RU2569554C1 - Protection method against harmonic interference at autocorrelated method for information reception using noise-like signals - Google Patents

Protection method against harmonic interference at autocorrelated method for information reception using noise-like signals Download PDF

Info

Publication number
RU2569554C1
RU2569554C1 RU2014133853/07A RU2014133853A RU2569554C1 RU 2569554 C1 RU2569554 C1 RU 2569554C1 RU 2014133853/07 A RU2014133853/07 A RU 2014133853/07A RU 2014133853 A RU2014133853 A RU 2014133853A RU 2569554 C1 RU2569554 C1 RU 2569554C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
envelopes
harmonic interference
complex
periods
Prior art date
Application number
RU2014133853/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Владимирович Бобровский
Сергей Леонидович Литвиненко
Виталий Анатольевич Кубкин
Павел Владимирович Куликов
Станислав Михайлович Дмитриев
Александр Сергеевич Терлянский
Original Assignee
ОАО "НИИ гидросвязи "Штиль"
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 ОАО "НИИ гидросвязи "Штиль" filed Critical ОАО "НИИ гидросвязи "Штиль"
Priority to RU2014133853/07A priority Critical patent/RU2569554C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2569554C1 publication Critical patent/RU2569554C1/en

Links

Landscapes

  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.SUBSTANCE: method for protection against harmonic interference at an autocorrelated method of information reception using noise-like signals involves calculation of complex envelopes of the first and second periods of the received signal, calculation by means of Fourier discrete conversion of spectrum functions of these complex envelopes, multiplication of the spectrum function of the first signal cycle by a complex-conjugate spectrum function of the second signal cycle, calculation by means of reverse Fourier discrete conversion of mutual correlation function between these complex envelopes, selection of a maximum component of the mutual correlation function and its comparison with the threshold; with that, squares of envelopes of spectrum functions of the first and second signal cycles are calculated; dispersions of squares of envelopes of spectrum functions of the first and second signal cycles is performed; normalisation of squares of envelopes of spectrum functions of the first and second signal cycles for their corresponding dispersions is performed; in normalised spectrum functions of the first and second signal cycles there performed is searching of maximum components and their positions are determined; values of selected maximum components are compared to the value of the set threshold that is determined according to the allowable probability value of false identification of harmonic interference; in case they exceed the set threshold in spectrum functions of complex envelopes of the first and second periods, the elements located in positions of selected maximum components and their localities are zeroed; with that, localities of positions of selected maximum components are determined by the level of harmonic interference.EFFECT: improving stability of a communication system to harmonic interference at an autocorrelated method of information transmission under conditions of the varying level of received signal.

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для построения систем связи и устройств синхронизации приемников.The invention relates to the field of radio engineering and can be used to build communication systems and devices for synchronizing receivers.

Известен способ автокорреляционного приема шумоподобных сигналов, заключающийся в перемножении принимаемого сигнала с опорным сигналом и интегрировании полученного произведения, отличающийся тем, что опорный сигнал формируют путем задержки принимаемого сигнала на время, не большее тактового периода, принимаемый и опорный сигналы сдвигают по фазе на 90°, перемножают между собой, интегрируют полученное произведение, проинтегрированные напряжения возводят в квадрат, суммируют их, извлекают из суммарного напряжения квадратный корень, ограничивают по амплитуде сверху полученное низкочастотное напряжение, формируя короткие отрицательные импульсы, используют их для формирования модулирующей функции в прямом или обратном коде (см. описание изобретения к патенту РФ №2309550, МПК H04L 27/22, публикация 27.10.2007). Недостатками данного способа является его неустойчивость к условиям многолучевого распространения сигнала и воздействию гармонических помех.A known method for the autocorrelation reception of noise-like signals, which consists in multiplying the received signal with a reference signal and integrating the resulting product, characterized in that the reference signal is formed by delaying the received signal by a time not exceeding the clock period, the received and reference signals are phase shifted by 90 °, multiply among themselves, integrate the resulting product, the integrated stresses are squared, summarize them, the square root is extracted from the total voltage, about restricts the amplitude of the low-frequency voltage resulting from the top, forming a short negative pulses, used for generating the modulating their function in the forward or reverse code (see. specification of a patent RF №2309550, IPC H04L 27/22, publication 27.10.2007). The disadvantages of this method is its instability to the conditions of multipath propagation of the signal and the effects of harmonic interference.

Известен способ передачи информации с помощью шумоподобных сигналов, включающий модуляцию несущего колебания шумоподобным сигналом на передающей стороне, передачу модулированного сигнала через линию связи, нахождение автокорреляционной функции Y(τ) сигнала на приемной стороне и принятие решения о значении передаваемого символа путем сравнительного анализа значений Y(τ), вычисленных для различных τ, причем в качестве модулирующего шумоподобного сигнала используют периодическую псевдошумовую последовательность, каждый символ ai алфавита кодируют периодическим шумоподобным сигналом со своим отличным от других периодом повторения Ti, а на приемной стороне находят значения автокорреляционной функции Y(τ) входного сигнала при задержке τ, отличающийся тем, что на приемной стороне дополнительно находят значения автокорреляционной функции принятого сигнала при задержках t=2Ti,3Ti,…nTi, затем суммируют соответствующие значения автокорреляционной функции входного сигналаA known method of transmitting information using noise-like signals, including modulating the carrier wave with a noise-like signal on the transmitting side, transmitting the modulated signal through the communication line, finding the autocorrelation function Y (τ) of the signal on the receiving side and deciding on the value of the transmitted symbol by comparative analysis of the values of Y ( τ), calculated for different τ, wherein as the modulating signal is a periodic noise-like PN sequence, each symbol a i alphabets ita encode periodic spread spectrum signal with its different from other repetition period T i, and on the reception side are the values of the autocorrelation function Y (τ) of the input signal when τ delay, characterized in that on the receiving side in addition are values of the autocorrelation function of the received signal at delays t = 2T i , 3T i , ... nT i , then the corresponding values of the autocorrelation function of the input signal are summed

Figure 00000001
Figure 00000001

и присваивают принятому символу то значение aj, для которого результат обработки сигнала S(Ti) оказался максимальным (см. описание изобретения к патенту РФ №2435323, МПК H04L 27/00, публикация 27.11.2011). Основным недостатком данного способа является низкая скорость передачи информации и неустойчивость к воздействию гармонических помех.and assign to the received symbol that value a j for which the signal processing result S (T i ) turned out to be maximum (see the description of the invention to RF patent No. 2435323, IPC H04L 27/00, publication November 27, 2011). The main disadvantage of this method is the low speed of information transfer and instability to harmonic interference.

Известны способы [Ланге Ф. Корреляционная электроника. Л.: Судпромгиз, 1963; Петрович И.Т., Размахнин М.К. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Советское радио, 1989; Окунев Ю.Б., Яковлев Л.А. Широкополосные системы связи с составными сигналами. М.: Связь, 1968] передачи дискретной информации на основе автокорреляционного приема, заключающиеся в передаче двух, смещенных во времени на величину задержки τ, копий одного и того же шумоподобного сигнала s(t). Информационным параметром в данном случае может являться, например, некоторая величина, значение которой определяет величину задержки τ. В качестве сигнала s(t) выбирается, например, сигнал, фазоманипулированый по закону специально подобранной кодовой последовательности, либо частотный сигнал, фазы гармонических составляющих которого также принимают значения, соответствующие какой-либо кодовой последовательности. В качестве кодовой последовательности, например, выбирают одну из последовательностей максимальной длины или последовательность Голда. На приемной стороне вычисляется автокорреляционная функция принятого сигнала. Положение во времени максимума этой функции напрямую связано с задержкой τ, от которой, в свою очередь, зависит информационный параметр, заданный на передающей стороне. Основным недостатком данного способа автокорреляционной связи является его неустойчивость к воздействию гармонических помех.Known methods [Lange F. Correlation electronics. L .: Sudpromgiz, 1963; Petrovich I.T., Razmakhnin M.K. Communication systems with noise-like signals. M .: Soviet radio, 1989; Okunev Yu.B., Yakovlev L.A. Broadband communication systems with composite signals. M .: Communication, 1968] transmitting discrete information based on autocorrelation reception, which consist of transmitting two time-shifted delay τ copies of the same noise-like signal s (t). The information parameter in this case can be, for example, a certain quantity whose value determines the delay value τ. As a signal s (t), for example, a signal is selected that is phase-manipulated according to the law of a specially selected code sequence, or a frequency signal, the phases of the harmonic components of which also take values corresponding to any code sequence. As a code sequence, for example, one of the sequences of maximum length or a Gold sequence is selected. At the receiving side, the autocorrelation function of the received signal is calculated. The time position of the maximum of this function is directly related to the delay τ, on which, in turn, the information parameter specified on the transmitting side depends. The main disadvantage of this method of autocorrelation communication is its instability to harmonic interference.

Известен способ поиска широкополосного сигнала при воздействии узкополосных помех, заключающийся в том, что разделяют отсчеты входного сигнала с помехами на перекрывающиеся во времени отрезки, длительность которых определяется временем реакции на воздействие импульсных помех или на изменение узкополосных помех, умножают указанные отрезки на окно с заданными спектральными свойствами, выполняют быстрое преобразование Фурье результатов умножения, осуществляют режекцию узкополосных помех, на интервале времени, равном длительности широкополосного сигнала, накапливают отсчеты каждой частоты, умножают результаты преобразования на соответствующие отсчеты комплексно-сопряженной копии сигнала, выполняют обратное преобразование Фурье результатов умножений, вычисляют модули взаимокорреляционной функции и производят поиск результатов (см. описание изобретения к патенту РФ №2331981, МПК Н04В 1/10, публикация 20.08.2008). Основным недостатком данного способа является неустойчивость к изменению уровня входного сигнала.There is a method of searching for a broadband signal when exposed to narrow-band interference, which consists in dividing the samples of the input signal with interference into time-overlapping segments, the duration of which is determined by the response time to the effect of pulsed noise or to changing narrow-band interference, multiply these segments by a window with specified spectral properties, perform fast Fourier transform of the multiplication results, perform the rejection of narrow-band interference, on a time interval equal to the width of the width a band signal, accumulate samples of each frequency, multiply the conversion results by the corresponding samples of the complex conjugate copy of the signal, perform the inverse Fourier transform of the multiplication results, calculate the cross-correlation function modules and search for the results (see the description of the invention to RF patent No. 2331981, IPC Н04В 1 / 10, publication 08/20/2008). The main disadvantage of this method is the instability to changes in the level of the input signal.

Наиболее близким способом, который выбран в качестве прототипа, является способ [Бобровский И.В., Захаров Ю.В. Частотно-временная синхронизация в системах гидроакустической связи с OFDM. Научно-технический сборник Гидроакустка / Hydroacoustics. Вып. 18(2). ОАО «Концерн «Океанприбор». - СПб.: Наука, 2013. - С. 57-65.] синхронизации приемников с использованием автокорреляционной техники, заключающиеся в передаче двух копий одного и того же шумоподобного сигнала s(t) длительностью Т. Т.е. величина задержки τ в данном случае равна длительности сигнала Т. На приемной стороне вычисляется взаимно-корреляционная функция между принятым сигналом и опорным, в качестве которого используется тот же принятый сигнал, но задержанный на время Т. Положение во времени корреляционного максимума дает информацию, в данном случае, не о передаваемых данных, а о доплеровском искажении принятого сигнала, что позволяет настроить схему синхронизации приемника. Основным недостатком данного способа является его неустойчивость к воздействию гармонической помехи.The closest method, which is selected as a prototype, is the method [Bobrovsky I.V., Zakharov Yu.V. Time-frequency synchronization in sonar systems with OFDM. Scientific and Technical Collection Hydroacoustics. Vol. 18 (2). OJSC Concern Okeanpribor. - SPb .: Nauka, 2013. - P. 57-65.] Synchronization of receivers using the autocorrelation technique, consisting in the transmission of two copies of the same noise-like signal s (t) with a duration of T. That is, the delay value τ in this case is equal to the duration of the signal T. On the receiving side, the cross-correlation function between the received signal and the reference one is calculated, which uses the same received signal, but delayed by time T. The position in time of the correlation maximum gives information in this case, not about the transmitted data, but about the Doppler distortion of the received signal, which allows you to configure the receiver synchronization circuit. The main disadvantage of this method is its instability to harmonic interference.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение устойчивости системы связи к гармонической помехе при автокорреляционном способе передачи информации в условиях изменяющегося уровня принимаемого сигнала.The objective of the invention is to ensure the stability of the communication system to harmonic interference with the autocorrelation method of transmitting information in a changing level of the received signal.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.

Способ борьбы с гармонической помехой при автокорреляционном методе приема информации с использованием шумоподобных сигналов, включающий вычисление комплексных огибающих первого и второго периодов принимаемого сигнала, вычисление с помощью дискретного преобразования Фурье спектральных функций этих комплексных огибающих, умножение спектральной функции первого периода сигнала на комплексно-сопряженную спектральную функцию второго периода сигнала, вычисление с помощью обратного дискретного преобразования Фурье взаимно-корреляционной функции между этими комплексными огибающими, выбор максимальной компоненты взаимно-корреляционной функции и сравнение ее с порогом, отличающийся тем, что вычисляют квадраты огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала, вычисляют дисперсии квадратов огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала, осуществляют нормировку квадратов огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала на соответствующие им дисперсии, в нормированных спектральных функциях первого и второго периодов сигнала выполняют поиск максимальных компонент и определяют их позиции, сравнивают значения отобранных максимальных компонент с величиной установленного порога, который определяют в соответствии с допустимой величиной вероятности ложной идентификации гармонической помехи, в случае превышения ими установленного порога в спектральных функциях комплексных огибающих первого и второго периодов элементы, находящихся на позициях отобранных максимальных компонент и их окрестностях, обнуляют, причем окрестности позиций отобранных максимальных компонент определяют уровнем гармонической помехи.A method for combating harmonic interference with the autocorrelation method of receiving information using noise-like signals, including calculating the complex envelopes of the first and second periods of the received signal, computing the spectral functions of these complex envelopes using the discrete Fourier transform, multiplying the spectral function of the first signal period by the complex conjugate spectral function second period of the signal, calculation using the inverse discrete Fourier transform cross-correlation function between these complex envelopes, selecting the maximum component of the cross-correlation function and comparing it with a threshold, characterized in that the squares of the envelopes of the spectral functions of the first and second signal periods are calculated, the variances of the squares of the envelopes of the spectral functions of the first and second signal periods are calculated, and the squares are normalized envelopes of the spectral functions of the first and second periods of the signal to the variances corresponding to them, in the normalized spectral functions of the first and second the signal iodines search for the maximum components and determine their position, compare the values of the selected maximum components with the value of the set threshold, which is determined in accordance with the allowable value of the probability of false identification of harmonic interference, if they exceed the set threshold in the spectral functions of the complex envelopes of the first and second periods, the elements located at the positions of the selected maximum components and their environs are zeroed, and the neighborhoods of the positions of the selected Maximum Feed component harmonic interference level is determined.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is as follows.

В принимаемом сигнале s(t) выделяют отсчеты комплексной огибающей, для чего после предварительного усиления и аналоговой полосовой фильтрации дискретизируют s(t) с частотой fs и подвергают квадратурной демодуляции. С этой целью в соответствующих квадратурных демодуляторах отсчеты принимаемого сигнала s(i/fs) перемножают с отсчетами квадратурного гетеродина exp(j2πf0i/fs), где f0 - частота несущей и фильтруют с помощью фильтров нижних частот с частотой среза Fc=ΔFc/2, где ΔFc - ширина полосы сигнала. Далее с целью снижения вычислительных затрат отсчеты комплексной огибающей подвергают процедуре децимации, в результате которой осуществляют уменьшение частоты дискретизации этой комплексной огибающей в m раз. Тогда новое значение частоты дискретизации задается выражением f s ' = f s / m

Figure 00000002
, где m - целое число. Требуемый размер окна дискретного преобразования Фурье, необходимый для обработки одного периода принимаемого сигнала, выбирают по формуле:In the received signal s (t), samples of the complex envelope are extracted, for which, after preliminary amplification and analog bandpass filtering, s (t) is sampled with a frequency f s and subjected to quadrature demodulation. For this purpose, in the corresponding quadrature demodulators, the samples of the received signal s (i / f s ) are multiplied with the samples of the quadrature local oscillator exp (j2πf 0 i / f s ), where f 0 is the carrier frequency and filtered using low-pass filters with a cutoff frequency F c = ΔF c / 2, where ΔF c is the signal bandwidth. Further, in order to reduce computational costs, the samples of the complex envelope are subjected to the decimation procedure, as a result of which the sampling frequency of this complex envelope is reduced by a factor of m. Then the new value of the sampling rate is given by f s '' = f s / m
Figure 00000002
where m is an integer. The required window size of the discrete Fourier transform needed to process one period of the received signal is selected by the formula:

NFFT=2n1,NFFT = 2 n1 ,

где n 1 = ] log 2 ( f s ' T c ) [ , ] x [

Figure 00000003
- целая часть числа, большая или равная х. Тогда обрабатываемая длительность одного периода сигнала составляет:Where n one = ] log 2 ( f s '' T c ) [ , ] x [
Figure 00000003
is the integer part of a number greater than or equal to x. Then the processed duration of one signal period is:

Figure 00000004
Figure 00000004

После формирования двух периодов комплексной огибающей, содержащих по NFFT отсчетов вычисляют с помощью дискретного преобразования Фурье спектральные функции комплексных огибающих этих двух периодов U ˙ 1 ( f )

Figure 00000005
, U ˙ 2 ( f )
Figure 00000006
, где f = 0, N F F T 1 ¯
Figure 00000007
.After the formation of two periods of the complex envelope containing NFFT samples, the spectral functions of the complex envelopes of these two periods are calculated using the discrete Fourier transform U ˙ one ( f )
Figure 00000005
, U ˙ 2 ( f )
Figure 00000006
where f = 0 N F F T - one ¯
Figure 00000007
.

Принимают, что гармоническая помеха описывается выражением un(t)=Unsin(2πfnt),It is assumed that harmonic interference is described by the expression u n (t) = U n sin (2πf n t),

где Un, fn - соответственно амплитуда и частота помехи.where U n , f n - respectively, the amplitude and frequency of the interference.

Тогда на выходе квадратурного демодулятора комплексная огибающая этой помехи:Then, at the output of the quadrature demodulator, the complex envelope of this interference:

U ˙ ( t ) = U n exp ( j 2 π f n ' t )

Figure 00000008
, U ˙ ( t ) = U n exp ( j 2 π f n '' t )
Figure 00000008
,

где f n ' = f n f 0

Figure 00000009
.Where f n '' = f n - f 0
Figure 00000009
.

Тогда частота f n '

Figure 00000010
выражается через частоты настройки фильтров дискретного преобразования Фурье следующим образом:Then the frequency f n ''
Figure 00000010
expressed through the tuning frequencies of the discrete Fourier transform filters as follows:

f n ' = ( s + a ) Δ f

Figure 00000011
, f n '' = ( s + a ) Δ f
Figure 00000011
,

где s - целочисленный коэффициент дискретного преобразования Фурье, а - коэффициент, определяющий отклонение частоты f n '

Figure 00000012
от частоты настройки фильтра дискретного преобразования Фурье, 0<а<1. Тогда спектральная функция комплексной огибающей выражается как:where s is the integer coefficient of the discrete Fourier transform, and is the coefficient determining the frequency deviation f n ''
Figure 00000012
on the frequency of tuning the filter of the discrete Fourier transform, 0 <a <1. Then the spectral function of the complex envelope is expressed as:

Figure 00000013
Figure 00000013

Если a=0, тогда:If a = 0, then:

Figure 00000014
Figure 00000014

Данный случай соответствует ситуации, когда частота гармонической помехи совпадает с частотой настройки фильтра дискретного преобразования Фурье. В этом случае огибающая спектральной функции содержит одну ненулевую компоненту на частоте f = s / T c '

Figure 00000015
, а огибающая циклической взаимно-корреляционной функции на выходе автокорреляционного приемника принимает постоянное значение.This case corresponds to the situation when the frequency of harmonic interference coincides with the frequency of tuning the filter of the discrete Fourier transform. In this case, the envelope of the spectral function contains one nonzero component at the frequency f = s / T c ''
Figure 00000015
, and the envelope of the cyclic cross-correlation function at the output of the autocorrelation receiver takes a constant value.

Если а=0.5, тогда S n ( 2 π f ) | f = p / T c ' = U n T c ' sin [ π ( p s 0.5 ) ] π ( p s 0.5 )

Figure 00000016
.If a = 0.5, then S n ( 2 π f ) | f = p / T c '' = U n T c '' sin [ π ( p - s - 0.5 ) ] π ( p - s - 0.5 )
Figure 00000016
.

В этом случае частота гармонической помехи попадает между частотами настройки двух соседних фильтров дискретного преобразования Фурье и имеет место растекание мощности этой гармонической помехи по всем фильтрам дискретного преобразования Фурье, поскольку спектральная функция Sn(2πf) является суммой всех коэффициентов дискретного преобразования Фурье сигнала, каждый из которых входит в нее с весом, равным значению частотной характеристики этого фильтра на данной частоте. При этом на частотах f = s / T c '

Figure 00000017
и f = ( s + 1 ) / T c '
Figure 00000018
огибающая спектральной функции Sn(2πf) будет содержать два одинаковых максимума с уровнями 2 U n T c ' / π
Figure 00000019
, а уровни этой функции в дискретных точках с номерами р>s+1 составляют 2 U n T c ' / π ( 2 t 1 )
Figure 00000020
, где t=p-s, а при p<s - соответственно 2 U n T c ' / π ( 2 t + 1 )
Figure 00000021
, где t=|p-s|.In this case, the harmonic interference frequency falls between the tuning frequencies of two adjacent filters of the discrete Fourier transform and the power of this harmonic interference spreads over all filters of the discrete Fourier transform, since the spectral function S n (2πf) is the sum of all the coefficients of the discrete Fourier transform of the signal, each of which is included in it with a weight equal to the value of the frequency response of this filter at a given frequency. Moreover, at frequencies f = s / T c ''
Figure 00000017
and f = ( s + one ) / T c ''
Figure 00000018
the envelope of the spectral function S n (2πf) will contain two identical maxima with levels 2 U n T c '' / π
Figure 00000019
, and the levels of this function at discrete points with numbers p> s + 1 are 2 U n T c '' / π ( 2 t - one )
Figure 00000020
, where t = ps, and for p <s, respectively 2 U n T c '' / π ( 2 t + one )
Figure 00000021
where t = | ps |.

Прохождение комплексной огибающей узкополосного шума, действующего на входе автокорреляционного приемника, через устройство, вычисляющее квадрат огибающей спектральной функции Sn(2πf) описывают, исходя из следующих допущений.The passage of the complex envelope of narrow-band noise acting at the input of the autocorrelation receiver through a device that calculates the square of the envelope of the spectral function S n (2πf) is described based on the following assumptions.

Обозначим: η - случайный процесс на выходе данного устройства. ТогдаDenote: η is a random process at the output of this device. Then

Figure 00000022
Figure 00000022

где ξi и ζi - отсчеты соответственно реальной и мнимой частей выходного эффекта ДПФ, i = 0, N F F T 1 ¯

Figure 00000023
. Будем полагать, что входной процесс является стационарным гауссовским шумом. Тогда случайные процессы ξ и ζ также будут иметь гауссовские законы распределения плотности вероятности, а случайный процесс η будет являться стационарным процессом в широком смысле с дисперсией σ η 2
Figure 00000024
, распределенным по экспоненциальному закону. Тогда если произвести нормировку значений этого процесса на величину σ η 2
Figure 00000025
, то полученный процесс η ¯
Figure 00000026
будет иметь дисперсию σ η ¯ 2 = 1
Figure 00000027
в широком динамическом диапазоне изменения уровня входного сигнала. При этом вероятность превышения случайным процессом η ¯
Figure 00000028
некоторого порогового значения TRF составитwhere ξ i and ζ i are the samples of the real and imaginary parts of the output DFT effect, respectively, i = 0 N F F T - one ¯
Figure 00000023
. We assume that the input process is stationary Gaussian noise. Then the random processes ξ and ζ will also have Gaussian laws of the probability density distribution, and the random process η will be a stationary process in the broad sense with dispersion σ η 2
Figure 00000024
distributed exponentially. Then if we normalize the values of this process by σ η 2
Figure 00000025
then the resulting process η ¯
Figure 00000026
will have a variance σ η ¯ 2 = one
Figure 00000027
in a wide dynamic range of the input signal level. The probability of exceeding by a random process η ¯
Figure 00000028
some threshold value TRF will be

P ( η ¯ T R F ) = 0.5 exp ( T R F / 2 )

Figure 00000029
. P ( η ¯ T R F ) = 0.5 exp ( - T R F / 2 )
Figure 00000029
.

Из представленного следует, что по уровню выброса квадрата нормированной огибающей спектральной функции можно идентифицировать гармоническую помеху, действующую на входе автокорреляционного приемника, с вероятностью ложной идентификации, определяемой выражением P ( η ¯ T R F ) = 0.5 exp ( T R F / 2 )

Figure 00000030
.From the presented it follows that by the level of the squared ejection of the normalized envelope of the spectral function, it is possible to identify the harmonic noise acting at the input of the autocorrelation receiver, with the probability of false identification, determined by the expression P ( η ¯ T R F ) = 0.5 exp ( - T R F / 2 )
Figure 00000030
.

На основе этого для борьбы с гармонической помехой вычисляют квадраты огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала | U ˙ 1 ( f ) | 2

Figure 00000031
, | U ˙ 2 ( f ) | 2
Figure 00000032
и определяют их дисперсии σ η 1 2
Figure 00000033
и σ η 2 2
Figure 00000034
. Осуществляют нормировку последовательностей | U ˙ 1 ( f ) | 2
Figure 00000035
, | U ˙ 2 ( f ) | 2
Figure 00000036
на соответствующие им дисперсии σ η 1 2
Figure 00000037
и σ η 2 2
Figure 00000038
. В результате чего формируют последовательности U ¯ 1 ( f )
Figure 00000039
и U ¯ 2 ( f )
Figure 00000040
.Based on this, to combat harmonic interference, the squares of the envelopes of the spectral functions of the first and second signal periods are calculated | U ˙ one ( f ) | 2
Figure 00000031
, | U ˙ 2 ( f ) | 2
Figure 00000032
and determine their variance σ η one 2
Figure 00000033
and σ η 2 2
Figure 00000034
. Perform normalization of sequences | U ˙ one ( f ) | 2
Figure 00000035
, | U ˙ 2 ( f ) | 2
Figure 00000036
to the variances corresponding to them σ η one 2
Figure 00000037
and σ η 2 2
Figure 00000038
. As a result, sequences are formed U ¯ one ( f )
Figure 00000039
and U ¯ 2 ( f )
Figure 00000040
.

В последовательностях U ¯ 1 ( f )

Figure 00000041
и U ¯ 2 ( f )
Figure 00000042
отыскивают максимальные компоненты U ¯ m 1
Figure 00000043
и U ¯ m 2
Figure 00000044
, осуществляют сравнение значений максимальных компонент U ¯ m 1
Figure 00000045
и U ¯ m 2
Figure 00000046
с величиной установленного порога TRF, который определяют в соответствии с допустимой величиной вероятности ложной идентификации гармонической помехи, в случае превышения этими компонентами установленного порога в соответствующих последовательностях U ¯ 1 ( f )
Figure 00000047
и U ¯ 2 ( f )
Figure 00000048
определяются позиции Nm1 и Nm2 этих компонент, из последовательностей U ˙ 1 ( f )
Figure 00000049
, U ˙ 2 ( f )
Figure 00000050
формируют последовательности U ˙ 1 ' ( f )
Figure 00000051
, U ˙ 2 ' ( f )
Figure 00000052
, элементы которых на позициях от Nm1-ΔN до Nm1+ΔN обнуляют, где ΔN определяют уровнем гармонической помехи, действующей на входе автокорреляционного приемника, умножают спектральную функцию первого периода сигнала U ˙ 1 ' ( f )
Figure 00000053
на комплексно-сопряженную спектральную функцию второго периода сигнала U ˙ 2 ' ( f ) *
Figure 00000054
, с помощью обратного дискретного преобразования Фурье вычисляют взаимно-корреляционную функцию между этими комплексными огибающими и выбирают максимальную компоненту взаимно-корреляционной функции.In sequences U ¯ one ( f )
Figure 00000041
and U ¯ 2 ( f )
Figure 00000042
look for maximum components U ¯ m one
Figure 00000043
and U ¯ m 2
Figure 00000044
compare the values of the maximum components U ¯ m one
Figure 00000045
and U ¯ m 2
Figure 00000046
with the value of the set threshold TRF, which is determined in accordance with the allowable value of the probability of false identification of harmonic interference, if these components exceed the set threshold in the corresponding sequences U ¯ one ( f )
Figure 00000047
and U ¯ 2 ( f )
Figure 00000048
the positions N m1 and N m2 of these components are determined from the sequences U ˙ one ( f )
Figure 00000049
, U ˙ 2 ( f )
Figure 00000050
form sequences U ˙ one '' ( f )
Figure 00000051
, U ˙ 2 '' ( f )
Figure 00000052
the elements of which at positions from N m1 -ΔN to N m1 + ΔN are zeroed, where ΔN is determined by the level of harmonic interference acting at the input of the autocorrelation receiver, the spectral function of the first signal period is multiplied U ˙ one '' ( f )
Figure 00000053
on the complex conjugate spectral function of the second signal period U ˙ 2 '' ( f ) *
Figure 00000054
, using the inverse discrete Fourier transform, the cross-correlation function between these complex envelopes is calculated and the maximum component of the cross-correlation function is selected.

Заявленное изобретение позволяет обеспечить устойчивость системы связи к гармонической помехе при автокорреляционном способе передачи информации в условиях изменяющегося уровня принимаемого сигнала.The claimed invention allows to ensure the stability of the communication system to harmonic interference with the autocorrelation method of transmitting information under conditions of a changing level of the received signal.

Claims (1)

Способ борьбы с гармонической помехой при автокорреляционном методе приема информации с использованием шумоподобных сигналов, включающий вычисление комплексных огибающих первого и второго периодов принимаемого сигнала, вычисление с помощью дискретного преобразования Фурье спектральных функций этих комплексных огибающих, умножение спектральной функции первого периода сигнала на комплексно-сопряженную спектральную функцию второго периода сигнала, вычисление с помощью обратного дискретного преобразования Фурье взаимно-корреляционной функции между этими комплексными огибающими, выбор максимальной компоненты взаимно-корреляционной функции и сравнение ее с порогом, отличающийся тем, что вычисляют квадраты огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала, вычисляют дисперсии квадратов огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала, осуществляют нормировку квадратов огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала на соответствующие им дисперсии, в нормированных спектральных функциях первого и второго периодов сигнала выполняют поиск максимальных компонент и определяют их позиции, сравнивают значения отобранных максимальных компонент с величиной установленного порога, который определяют в соответствии с допустимой величиной вероятности ложной идентификации гармонической помехи, в случае превышения ими установленного порога в спектральных функциях комплексных огибающих первого и второго периодов элементы, находящиеся на позициях отобранных максимальных компонент и их окрестностях, обнуляют, причем окрестности позиций отобранных максимальных компонент определяют уровнем гармонической помехи. A method for combating harmonic interference with the autocorrelation method of receiving information using noise-like signals, including calculating the complex envelopes of the first and second periods of the received signal, computing the spectral functions of these complex envelopes using the discrete Fourier transform, multiplying the spectral function of the first signal period by the complex conjugate spectral function second period of the signal, calculation using the inverse discrete Fourier transform cross-correlation function between these complex envelopes, selecting the maximum component of the cross-correlation function and comparing it with a threshold, characterized in that the squares of the envelopes of the spectral functions of the first and second signal periods are calculated, the variances of the squares of the envelopes of the spectral functions of the first and second signal periods are calculated, and the squares are normalized envelopes of the spectral functions of the first and second periods of the signal to the variances corresponding to them, in the normalized spectral functions of the first and second the signal iodines search for the maximum components and determine their position, compare the values of the selected maximum components with the value of the set threshold, which is determined in accordance with the allowable value of the probability of false identification of harmonic interference, if they exceed the set threshold in the spectral functions of the complex envelopes of the first and second periods, the elements located at the positions of the selected maximum components and their environs, zero, and the neighborhood of the positions of the selected Maximum Feed component harmonic interference level is determined.
RU2014133853/07A 2014-08-19 2014-08-19 Protection method against harmonic interference at autocorrelated method for information reception using noise-like signals RU2569554C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014133853/07A RU2569554C1 (en) 2014-08-19 2014-08-19 Protection method against harmonic interference at autocorrelated method for information reception using noise-like signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014133853/07A RU2569554C1 (en) 2014-08-19 2014-08-19 Protection method against harmonic interference at autocorrelated method for information reception using noise-like signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2569554C1 true RU2569554C1 (en) 2015-11-27

Family

ID=54753534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014133853/07A RU2569554C1 (en) 2014-08-19 2014-08-19 Protection method against harmonic interference at autocorrelated method for information reception using noise-like signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2569554C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734699C1 (en) * 2020-05-26 2020-10-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Method of transmitting information using broadband signals

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613978A (en) * 1984-06-14 1986-09-23 Sperry Corporation Narrowband interference suppression system
RU2309550C1 (en) * 2006-02-22 2007-10-27 Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук Method for auto-correlation receipt of noise-like signals
RU2331981C2 (en) * 2005-10-12 2008-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" Method and device for searching wideband signal affected by narrowband interference
RU2513028C2 (en) * 2012-02-07 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Спирит Корп" Device for suppressing narrow-band interference in satellite navigation receiver

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613978A (en) * 1984-06-14 1986-09-23 Sperry Corporation Narrowband interference suppression system
RU2331981C2 (en) * 2005-10-12 2008-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" Method and device for searching wideband signal affected by narrowband interference
RU2309550C1 (en) * 2006-02-22 2007-10-27 Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук Method for auto-correlation receipt of noise-like signals
RU2513028C2 (en) * 2012-02-07 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Спирит Корп" Device for suppressing narrow-band interference in satellite navigation receiver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БОБРОВСКИЙ И.В. и др. Частотно-временная синхронизация в системах гидроакустической связи с OFDM Научно-технический сборник Гидроакустика, СПб.:Наука, вып.18(2), 2013б с. 57-65. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734699C1 (en) * 2020-05-26 2020-10-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Method of transmitting information using broadband signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kishore et al. Automatic intrapulse modulation classification of advanced LPI radar waveforms
US9749006B1 (en) Estimation and mitigation of swept-tone interferers in frequency-hopped systems
CN112187316A (en) Signal processing method, signal processing device, receiver and storage medium
CN104007421A (en) Loran-C passive radar TOA estimating method based on total variation and compressed sensing
Zhang et al. Joint delay and Doppler shift estimation for multiple targets using exponential ambiguity function
CN102546499A (en) Fractional-order channelized receiving method of real linear frequency modulation (LFM) signal
CN109975771A (en) Wideband digital channel method based on three rank phase difference of signal
RU2569554C1 (en) Protection method against harmonic interference at autocorrelated method for information reception using noise-like signals
RU2549207C2 (en) Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver
RU2708372C1 (en) Method for detecting a pack of radio pulses with an arbitrary degree of coherence and a device for realizing said method
Artyushenko et al. Estimation of the Effect of Multiplicative Noise on Signal Detection against the background of Additive Noise
Adam et al. Inter-pulse analysis of airborne radar signals using smoothed instantaneous energy
RU179509U1 (en) Correlation Filter Detector
Nhan et al. A Mathematical Model for Determining the Type of Signal Modulation in a Digital Receiver with Autocorrelation Processing
JP5725458B2 (en) Receiver, receiving method and program
RU2606634C2 (en) Method of ultra broadband signal detecting
Kadlimatti et al. Smart Extended Matched Filter for Linear FM based good code sets
RU2571390C1 (en) Method of transmitting discrete information via hydroacoustic link in multibeam signal propagation conditions
Li et al. Pulse jamming suppression for airborne radar based on joint time-frequency analysis
Hartmann et al. Acoustic signal processing
RU2726221C1 (en) Method of determining parameters of frequency-coded signals in an autocorrelation receiver
Axelsson Generalized ambiguity functions for ultra wide band random waveforms
RU2789386C1 (en) Signal classification method
Avagyan et al. Qam mapped ofdm signal processing on radar applications
RU2737005C1 (en) Method for receiving ultrashort pulse signal in form of gauss monocycle

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20171206

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180820

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201221