RU2385542C2 - Receiving device of noise-like signals - Google Patents

Receiving device of noise-like signals Download PDF

Info

Publication number
RU2385542C2
RU2385542C2 RU2007143169/09A RU2007143169A RU2385542C2 RU 2385542 C2 RU2385542 C2 RU 2385542C2 RU 2007143169/09 A RU2007143169/09 A RU 2007143169/09A RU 2007143169 A RU2007143169 A RU 2007143169A RU 2385542 C2 RU2385542 C2 RU 2385542C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
synchronizer
signal
linear part
Prior art date
Application number
RU2007143169/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007143169A (en
Inventor
Иван Иосифович Малышев (RU)
Иван Иосифович Малышев
Юрий Васильевич Фоменко (RU)
Юрий Васильевич Фоменко
Иван Гаврилович Безгинов (RU)
Иван Гаврилович Безгинов
Александр Викторович Шестопалов (RU)
Александр Викторович Шестопалов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2007143169/09A priority Critical patent/RU2385542C2/en
Publication of RU2007143169A publication Critical patent/RU2007143169A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2385542C2 publication Critical patent/RU2385542C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Noise Elimination (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention may be used to receive information along communication channels in space and surface systems using noise-like signals (NLS). Receiving device for noise-like signals comprises unit of linear part, matched filter, summator, delay line, detector, switch, support generator, solver, synchroniser and separation circuit.
EFFECT: increased distance of consistent information reception.
6 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области радиотехники и может быть использовано для приема информации по каналам связи в космических и наземных системах, использующих шумоподобные сигналы (ШПС).The proposed device relates to the field of radio engineering and can be used to receive information via communication channels in space and ground systems using noise-like signals (SHPS).

Известны приемные устройства ШПС, построенные на базе согласованных фильтров или многоканальных корреляторов.Known receiving devices SHPS, built on the basis of matched filters or multi-channel correlators.

Время поиска в таких устройствах соизмеримо с периодом используемой двоичной последовательности. Однако реализовать на практике такие приемные устройства при больших базах сигнала задача весьма сложная (см. Теория и применение псевдослучайных сигналов, Алексеев А.И., Шереметьев А.Г., Тузов Г.И., Глазов Б.И., М., Наука, 1969 г.The search time in such devices is commensurate with the period of the used binary sequence. However, to implement such receiving devices in practice at large signal bases is a very difficult task (see Theory and application of pseudorandom signals, Alekseev A.I., Sheremetyev A.G., Tuzov G.I., Glazov B.I., M., Science, 1969

Известно также приемное устройство ШПС, а.с. №1109915 СССР, содержащее линейный тракт, согласованный фильтр, квадратурный перемножитель, интегратор, блок выбора и запоминания на такт, фильтр нижних частот, управляемый фазовращатель, детектор огибающей, весовой сумматор и решающий блок.It is also known receiving device ShPS, and.with. No. 1109915 of the USSR, containing a linear path, a matched filter, a quadrature multiplier, an integrator, a block for selecting and memorizing per clock, a low-pass filter, a controllable phase shifter, an envelope detector, a weight adder, and a decider.

Недостатком этого устройства является то, что при наличии на его входе структурной помехи резко падает помехоустойчивость по отношению к другим видам помех, а при достаточно большом уровне этой помехи наступает срыв связи.The disadvantage of this device is that if there is structural interference at its input, the noise immunity drops sharply with respect to other types of interference, and when a sufficiently high level of this interference occurs, communication breakdown occurs.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство с фазоманипулированным сигналом, приведенное в книге Л.Е.Варакина Система связи с шумоподобными сигналами, М., Радио и связь, 1986 г., рис.1.76, стр.16, принятое за прототип.Closest to the technical nature of the claimed device is a device with a phase-shifted signal described in the book of L.E. Varakin Communication system with noise-like signals, M., Radio and communications, 1986, Fig. 1.76, p.16, adopted as a prototype .

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства-прототипа, где введены обозначения:Figure 1 shows the functional diagram of the device of the prototype, where the notation is introduced:

1 - смеситель;1 - mixer;

2 - усилитель промежуточной частоты (УПЧ);2 - intermediate frequency amplifier (UPCH);

3 - согласованный фильтр;3 - matched filter;

4 - решающее устройство;4 - a decisive device;

5 - получатель информации;5 - recipient of information;

6 - гетеродин;6 - local oscillator;

7 - синхронизатор.7 - synchronizer.

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные смеситель 1, УПЧ2, согласованный фильтр 3, решающее устройство 4, получатель информации 5, последовательно соединенные синхронизатор 7, гетеродин 6, выход которого соединен со вторым входом смесителя 1, второй выход синхронизатора 7 соединен со вторым входом решающего устройства 4, а вход синхронизатора 7 соединен с выходом согласованного фильтра 3.The prototype device contains a series-connected mixer 1, UPCH2, a matched filter 3, a resolver 4, an information receiver 5, serially connected synchronizer 7, a local oscillator 6, the output of which is connected to the second input of the mixer 1, the second output of the synchronizer 7 is connected to the second input of the resolver 4, and the input of the synchronizer 7 is connected to the output of the matched filter 3.

Устройство-прототип работает следующим образом.The prototype device operates as follows.

Сигнал, принятый на приемную антенну, поступает на вход смесителя 1, где переносится с помощью гетеродина 6 на промежуточную частоту, усиливается в УПЧ2 и обрабатывается согласованным фильтром 3 (сворачивается). Сигнал в виде сверток с выхода согласованного фильтра 3 поступает на вход синхронизатора 7 и на второй вход решающего устройства 4. Синхронизатор 7 осуществляет поиск фазоманипулированного (ФМ) сигнала по частоте и по времени и управляет режимом работы решающего устройства 4.The signal received at the receiving antenna is fed to the input of the mixer 1, where it is transferred using the local oscillator 6 to the intermediate frequency, amplified in UPCH2 and processed by the matched filter 3 (minimized). The signal in the form of convolutions from the output of the matched filter 3 is fed to the input of the synchronizer 7 and to the second input of the resolver 4. The synchronizer 7 searches for the phase-shifted (FM) signal in frequency and time and controls the operation mode of the resolver 4.

Для поиска ФМ-сигнала по частоте синхронизатор 7 перестраивает гетеродин 6.To search for the FM signal by frequency, the synchronizer 7 rebuilds the local oscillator 6.

После окончания поиска и вхождения в синхронизм на выходе решающего устройства 4 появляется информационная последовательность в виде двоичных символов, которые передаются получателю информации 5.After the search and entering synchronism at the output of the decider 4, an information sequence appears in the form of binary characters that are transmitted to the recipient of information 5.

Для упрощения функциональной схемы устройства-прототипа смеситель 1, УПЧ2 и гетеродин 6 объединены в один блок и обозначены блоком линейной части 8.To simplify the functional diagram of the prototype device, the mixer 1, UPCH2 and local oscillator 6 are combined into one block and are indicated by the block of the linear part 8.

Упрощенная функциональная схема устройства-прототипа приведена на фиг.2, гдеA simplified functional diagram of the prototype device is shown in figure 2, where

3 - согласованный фильтр;3 - matched filter;

4 - решающее устройство;4 - a decisive device;

5 - получатель информации;5 - recipient of information;

7 - синхронизатор;7 - synchronizer;

8 - блок линейной части.8 - block linear part.

Недостатком устройства-прототипа является небольшая дальность уверенного приема информации.The disadvantage of the prototype device is the small range of reliable reception of information.

Для устранения указанного недостатка в устройство, содержащее блок линейной части, вход которой является входом устройства, согласованный фильтр, решающее устройство и синхронизатор, второй выход которого соединен со вторым входом блока линейной части, введены последовательно соединенные сумматор; линия задержки, выход которой соединен со входом согласованного фильтра; детектор, выход которого соединен со входом решающего устройства, а вход детектора соединен с выходом согласованного фильтра; ключ, выход которого соединен со вторым входом сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока линейной части, а первый сигнальный вход ключа соединен с выходом линии задержки; опорный генератор и схема выделения, выход которой является выходом устройства, при этом выход опорного генератора соединен с третьим входом схемы выделения и с первым входом синхронизатора, второй вход синхронизатора соединен с выходом решающего устройства, первый выход синхронизатора соединен с первым входом схемы выделения, второй выход синхронизатора соединен, кроме того, со вторым управляемым входом ключа, а выход блока линейной части соединен, кроме того, со вторым входом схемы сравнения.To eliminate this drawback, an adder is connected in series to the device containing the linear part block, the input of which is the input of the device, a matched filter, a deciding device and a synchronizer, the second output of which is connected to the second input of the block of the linear part; a delay line whose output is connected to the input of the matched filter; a detector, the output of which is connected to the input of the resolving device, and the input of the detector is connected to the output of the matched filter; a key whose output is connected to the second input of the adder, the first input of which is connected to the output of the block of the linear part, and the first signal input of the key is connected to the output of the delay line; the reference generator and the allocation circuit, the output of which is the output of the device, while the output of the reference generator is connected to the third input of the allocation circuit and to the first input of the synchronizer, the second input of the synchronizer is connected to the output of the resolver, the first output of the synchronizer is connected to the first input of the selection circuit, the second output the synchronizer is connected, in addition, to the second controlled input of the key, and the output of the block of the linear part is connected, in addition, to the second input of the comparison circuit.

На фиг.3 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, где обозначено:Figure 3 shows the functional diagram of the proposed device, where indicated:

3 - согласованный фильтр;3 - matched filter;

4 - решающее устройство;4 - a decisive device;

7 - синхронизатор;7 - synchronizer;

8 - блок линейной части;8 - block linear part;

9 - сумматор;9 - adder;

10 - линия задержки;10 - delay line;

12 - детектор;12 - detector;

13 - ключ;13 - key;

15 - опорный генератор;15 - reference generator;

16 - схема выделения.16 is a selection scheme.

Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные блок линейной части 8, сумматор 9, линию задержки 10, согласованный фильтр 3, детектор 12, выход которого соединен со входом решающего устройства 4, выход которого соединен со вторым входом синхронизатора 7, а также опорный генератор 15, выход которого соединен с первым входом синхронизатора 7 и с третьим входом схемы выделения 16, первый вход которой соединен с первым выходом синхронизатора 7, а второй вход схемы выделения 16 соединен с выходом блока линейной части 8, выход схемы выделения 16 является выходом устройства, и ключ 13, первый сигнальный вход которого соединен с выходом линии задержки 10, а выход ключа 13 соединен со вторым входом сумматора 9, при этом второй выход синхронизатора 7 соединен со вторым управляемым входом ключа 13 и со вторым входом блока линейной части 8.The proposed device contains a series-connected block of the linear part 8, the adder 9, the delay line 10, the matched filter 3, the detector 12, the output of which is connected to the input of the resolving device 4, the output of which is connected to the second input of the synchronizer 7, and also a reference generator 15, the output of which connected to the first input of the synchronizer 7 and to the third input of the allocation circuit 16, the first input of which is connected to the first output of the synchronizer 7, and the second input of the allocation circuit 16 is connected to the output of the block of the linear part 8, the output of the circuit is highlighted 16 is the output of the device, and the key 13, the first signal input of which is connected to the output of the delay line 10, and the output of the key 13 is connected to the second input of the adder 9, while the second output of the synchronizer 7 is connected to the second controlled input of the key 13 and to the second input of the block linear part 8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Сигнал, принятый на приемную антенну, поступает на вход блока линейной части 8, состоящей из смесителя, усилителя промежуточной частоты и гетеродина, где переносится на промежуточную частоту, усиливается в усилителе промежуточной частоты и поступает на первый вход сумматора 9, с выхода которого поступает на вход линии задержки 10.The signal received at the receiving antenna is fed to the input of the block of the linear part 8, consisting of a mixer, an intermediate frequency amplifier, and a local oscillator, where it is transferred to the intermediate frequency, amplified in the intermediate frequency amplifier and fed to the first input of the adder 9, the output of which is input delay lines 10.

В ближней зоне приемника от передатчика (зона уверенного приема информации) синхронизирующий сигнал принимается при излучении передатчика в течение времени Т, где Т - длительность синхронизирующего сигнала.In the near zone of the receiver from the transmitter (zone of reliable reception of information), the synchronizing signal is received when the transmitter emits during time T, where T is the duration of the synchronizing signal.

Передатчик излучает n повторов синхронизирующего сигнала, как показано на фиг.4.The transmitter emits n repeats of the clock signal, as shown in FIG.

Синхросигнал, принятый в течение времени Т с выхода линии задержки 10 поступает на входы согласованного фильтра 3, детектора 12, решающего устройства 4, с выхода которого сигнал поступает на второй вход синхронизатора 7 для его запуска. С первого выхода синхронизатора 7 сигнал поступает на первый вход схемы выделения 16 для синхронизации.The clock signal received during time T from the output of the delay line 10 is fed to the inputs of the matched filter 3, detector 12, and the resolver 4, from the output of which the signal is fed to the second input of the synchronizer 7 to start it. From the first output of the synchronizer 7, the signal is supplied to the first input of the allocation circuit 16 for synchronization.

Для обеспечения качества приема сигнала с вероятностью 10-2, необходимое соотношение "сигнал-шум" должно быть не менее 6 дБ (ближняя зона).To ensure the quality of signal reception with a probability of 10 -2 , the necessary signal-to-noise ratio should be at least 6 dB (near zone).

Для обеспечения обнаружения сигнала с вероятностью 10-4, необходимое соотношение "сигнал-шум" должно быть не менее 12 дБ (дальняя зона).To ensure detection of a signal with a probability of 10 -4 , the necessary signal-to-noise ratio should be at least 12 dB (far zone).

Для выравнивания этих соотношений необходимо сигнал с выхода линии задержки 10, где сигнал задерживается ровно на длительность информационного сигнала Т и через открытый ключ 13 поступает на второй вход сумматора 9, где суммируется с синхронизирующим сигналом, поступившим за время T2 (повтором), см. фиг.4, и так будет суммироваться до тех пор, пока на выходе согласованного фильтра 3 не появится сигнал (свертка), который детектируется в детекторе 12 и через решающее устройство 4 и синхронизатор 7, с второго выхода поступает на второй управляемый вход ключа 13, закрывая его, тем самым прекращая накопление информационного сигнала и прекращая перестройку гетеродина в блоке линейной части 8.To equalize these relations, a signal is needed from the output of the delay line 10, where the signal is delayed exactly by the duration of the information signal T and through the public key 13 is fed to the second input of the adder 9, where it is summed up with the synchronizing signal received during the time T 2 (repeat), see 4, and so it will be summarized until a signal (convolution) appears on the output of the matched filter 3, which is detected in the detector 12 and through the resolving device 4 and synchronizer 7, from the second output is fed to the second controlled input key 13, closing it, thereby stopping the accumulation of the information signal and stopping the local oscillator tuning in the block of the linear part 8.

Накопление синхросигнала идет до тех пор, пока за время (n·Т) не произойдет обнаружение сигнала, тогда ключ 13 открывается и цикл поиска повторяется.The clock accumulates until a signal is detected in time (n · T), then the key 13 is opened and the search cycle is repeated.

С выхода блока линейной части 8 сигнал, кроме того, поступает на второй вход схемы выделения 16, состоящей из коррелятора и фазового детектора, где обрабатывается и подается на выход в виде двоичной информации потребителю.From the output of the block of the linear part 8, the signal also goes to the second input of the allocation circuit 16, which consists of a correlator and a phase detector, where it is processed and fed to the output in the form of binary information to the consumer.

Сигнал с выхода опорного генератора 15 поступает на первый вход синхронизатора 7, для формирования синхронизирующих сигналов, и на третий вход схемы выделения 16, для формирования сигналов управления коррелятором.The signal from the output of the reference generator 15 is fed to the first input of the synchronizer 7, for the formation of synchronizing signals, and to the third input of the allocation circuit 16, for the formation of control signals of the correlator.

На фиг.5 приведен один из примеров реализации синхронизатора 7 (схемы управления), где обозначено:Figure 5 shows one example of the implementation of the synchronizer 7 (control circuit), where indicated:

7.1 - делитель частоты - делит частоту сигнала опорного генератора с таким расчетом, чтобы период ее был равен τ, где τ - элементарная посылка.7.1 - frequency divider - divides the frequency of the signal of the reference generator in such a way that its period is equal to τ, where τ is an elementary premise.

7.2 - делитель частоты - делит частоту сигнала таким образом, чтобы на выходе период ее был равен 1 (период одной посылки сигнала).7.2 - frequency divider - divides the frequency of the signal so that its output period is 1 (the period of one signal sending).

7.3 - делитель частоты - делит частоту сигнала с выхода делителя 7.2 с таким расчетом, чтобы на выходе сигнал был равен (n·T) - длительность n посылок сигнала.7.3 - frequency divider - divides the frequency of the signal from the output of the divider 7.2 so that the output signal is equal to (n · T) - the duration of n signal transmissions.

7.4 - триггер привязки, с выхода которого запирается ключ 13 на время Т и останавливается работа гетеродина линейной части 8.7.4 - binding trigger, from the output of which the key 13 is locked for a time T and the work of the local oscillator of the linear part 8 is stopped.

7.5 - триггер привязки, с выхода которого сигнал синхронизирует работу схемы выделения сигнала 16.7.5 - binding trigger, the output of which the signal synchronizes the operation of the signal allocation circuit 16.

На фиг.6 приведен один из вариантов реализации решающего устройства 4, где обозначено:Figure 6 shows one of the options for implementing the solver 4, where indicated:

4.1 - схема формирования порога;4.1 - scheme of the formation of the threshold;

4.2 - пороговое устройство.4.2 - threshold device.

Claims (1)

Приемное устройство шумоподобных сигналов, содержащее блок линейной части, вход которой является входом устройства, согласованный фильтр, решающее устройство и синхронизатор, второй выход которого соединен со вторым входом блока линейной части, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные сумматор и линия задержки, выход которой соединен со входом согласованного фильтра, детектор, выход которого соединен со входом решающего устройства, а вход детектора соединен с выходом согласованного фильтра; ключ, выход которого соединен со вторым входом сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока линейной части, а первый сигнальный вход ключа соединен с выходом линии задержки; опорный генератор и схема выделения, выход которой является выходом устройства, при этом выход опорного генератора соединен с третьим входом схемы выделения и с первым входом синхронизатора, второй вход синхронизатора соединен с выходом решающего устройства, первый выход синхронизатора соединен с первым входом схемы выделения, второй выход синхронизатора, кроме того, соединен со вторым управляемым входом ключа, а выход блока линейной части соединен, кроме того, со вторым входом схемы выделения. A noise-like signal receiving device comprising a linear part block, the input of which is the device input, a matched filter, a resolver and a synchronizer, the second output of which is connected to the second input of the linear part block, characterized in that the adder is connected in series and a delay line is connected, the output of which is connected with the input of the matched filter, a detector whose output is connected to the input of the resolving device, and the input of the detector is connected to the output of the matched filter; a key whose output is connected to the second input of the adder, the first input of which is connected to the output of the block of the linear part, and the first signal input of the key is connected to the output of the delay line; the reference generator and the allocation circuit, the output of which is the output of the device, while the output of the reference generator is connected to the third input of the allocation circuit and to the first input of the synchronizer, the second input of the synchronizer is connected to the output of the resolver, the first output of the synchronizer is connected to the first input of the selection circuit, the second output synchronizer, in addition, is connected to the second controlled input of the key, and the output of the block of the linear part is connected, in addition, to the second input of the allocation circuit.
RU2007143169/09A 2007-11-21 2007-11-21 Receiving device of noise-like signals RU2385542C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143169/09A RU2385542C2 (en) 2007-11-21 2007-11-21 Receiving device of noise-like signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143169/09A RU2385542C2 (en) 2007-11-21 2007-11-21 Receiving device of noise-like signals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007143169A RU2007143169A (en) 2009-05-27
RU2385542C2 true RU2385542C2 (en) 2010-03-27

Family

ID=41022883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007143169/09A RU2385542C2 (en) 2007-11-21 2007-11-21 Receiving device of noise-like signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2385542C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701059C1 (en) * 2018-11-12 2019-09-24 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Digital multichannel correlator of phase-shift keyed signals

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВАРАКИН Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь. 1985, с.16-18. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701059C1 (en) * 2018-11-12 2019-09-24 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Digital multichannel correlator of phase-shift keyed signals

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007143169A (en) 2009-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104393893B (en) A kind of frequency-hopping communication system based on cognitive radio
US4280222A (en) Receiver and correlator switching method
GB2075800A (en) Communication system
GB2231243A (en) Spread spectrum communication using pseudo-noise and frequency hopping
RU2385542C2 (en) Receiving device of noise-like signals
CN105699959A (en) Direct spread spectrum range measurement system
RU2248097C2 (en) Method for transmitting information
RU2358401C1 (en) Device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spreading and autocorrelation compression of spectrum
RU2580055C1 (en) Method of transmitting information in reverse channel of on-board equipment of command-measuring system by quadrature phase modulation of carrier frequency, coded by m-sequence with low-bit codes, and device therefor
RU2496241C2 (en) Jamming station
RU2085036C1 (en) Phase-modulated signal receiver
RU2127486C1 (en) Method and device for transmitting messages by broad-band signals
RU42375U1 (en) DEVICE FOR RECEIVING BROADBAND SIGNALS IN SPACE COMMUNICATION SYSTEMS
RU2623900C1 (en) Device of command-measuring system for the independent information flows receipt
RU2308155C2 (en) Radio communication line with increased concealment of transferred information
RU2156541C1 (en) Radio transmission line using phase-keyed noise- like signals
RU148926U1 (en) DEVICE FOR DEMODULATION OF PHASOMANIPULATED SIGNALS
RU2240653C1 (en) Time-division multiple access data transfer system
RU2470459C1 (en) Method of detecting broadband signals and device for realising said method
RU2205496C1 (en) Method for shaping and processing composite signal in noise-immune radio systems
RU2450452C1 (en) Multi-access wireless communication system
RU2113768C1 (en) Device for digital information exchange
RU2222111C2 (en) Device for receiving phase-keyed signals under interference conditions
RU2160503C2 (en) Radio communication line
RU2197064C2 (en) Phase-keyed signal receiving device

Legal Events

Date Code Title Description
FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20090824

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20090909