RU2623713C1 - Digital signal power and interference power meter in radio receiver channel bandwidth in real time scale - Google Patents
Digital signal power and interference power meter in radio receiver channel bandwidth in real time scale Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623713C1 RU2623713C1 RU2016110053A RU2016110053A RU2623713C1 RU 2623713 C1 RU2623713 C1 RU 2623713C1 RU 2016110053 A RU2016110053 A RU 2016110053A RU 2016110053 A RU2016110053 A RU 2016110053A RU 2623713 C1 RU2623713 C1 RU 2623713C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- signal
- power meter
- noise
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах оценивания текущей информации о помехово-сигнальной обстановке и уровнях сигнала и помех на входе приемника с целью адаптации к ним различных параметров радиоприемных устройств, основного канала радиоприема, адаптации уровней порогов обнаружения к шумам различной интенсивности в обнаружителях панорамных радиоприемных устройств, а также устройств компенсации помех.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in systems for evaluating current information about the noise-signal situation and signal and noise levels at the input of the receiver with the aim of adapting various parameters of radio receivers, the main channel of the radio reception, adapting the detection threshold levels to noise of various intensities detectors of panoramic radio receivers, as well as interference compensation devices.
Известен измеритель отношения сигнал/шум (патент RU 2332676, «Измеритель отношения сигнал/шум» G01R 29/26, 09.01.2007), содержащий смеситель, сигнальный вход которого является входом устройства, гетеродин, выход которого подключен к опорному входу смесителя, первый полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу смесителя, последовательно включенные первый измеритель мощности, блок вычитания, дифференциальный логарифмический преобразователь и регистрирующий прибор, и второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу смесителя, а выход - ко входу второго измерителя мощности, выход которого подключен к инверсным входам блока вычитания и дифференциального логарифмического преобразователя. При этом в измерителе осуществляется одновременное измерение в двух соседних каналах: средней мощности совокупных шумов в одном из них и совокупной средней мощности аддитивной смеси сигнала и совокупных шумов в другом. Измеренные значения мощностей затем используются для вычисления неизвестной средней мощности сигнала и отношения сигнал/шум косвенным методом. Полосовые фильтры первого и второго измерительных каналов имеют равные значения полос пропускания, но значения центральных частот отличаются на величину, равную удвоенной ширине их полос пропускания.A known signal-to-noise ratio meter (patent RU 2332676, "Signal-to-noise ratio meter" G01R 29/26, 01/09/2007), comprising a mixer, the signal input of which is the input of the device, a local oscillator, the output of which is connected to the reference input of the mixer, the first strip a filter whose input is connected to the output of the mixer, a first power meter, a subtraction unit, a differential logarithmic converter and a recording device, and a second band-pass filter, the input of which is connected to the output of the mixer, and the output to input of the second power meter whose output is connected to inverted inputs of the subtractor and the differential logarithmic converter. Moreover, the meter simultaneously measures in two adjacent channels: the average power of the total noise in one of them and the total average power of the additive mixture of the signal and the total noise in the other. The measured power values are then used to calculate the unknown average signal power and signal-to-noise ratio by an indirect method. The bandpass filters of the first and second measuring channels have equal bandwidths, but the center frequencies differ by an amount equal to twice the width of their bandwidths.
Недостатком данного измерителя является совместное измерение совокупной мощности аддитивной смеси сигнала и шума (помехи) в основном канале приема, а мощности помехи - в соседнем канале приема. Данный измеритель не позволяет производить раздельную оценку средней мощности сигнала и средней мощности шума в одном канале и, как следствие, оценку отношения мощностей сигнал/шум (помеха) в реальном масштабе времени. Следует отметить, что при наличии прицельной помехи в канале, где присутствует сигнал, или в случае различной интенсивности естественных помех в различных каналах, измерение средней мощности шума (помехи) в канале, где сигнал отсутствует, приведет к возникновению ошибки измерения.The disadvantage of this meter is the joint measurement of the total power of the additive mixture of signal and noise (interference) in the main receiving channel, and the interference power in the adjacent receiving channel. This meter does not allow a separate assessment of the average signal power and the average noise power in one channel and, as a result, an estimate of the signal-to-noise power ratio (noise) in real time. It should be noted that in the presence of impact interference in the channel where the signal is present, or in the case of different intensities of natural interference in different channels, the measurement of the average noise power (interference) in the channel where the signal is absent will result in a measurement error.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени (патент RU 2472167, «Цифровой измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени» G01R 29/26, 07.10.2011), взятый за прототип, и содержащий гетеродин, последовательно соединенные смеситель, сигнальный вход которого является входом устройства, полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с объединенными сигнальными входами измерителя мощности аддитивной смеси сигнала и помехи (ИМАССП) и измерителя мощности сигнала, вторые входы которых соединены с выходом регистра хранения множителя усреднения L, а выходы ИМАССП и измерителя мощности сигнала через соответствующие первый и второй накопители-усреднители соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого через первый регистр памяти соединен со вторым входом регистрирующего прибора, выход которого является выходом устройства, выход второго накопителя-усреднителя через второй регистр памяти соединен с первым входом регистрирующего прибора; выход блока вычитания также соединен с первым входом арифметико-логического устройства определения частного, второй вход которого соединен с выходом второго накопителя-усреднителя, а выход арифметико-логического устройства определения частного соединен с третьим входом регистрирующего прибора, выход которого является выходом устройства; вторые входы измерителя мощности аддитивной смеси сигнала и помехи и измерителя мощности сигнала соединены с выходом регистра хранения множителя усреднения L; выход гетеродина соединен с опорным входом смесителя, а через делитель частоты - со вторым входом аналого-цифрового преобразователя.The closest in technical essence to the claimed object is a meter of signal power and interference power in the passband of the radio channel in real time (patent RU 2472167, "Digital meter of signal power and interference power in the passband of the channel of the radio receiver in real time" G01R 29 / 26, 07.10.2011), taken as a prototype, and containing a local oscillator, a mixer connected in series, the signal input of which is the device input, a bandpass filter and an analog-to-digital converter, in the path of which is connected to the combined signal inputs of the power meter of the additive signal-to-noise mixture (IMASP) and the signal power meter, the second inputs of which are connected to the output of the storage register of the averaging factor L, and the outputs of IMASP and the signal power meter through the corresponding first and second averaging drives are connected respectively, with the first and second inputs of the subtraction unit, the output of which through the first memory register is connected to the second input of the recording device, the output of which is the output of troystva, the output of the second accumulator through the second-averager memory register coupled to the first input of the recording device; the output of the subtraction unit is also connected to the first input of the arithmetic-logical device for determining the private, the second input of which is connected to the output of the second drive-averager, and the output of the arithmetic-logical device for determining the private is connected to the third input of the recording device, the output of which is the output of the device; the second inputs of the power meter of the additive mixture of signal and noise and the power meter of the signal are connected to the output of the storage register of the averaging factor L; the local oscillator output is connected to the reference input of the mixer, and through the frequency divider, to the second input of the analog-to-digital converter.
Недостатком прототипа является большая среднеквадратическая ошибка оценивания дисперсии шума (12% и более), обусловленная проникновением части сигнала в канал оценивания дисперсии шума и принципиальной невозможностью компенсации последней путем усреднения.The disadvantage of the prototype is a large standard error of the estimation of noise variance (12% or more), due to the penetration of part of the signal into the channel for estimating the noise variance and the fundamental impossibility of compensating for the latter by averaging.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение среднеквадратической ошибки оценивания дисперсии шума при низких (менее 10 дБ) отношениях сигнал/шум в условиях возможного проникновения части сигнала в канал оценивания дисперсии шума. Для решения поставленной задачи предлагается цифровой измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени, содержащий последовательно соединенные смеситель, сигнальный вход которого является входом устройства, полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь, измеритель мощности сигнала, первый накопитель-усреднитель, первый регистр памяти и регистрирующий прибор, выход которого является выходом устройства, а также гетеродин, выход которого соединен с опорным входом смесителя непосредственно и аналого-цифрового преобразователя - через делитель частоты, измеритель мощности аддитивной смеси сигнала и помехи, вход которого связан с выходом аналого-цифрового преобразователя, регистр хранения множителя усреднения L, выход которого связан со вторыми входами измерителя мощности аддитивной смеси сигнала и помехи и измерителя мощности сигнала, блок вычитания, второй накопитель-усреднитель и второй регистр памяти, а также арифметико-логическое устройство определения частного, второй вход которого соединен с выходом первого накопителя-усреднителя, а выход - со вторым входом регистрирующего прибора. Согласно изобретению, дополнительно введен вычислитель центральной точки шумового кластера, выход которого соединен со вторым входом арифметико-логического устройства и третьим входом регистрирующего прибора, при этом выход измерителя аддитивной смеси сигнала и помехи через последовательно соединенные блок вычитания, второй накопитель-усреднитель и второй регистр памяти связан со входом вычислителя центральной точки шумового кластера, а выход измерителя мощности сигнала - со вторым входом блока вычитания.The problem to which the invention is directed is to reduce the standard error of the estimation of noise variance at low (less than 10 dB) signal-to-noise ratios under conditions of the possible penetration of part of the signal into the noise dispersion estimation channel. To solve this problem, a digital meter of signal power and interference power in the passband of the channel of the radio receiver in real time is proposed, containing a series-connected mixer, the signal input of which is the input of the device, a bandpass filter, an analog-to-digital converter, a signal power meter, and the first drive-averager , the first memory register and recording device, the output of which is the output of the device, as well as a local oscillator, the output of which is connected to the reference input m of the mixer directly and the analog-to-digital converter - through a frequency divider, a power meter of the additive signal and noise mixture, the input of which is connected to the output of the analog-digital converter, the storage register of the averaging factor L, the output of which is connected to the second inputs of the power meter of the additive mixture of signal and noise and a signal power meter, a subtraction unit, a second drive-averager and a second memory register, as well as an arithmetic-logical device for determining the private, the second input of which is connected nen with the output of the first drive-averager, and the output with the second input of the recording device. According to the invention, a central point calculator of the noise cluster is additionally introduced, the output of which is connected to the second input of the arithmetic logic device and the third input of the recording device, while the output of the additive signal and noise mixture meter is connected through a series-connected subtraction unit, a second drive-averager and a second memory register connected to the input of the calculator of the central point of the noise cluster, and the output of the signal power meter - with the second input of the subtraction unit.
Структурная схема цифрового измерителя мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени приведена на фигуре.The block diagram of a digital meter of signal power and interference power in the passband of the channel of the radio receiver in real time is shown in the figure.
Заявляемое устройство (см. чертеж) содержит последовательно соединенные смеситель СМ 1, сигнальный вход которого является входом устройства, полосовой фильтр ПФ 2, аналого-цифровой преобразователь АЦП 3, измеритель мощности сигнала ИМС 4, первый накопитель-усреднитель НУ1 5, первый регистр памяти РП1 6 и регистрирующий прибор РЕГП 7, выход которого является выходом устройства, гетеродин Г 8, выход которого соединен с опорным входом смесителя СМ 1 непосредственно и аналого-цифрового преобразователя АЦП 3 - через делитель частоты ДЧ 9, последовательно соединенные измеритель мощности аддитивной смеси сигнала и помехи ИМАССП 10, блок вычитания БВ 11, второй накопитель-усреднитель НУ2 12, второй регистр памяти РП2 13, вычислитель центральной точки шумового кластера ВЦТШК 14 и арифметико-логическое устройство вычисления частного АЛУ ВЧ 15, а также регистр хранения множителя усреднения РХМУ 16, выход которого связан со вторыми входами ИМАССП 10 и ИМС 4, при этом вход ИМАССП 10 соединен с выходом АЦП 3, первый вход АЛУ ВЧ 15 - с выходом НУ1 5, а второй и третий входы РЕГП 7 - с выходами АЛУ ВЧ 15 и ВЦТШК 14.The inventive device (see drawing) contains a series-connected
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Аддитивная смесь сигнала со случайной амплитудой и начальной фазой и шума (помехи) с неизвестной интенсивностью поступает на сигнальный вход смесителя СМ 1, на опорный вход которого поступает сигнал гетеродина Г 8, представляющий собой непрерывный высокочастотный сигнал с фиксированными частотой и уровнем. С выхода смесителя СМ 1 аддитивная смесь сигнала со случайной амплитудой и начальной фазой и шума (помех) с неизвестной интенсивностью на промежуточной частоте поступает на вход полосового фильтра ПФ 2 с полосой пропускания ΔF, с выхода которого сигнал подается на первый вход АЦП 3, на второй вход которого через делитель частоты ДЧ 9 подается сигнал с выхода гетеродина Г 8. Коэффициент деления частоты ДЧ 9 выбирается из условия обеспечения частоты дискретизации на уровне не менее 2⋅ΔF, где ΔF - полоса сигнала. С выхода АЦП 3 двоичный код уровня (цифровые отсчеты) xi=si+ni аддитивной смеси сигнала si и шума (помехи), где i - номер цифрового отсчета, одновременно поступают на входы измерителя мощности аддитивной смеси сигнала и помехи ИМАССП 10 и измерителя мощности сигнала ИМС 4. В первом осуществляется автокорреляционная (путем умножения аддитивной смеси сигнала и шума (помехи) xi самой на себя), а во втором - корреляционная (путем умножения сигнала si на эталон sэтi) обработка сигнала с накоплением L отсчетов, задаваемых РХМУ 16, за время не менее . Полученные таким образом отсчеты мощности аддитивной смеси сигнала и помехи Pci+Pni и сигнала Рci, i=1,…,N с выходов ИМАССП 10 и ИМС 4 поступают на входы блока вычитания БВ 11, на выходе которого формируются отсчеты аддитивной смеси мощности помехи Pni и некомпенсированной части сигнала . Формируемое таким образом множество отсчетов состоит из двух подмножеств, подчиняющихся Релеевскому закону распределения - подмножества шумовых элементов Рni1 и подмножества аддитивной смеси шумовых и проникнувших в канал оценивания дисперсии шума сигнальных элементов , i1∈[1,…,N1], i2∈[1,…,N2], N1+N2=N, N1>>N2. После выполнения N накоплений-усреднений одиночных отсчетов во втором накопителе-усреднителе НУ2 12 при N>>1 законы распределения элементов подмножества шумовых элементов Pnj1 и подмножества аддитивной смеси шумовых и проникнувших в канал оценивания дисперсии шума сигнальных элементов выборок нормализуются, что упрощает процедуру выделения из регистрируемого множества шумового кластера Рnj1, y=[1,…,M]. Формирование множества элементов производится в регистре памяти РП2 13, после заполнения которого вычислителем центральной точки шумового кластера ВЦТШК 14 производится определение мощности шума (помехи) по формуле , где , m - настроечный параметр, выбираемый из условия получения максимального значения Рш, и сохранение полученного результата до следующего цикла измерения. Вычисление мощности сигнала производится путем усреднения полученных в измерителе мощности сигнала ИМС 4 единичных отсчетов Pci в НУ1 5. Результаты вычисления мощности сигнала регистрируются в регистре памяти РП1 6 и в последующем используются для вычисления отношения сигнал/шум в арифметико-логическом устройстве вычисления частного 15 и регистрации в регистрирующем приборе 7. Принципы построения входящих в устройство узлов за исключением ВЦТШК 14 описан в патенте RU 2472167, «Цифровой измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени». ВЦТШК 14 может быть реализован на основе стандартного АЛУ. На момент подачи заявки во ФГУП «РНИИРС» подано техническое предложение, направленное на реализацию цифрового измерителя мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени в НИР «Штемпель-Ж31». Сравнительное моделирование, выполненное в программной среде MathCAD, показало возможность компенсации составляющей ошибки оценивания дисперсии шума, обусловленной проникновением части сигнала в канал оценивания дисперсии шума, что позволило снизить среднеквадратическую ошибку оценивания мощности помехи в 1,2 и более раза, что полностью подтвердило достижение поставленной цели.An additive mixture of a signal with a random amplitude and initial phase and noise (noise) with an unknown intensity is fed to the signal input of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110053A RU2623713C1 (en) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | Digital signal power and interference power meter in radio receiver channel bandwidth in real time scale |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110053A RU2623713C1 (en) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | Digital signal power and interference power meter in radio receiver channel bandwidth in real time scale |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2623713C1 true RU2623713C1 (en) | 2017-06-28 |
Family
ID=59312514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016110053A RU2623713C1 (en) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | Digital signal power and interference power meter in radio receiver channel bandwidth in real time scale |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2623713C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59182659A (en) * | 1983-03-31 | 1984-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | Circuit for measuring receiving signal versus noise power ratio |
RU2099729C1 (en) * | 1994-05-05 | 1997-12-20 | Акционерное общество закрытого типа Международный концерн Космической связи "КОСС" | Noise characteristics meter of superhigh and high-frequency transmitters |
RU2332676C1 (en) * | 2007-01-09 | 2008-08-27 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" | Snr meter |
RU2472167C1 (en) * | 2011-10-07 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Digital metre of signal capacity and noise capacity in radio receiver channel pass band in real time |
-
2016
- 2016-03-18 RU RU2016110053A patent/RU2623713C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59182659A (en) * | 1983-03-31 | 1984-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | Circuit for measuring receiving signal versus noise power ratio |
RU2099729C1 (en) * | 1994-05-05 | 1997-12-20 | Акционерное общество закрытого типа Международный концерн Космической связи "КОСС" | Noise characteristics meter of superhigh and high-frequency transmitters |
RU2332676C1 (en) * | 2007-01-09 | 2008-08-27 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" | Snr meter |
RU2472167C1 (en) * | 2011-10-07 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Digital metre of signal capacity and noise capacity in radio receiver channel pass band in real time |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7064111B2 (en) | Interference detection in a continuously wave (FMWC) radar system | |
JP6573599B2 (en) | Method and apparatus for measuring broadband measurement signals | |
CN104459743B (en) | Carrier phase offset determination methods between a kind of coherent multicarrier modulated signal component | |
RU2598693C1 (en) | Method and apparatus for estimating current signal-noise ratio | |
JP2016526150A5 (en) | ||
US20120059613A1 (en) | Signal parameter estimator | |
RU2573243C2 (en) | Method and device for measuring current signal-to-noise ratio when decoding ldpc codes (versions) | |
US9244156B1 (en) | Orthogonal polarization signal agnostic matched filter | |
RU2007104325A (en) | METHOD OF ACCOMPANYING THE PURPOSE AND DEVICE OF MONOPULSE RADAR REALIZING THE METHOD | |
RU2623713C1 (en) | Digital signal power and interference power meter in radio receiver channel bandwidth in real time scale | |
US11206090B2 (en) | Error measurement method using a time-variant stopband test signal | |
Mahlooji et al. | Very high resolution digital instantaneous frequency measurement receiver | |
US9157985B1 (en) | Signal agnostic matched filter parameter estimator | |
RU2472167C1 (en) | Digital metre of signal capacity and noise capacity in radio receiver channel pass band in real time | |
US9632130B2 (en) | Apparatus and method for detecting cable fault | |
RU2608363C1 (en) | Method of estimating parameters of signal envelope fading model according to nakagami law by multi-frequency information signal | |
RU2559734C1 (en) | Method of determining radio channel freezing model parameters according to rice law based on multi-frequency information signal | |
RU2332676C1 (en) | Snr meter | |
RU2341808C1 (en) | Device for measurement of signal/noise ratio | |
Darvin et al. | Analysis of autocorrelation based frequency measurement algorithm for IFM receivers | |
RU2626332C1 (en) | Method of demodulation of signal | |
RU158894U1 (en) | ADAPTIVE DIGITAL SPECTRAL ANALYZER | |
RU2349923C1 (en) | Adaptive metre of continuous broadband signals parameters | |
GB2562861A (en) | Systems and methods for removing images and spurs from measured radio frequency(RF) signals | |
RU2117954C1 (en) | Signal-to-noise ratio meter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180319 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190703 |