигнал/помеха в среднем на 2,1 дБ. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области радионавигации, радиолокации и систем передачи дискретной информации, применяющих сложные сигналы на основе псевдослучайных последовательностей (ПСП) с двоичной фазовой (0, π) манипуляцией, использующих методы дискретной обработки сигналов.
Наиболее близким по техническим признакам к настоящему устройству является дискретный согласованный фильтр [1, с.299], который содержит перемножитель (1), первое решающее устройство РУ1 (2), регистр сдвига PC (3), сумматор-дешифратор С-Д (4) и генератор тактовых импульсов ГТИ (5).
Недостатком прототипа является то, что отказ от фазовой синхронизации по тактовой частоте приводит к дополнительным энергетическим потерям в отношении сигнал/помеха. Суть дискретной обработки заключается в том, что сначала производится отождествление принятой смеси сигнала и помехи с одним из возможных элементов сигнала, а поскольку каждому элементу сигнала соответствует свой элемент модулирующей псевдослучайной последовательности, то при этом происходит также и отождествление смеси сигнала и помехами с одним из символов кода ПСП. Эта операция осуществляется в первом решающем устройстве РУ1 (1). Решение о приеме сложного сигнала при дискретной обработке осуществляется на основе анализа случайной последовательности решений на выходе решающего устройства РУ1, а не непосредственно анализа реализации смеси сигнала и помехи, как это имеет место в оптимальных линейных схемах. Тактовые импульсы (моменты принятия решения) должны совпадать с моментами окончания элементов сигнала. Это требует синхронизации генератора тактовых импульсов, что может быть достигнуто только после устранения неопределенности по задержке, как в корреляционных схемах. Для сохранения преимуществ дискретных согласованных фильтров необходимо обеспечить такую их работу, при которой генератор тактовых импульсов может действовать и синхронизации не требуется. В прототипе это достигается тем, что за время длительности элемента сигнала берется несколько Кр отсчетов или решений, при этом длина регистра сдвига становится равной Кр*Бs. Исследования, проведенные в [1], показали, что использование более чем двух отсчетов является нецелесообразным, поскольку при этом наблюдается значительное усложнение устройства, а выигрыш по сравнению с устройством с двумя отсчетами оказывается незначительным. При этом средние потери энергии сигнала в устройстве дискретной обработки с двумя отсчетами по сравнению с дискретным согласованным фильтром составляет 2,1 дБ [1, с. 303] . Таким образом, отказ от синхронизации приводит к дополнительным потерям.
Для устранения отмеченных недостатков в дискретный согласованный фильтр, включающий перемножитель (1), первое решающее устройство (2), регистр сдвига (3), сумматор-дешифратор (4) и генератор тактовых импульсов (5) дополнительно вводится система синхронизации генератора тактовых импульсов.
Заявленная дополнительная введенная система синхронизации содержит квадратор (6), перемножители (7) и (8), фазовращатель на π/2 (9), интеграторы (10) и (11), цифровой вычислитель (12), квадраторы (13) и (14), сумматор (15), второе решающее устройство (16) и ключ (17).
Предложенное техническое решение иллюстрируется чертежом, где представлена общая структурная схема устройства тактовой синхронизации дискретного согласованного фильтра.
Устройство работает следующим образом.
Анализ амплитудных и фазовых характеристик спектров используемых сигналов показывает, что после нелинейных преобразований фазоманипулированного (0, π) двоичными псевдослучайными последовательностями сигнала, ограниченного главным лепестком его спектра, например возведением в квадрат, в спектре преобразованного сигнала присутствует гармоника с тактовой частотой. Амплитуда и фаза гармоники с тактовой частотой может быть вычислена с помощью преобразования Фурье по алгоритму
где Ω = 2π/T;
Т - период сигнала;
n - память последовательности;
nΩ - тактовая частота.
где Ω = 2π/T;
Т - период сигнала;
n - память последовательности;
nΩ - тактовая частота.
Квадрат амплитуды гармоники с тактовой частотой равен A2 = a(τ)2+b(τ)2, а ее фаза равна Φ = arctg(b(τ)/a(τ)).
Если представить принимаемый сигнал в виде
s(t) = Ad(i)sin(ωot),
где А - амплитуда сигнала на входе дискретного согласованного фильтра,
d(i) - элементы ПСП, принимающие значения (1, -1),
i=1,N, N - количество элементов ПСП,
ωo - несущая частота,
то согласно расчету амплитуда гармоники с тактовой частотой будет равна А(τ)=0,278*А.
s(t) = Ad(i)sin(ωot),
где А - амплитуда сигнала на входе дискретного согласованного фильтра,
d(i) - элементы ПСП, принимающие значения (1, -1),
i=1,N, N - количество элементов ПСП,
ωo - несущая частота,
то согласно расчету амплитуда гармоники с тактовой частотой будет равна А(τ)=0,278*А.
Принимаемый сигнал со входа приемника через квадратор (6) поступает на входы перемножителей (7) и (8). На другой вход перемножителя (7) поступает напряжение с выхода управляемого генератора тактовых импульсов (5), а на вход перемножителя (8) - через фазовращатель на π/2 (9). С выходов перемножителей (7) и (8) сигналы поступают на входы интеграторов (10) и (11). На выходах интеграторов формируются косинусное и синусное преобразования Фурье, которые после возведения в квадрат в квадраторах (13) и (14) и суммирования в сумматоре (15), образуют квадрат амплитуды гармоники с тактовой частотой. Сигнал с выхода сумматора (15) поступает на один из входов второго решающего устройства (16), на другой вход которого подается опорный сигнал Хп. В случае превышения квадрата амплитуды A(τ) порогового уровня Хп принимается решение об обнаружении сигнала с тактовой частотой ω(τ). С выходов интеграторов (10) и (11) сигналы поступают также на два входа цифрового вычислителя (12), где формируется оценка фазы гармоники с тактовой частотой ψ*. В случае обнаружения сигнала с тактовой частотой оценка фазы подается на вход управляемого генератора тактовых импульсов (5). Таким образом замыкается цепь управления генератора тактовых импульсов и осуществляется слежение за фазой колебания тактовой частоты принимаемого сигнала.
Таким образом, совокупность введенных устройств и их связей позволяет получить текущую оценку фазы тактовой частоты принимаемого сигнала и осуществить слежение за ней, что не использовалось в прототипе. Следовательно, техническое решение соответствует критерию "новизны". Кроме того, так как требуемый технический результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которая в известной патентной и научно-технической литературе не обнаружена на дату подачи заявки, изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Источники информации
1. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. проф. Пестрякова В.Б. - М.: Сов. радио, 1973, с. 424.
1. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. проф. Пестрякова В.Б. - М.: Сов. радио, 1973, с. 424.
2. Журавлев В.И. Поиск и синхронизация в широкополосных системах. - М.: Радио и связь, 1986, с. 240.
Claims (1)
- Устройство тактовой синхронизации дискретного согласованного фильтра, состоящее из перемножителя, первого решающего устройства, регистра сдвига, сумматора-дешифратора и генератора тактовых импульсов, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены квадратор, два перемножителя, фазовращатель на π/2, два интегратора, два квадратора, цифровой вычислитель, сумматор, второе решающее устройство и ключ, причем квадратор подключен ко входу устройства, выход квадратора подключен к первым входам двух перемножителей, на другой вход одного перемножителя подключен выход генератора тактовых импульсов, а к другому входу второго перемножителя генератор тактовых импульсов подключен через фазовращатель на π/2, выходы обоих перемножителей подключены ко входам двух интеграторов, выходы которых подключены через два квадратора к двум входам сумматора, выходы двух интеграторов подключены также к двум входам цифрового вычислителя, где формируется оценка фазы гармоники с тактовой частотой, выход сумматора подключен к одному из входов второго решающего устройства, на другой вход которого подается пороговый уровень, выход цифрового вычислителя подключен к одному входу ключа, а выход второго решающего устройства подключен к другому входу ключа, выход ключа подключен к управляемому входу генератора тактовых импульсов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113691A RU2218668C1 (ru) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Устройство тактовой синхронизации дискретного согласованного фильтра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113691A RU2218668C1 (ru) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Устройство тактовой синхронизации дискретного согласованного фильтра |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002113691A RU2002113691A (ru) | 2003-11-27 |
RU2218668C1 true RU2218668C1 (ru) | 2003-12-10 |
Family
ID=32066513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113691A RU2218668C1 (ru) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Устройство тактовой синхронизации дискретного согласованного фильтра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2218668C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2589404C2 (ru) * | 2014-11-13 | 2016-07-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Дискретный согласованный фильтр |
-
2002
- 2002-05-27 RU RU2002113691A patent/RU2218668C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ЖУРАВЛЕВ В.И. Поиск и синхронизация в широкополосных системах. - М.: Радио и связь, 1986, с.193. * |
ПЕСТРЯКОВ В.Б. и др. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации/Под ред. проф. В.Б. Пестрякова. - М.: Сов. радио, 1973, с.299, рис.7.6.3. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2589404C2 (ru) * | 2014-11-13 | 2016-07-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Дискретный согласованный фильтр |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5299236A (en) | System and method for obtaining and maintaining synchronization of a demodulated signal | |
RU2656577C1 (ru) | Цифровой когерентный демодулятор четырехпозиционного сигнала с фазовой манипуляцией | |
US4028490A (en) | MSK digital data synchronization detector | |
Kukunin et al. | Phasing in asynchronous data transmission system using M-sequences | |
RU2218668C1 (ru) | Устройство тактовой синхронизации дискретного согласованного фильтра | |
US4020283A (en) | MSK digital data synchronization detector | |
US5822384A (en) | Search method for acquisition of time synchronization between a spreading sequence of a receiver and that of a transmitter | |
RU186407U1 (ru) | Адаптивный демодулятор псевдослучайных сигналов с относительной фазовой модуляцией | |
RU2248097C2 (ru) | Система передачи информации | |
RU2646353C1 (ru) | Передатчик повышенной структурной и энергетической скрытности | |
EP2798803A1 (en) | Assembly and method for detecting multiple level signals | |
RU2591032C1 (ru) | Цифровое квадратурное устройство фазовой синхронизации и демодуляции | |
RU2731681C1 (ru) | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов | |
RU2277760C2 (ru) | Способ передачи информации в системах связи с шумоподобными сигналами и программный продукт | |
RU2618941C2 (ru) | Коррелятор | |
RU2318295C1 (ru) | Обнаружитель фазоманипулированных псевдослучайных сигналов | |
RU2719545C1 (ru) | Система передачи информации | |
RU2633183C1 (ru) | Цифровой когерентный демодулятор сигналов с двоичной фазовой манипуляцией | |
RU2383991C2 (ru) | Цифровая система фазовой автоподстройки частоты (варианты) | |
JPH1070520A (ja) | 受信装置の同期捕捉方式 | |
RU2265962C1 (ru) | Устройство для формирования сложного фазоманипулированного сигнала | |
Kul’minskii et al. | Noise-resistant system of concealed information transfer on a chaotic delayed feedback oscillator with switchable delay time | |
RU2486672C1 (ru) | Способ слежения за задержкой широкополосного сигнала и устройство для его реализации | |
RU2403675C1 (ru) | Устройство обработки множества псевдошумовых сигналов | |
JP2003032144A (ja) | スペクトル拡散信号捕捉装置および方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070528 |