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 PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
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
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
NFFT=2n1,NFFT = 2 n1 ,
где
После формирования двух периодов комплексной огибающей, содержащих по NFFT отсчетов вычисляют с помощью дискретного преобразования Фурье спектральные функции комплексных огибающих этих двух периодов
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:
где
Тогда частота
где s - целочисленный коэффициент дискретного преобразования Фурье, а - коэффициент, определяющий отклонение частоты
Если a=0, тогда:If a = 0, then:
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
Если а=0.5, тогда
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
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
где ξi и ζi - отсчеты соответственно реальной и мнимой частей выходного эффекта ДПФ,
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
На основе этого для борьбы с гармонической помехой вычисляют квадраты огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала
В последовательностях
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)
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)
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)
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 |
-
2014
- 2014-08-19 RU RU2014133853/07A patent/RU2569554C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
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)
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)
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 |