RU2806655C2 - Method for detecting narrow band signals - Google Patents
Method for detecting narrow band signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806655C2 RU2806655C2 RU2021121877A RU2021121877A RU2806655C2 RU 2806655 C2 RU2806655 C2 RU 2806655C2 RU 2021121877 A RU2021121877 A RU 2021121877A RU 2021121877 A RU2021121877 A RU 2021121877A RU 2806655 C2 RU2806655 C2 RU 2806655C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- cross
- correlation function
- components
- time
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, а именно - к способам обнаружения узкополосных сигналов в аддитивных шумах в условиях априорной неопределенности о времени их прихода.The invention relates to radio engineering, namely to methods for detecting narrow-band signals in additive noise under conditions of a priori uncertainty about the time of their arrival.
Известен способ автоматического обнаружения сигналов, реализованный в патенте RU №2480901, МПК Н03М 1/08 (2006.01), G06F 17/00, (2006.01), H04L 27/22 (2006.01). Опубл.: 27.04.2013, Бюл. №12.There is a known method for automatic signal detection, implemented in patent RU No. 2480901, IPC N03M 1/08 (2006.01), G06F 17/00, (2006.01), H04L 27/22 (2006.01). Publ.: 04/27/2013, Bulletin. No. 12.
В известном способе принимают аналоговый сигнал z(t), оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования. Формируют спектральное представление сигнала Fj, где j=1, 2, … - порядковый номер спектральной компоненты, оцифрованного сигнала zj, где i=1, 2, … - порядковый номер временного отсчета. Затем рассчитывают параметры спектрального представления Sj, по значениям которого вычисляют пороговое значение уровня шума G. Сравнивают параметры спектрального представления Sj с рассчитанным пороговым значением уровня шума G и по результатам сравнения принимают решение о факте обнаружения сигнала. При формировании спектрального представления Fj оцифрованный сигнал zi предварительно делят на N равных фрагментов, над которыми независимо друг от друга выполняют преобразование Фурье {F1j, F2j, …, FNj}, а в качестве параметров спектрального представления Sj выбирают максимальные значения компонентов преобразования Фурье каждого из N фрагментов. Решение о факте обнаружения сигнала принимают, если параметры спектрального представления хотя бы одного из фрагментов превысят пороговое значение уровня шума G. Пороговое значение уровня шума G рассчитывают раздельно для каждого из N фрагментов и выбирают равным усредненной сумме не менее трех значений спектральных компонентов фрагмента.In the known method, an analog signal z(t) is received, digitized, and for this purpose the operations of sampling, quantization and encoding are sequentially performed. A spectral representation of the signal F j is formed, where j=1, 2, ... is the serial number of the spectral component of the digitized signal z j , where i=1, 2, ... is the serial number of the time reference. Then the parameters of the spectral representation S j are calculated, from the values of which the threshold value of the noise level G is calculated. The parameters of the spectral representation S j are compared with the calculated threshold value of the noise level G and, based on the comparison results, a decision is made about the fact of signal detection. When forming the spectral representation F j, the digitized signal z i is preliminarily divided into N equal fragments, on which the Fourier transform {F 1j , F 2j , ..., F Nj } is performed independently of each other, and the maximum values are selected as the parameters of the spectral representation S j components of the Fourier transform of each of the N fragments. A decision on whether a signal has been detected is made if the parameters of the spectral representation of at least one of the fragments exceed the threshold value of the noise level G. The threshold value of the noise level G is calculated separately for each of the N fragments and is chosen equal to the averaged sum of at least three values of the spectral components of the fragment.
Недостатком способа-прототипа является узкая область применения, так как он не обеспечивает точное измерение времени прихода обнаруживаемого сигнала в условиях шумов.The disadvantage of the prototype method is its narrow scope, since it does not provide an accurate measurement of the time of arrival of the detected signal in noise conditions.
Известен также способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов, реализованный в патенте RU №2382495, МПК Н04В 1/10 (2006.01). Опубл.: 20.02.2010, Бюл. №5.There is also a known method for automatic detection of narrowband signals, implemented in patent RU No. 2382495, IPC N04V 1/10 (2006.01). Publ.: 02/20/2010, Bulletin. No. 5.
В данном способе принимают аналоговый сигнал z(t), оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, а затем рассчитывают параметры оцифрованного сигнала zi. Сравнивают полученные параметры с предварительно заданным пороговым значением и по результатам сравнения принимают решение о факте обнаружения сигнала. При этом для расчета параметров оцифрованного сигнала zi формируют его спектральное представление Fj путем выполнения над ним преобразования Фурье, рассчитывают пороговый уровень шума U путем вычисления удвоенного значения выборочного среднего компонента спектрального представления Fj, сравнивают уровни каждой из спектральных компонент из последовательности спектрального представления Fj с вычисленным пороговым уровнем шума U и формируют первую F1j и вторую F2j последовательности соответственно из спектральных компонент Fj, превысивших пороговый уровень шума U и не превысивших его. Затем раздельно суммируют компоненты, входящие в первую ΣF1 и вторую ΣF2 последовательности, после чего вычисляют соотношение R, как отношение найденных сумм R=ΣF1/ΣF2 и сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Rпор, а решение о факте обнаружения сигнала принимают при условии, что R>Rпор. Пороговое значение Rпор выбирается в интервале Rпор=0,13-0,15.In this method, an analog signal z(t) is received, it is digitized, for which the operations of sampling, quantization and encoding are sequentially performed, and then the parameters of the digitized signal z i are calculated. The obtained parameters are compared with a predetermined threshold value and, based on the comparison results, a decision is made about the fact of signal detection. In this case, to calculate the parameters of the digitized signal z i, its spectral representation F j is formed by performing a Fourier transform on it, the threshold noise level U is calculated by calculating the double value of the sample average component of the spectral representation F j , and the levels of each of the spectral components from the sequence of the spectral representation F are compared j with the calculated threshold noise level U and form the first F 1j and second F 2j sequences, respectively, from the spectral components F j that exceeded the threshold noise level U and did not exceed it. Then the components included in the first ΣF 1 and second ΣF 2 sequences are separately summed, after which the ratio R is calculated as the ratio of the found sums R = ΣF 1 /ΣF 2 and compared with a predetermined threshold value R then , and a decision on the fact of signal detection is made provided that R>R por . The threshold value R pores is selected in the range R pores =0.13-0.15.
Недостатком способа-прототипа является узкая область применения, так как он не обеспечивает точное измерение времени прихода обнаруживаемого сигнала в условиях шумов.The disadvantage of the prototype method is its narrow scope, since it does not provide an accurate measurement of the time of arrival of the detected signal in noise conditions.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявленному, является способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов, см. патент RU №2419968, МПК Н04В 1/10 (2006.01). Опубл.: 27.05.2011, Бюл. №15. В котором принимают аналоговый сигнал z(t), оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, затем рассчитывают параметры оцифрованного сигнала zi, сравнивают полученные параметры с предварительно вычисленным пороговым значением уровня шума U и по результатам сравнения принимают решение о факте обнаружения сигнала. Для расчета параметров оцифрованного сигнала z его разделяют на две равные последовательности: z1 и z2, соответствующие первой и второй половинам оцифрованного сигнала z. Рассчитывают функцию взаимной корреляции K, между последовательностями z1 и z2 и формируют ее спектральное представление Fj, где j=1, 2, … - номера спектральных компонент функции взаимной корреляции, путем выполнения над ней преобразования Фурье. Пороговое значение уровня шума U вычисляют путем умножения среднего значения компонент спектрального представления Fj на коэффициент Q. Сравнивают уровень каждой из спектральных компонент Fj с предварительно вычисленным пороговым значением уровня шума U и при выполнении для одной из j-x компонент условия Fj>U фиксируют факт обнаружения узкополосного сигнала. Значение Q выбирают в интервале Q=3,5-4,5.The closest analogue in technical essence to the claimed one is a method for automatically detecting narrow-band signals, see patent RU No. 2419968, IPC N04V 1/10 (2006.01). Publ.: 05/27/2011, Bulletin. No. 15. In which an analog signal z(t) is received, it is digitized, for which the operations of sampling, quantization and encoding are sequentially performed, then the parameters of the digitized signal z i are calculated, the obtained parameters are compared with the pre-calculated threshold value of the noise level U and, based on the comparison results, a decision is made the fact of signal detection. To calculate the parameters of the digitized signal z, it is divided into two equal sequences: z 1 and z 2 , corresponding to the first and second halves of the digitized signal z. The cross-correlation function K is calculated between sequences z 1 and z 2 and its spectral representation F j is formed, where j=1, 2, ... are the numbers of spectral components of the cross-correlation function, by performing the Fourier transform on it. The threshold value of the noise level U is calculated by multiplying the average value of the components of the spectral representation F j by the coefficient Q. The level of each of the spectral components F j is compared with the pre-calculated threshold value of the noise level U and when the conditions F j >U are met for one of the jx components, the fact is recorded detecting a narrowband signal. The Q value is selected in the range Q=3.5-4.5.
Недостатком способа-прототипа является узкая область применения, так как он не обеспечивает точное измерение времени прихода обнаруживаемого сигнала в условиях шумов.The disadvantage of the prototype method is its narrow scope, since it does not provide an accurate measurement of the time of arrival of the detected signal in noise conditions.
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего точно определять временные параметры обнаруживаемого сигнала в условиях шумов.The objective of the invention is to create a method that allows you to accurately determine the timing parameters of a detected signal in noise conditions.
Техническим результатом является построение функции средних значений компонент от функции взаимной корреляции между оцифрованной реализацией входного сигнала и эталонным сигналом, нормированной на каждом отсчете, обладающей низким уровнем дисперсии, позволяющим осуществлять точное измерение времени прихода обнаруживаемого сигнала в условиях шумов.The technical result is the construction of a function of the average values of the components from the cross-correlation function between the digitized implementation of the input signal and the reference signal, normalized at each sample, having a low level of dispersion, allowing for accurate measurement of the arrival time of the detected signal in noise conditions.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в известном способе обнаружения узкополосных сигналов, заключающемся в том, что принимают аналоговый сигнал, оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, рассчитывают функцию взаимной корреляции, вычисляют пороговое значение уровня шума оцифрованного сигнала, умножают среднее значение компонент на коэффициент, значение которого выбирают в интервале 3,5-4,5, производят сравнение с вычисленным пороговым значением уровня шума, по результатам сравнения принимают решение о факте обнаружения сигнала, предварительно формируют эталонный сигнал, параметры которого соответствуют обнаруживаемому сигналу в условиях отсутствия шумов, рассчитывают функцию взаимной корреляции между оцифрованным сигналом и эталонным сигналом, вычисляют пороговое значение уровня шума оцифрованного сигнала путем умножения средних значений компонент функции взаимной корреляции на коэффициент, значение которого выбирают в интервале 3,5-4,5, сравнивают пороговое значение уровня шума оцифрованного сигнала с компонентами функции взаимной корреляции, если хотя бы любые три рядом расположенные компоненты функции взаимной корреляции превысят пороговое значение уровня шума оцифрованного сигнала, то принимают решение о факте обнаружения сигнала, а в случае обнаружения сигнала вычисляют функцию средних значений компонент от функции взаимной корреляции, нормированной на каждом отсчете, определяют ее максимальную величину и соответствующее этой максимальной величине временное значение определяют в качестве времени прихода обнаруженного сигнала.The claimed technical result is achieved by the fact that in the known method of detecting narrow-band signals, which consists in receiving an analog signal, digitizing it, for which the operations of sampling, quantization and encoding are sequentially performed, the cross-correlation function is calculated, the threshold value of the noise level of the digitized signal is calculated, the average value of the components is multiplied by a coefficient, the value of which is selected in the range of 3.5-4.5, a comparison is made with the calculated threshold value of the noise level, based on the comparison results a decision is made about the fact of signal detection, a reference signal is preliminarily formed, the parameters of which correspond to the detected signal in conditions of absence of noise, calculate the cross-correlation function between the digitized signal and the reference signal, calculate the threshold value of the noise level of the digitized signal by multiplying the average values of the components of the cross-correlation function by a coefficient, the value of which is selected in the range of 3.5-4.5, compare the threshold value of the level noise of the digitized signal with the components of the cross-correlation function, if at least any three adjacent components of the cross-correlation function exceed the threshold value of the noise level of the digitized signal, then a decision is made about the fact of signal detection, and if a signal is detected, the function of the average values of the components from the cross-correlation function is calculated , normalized at each sample, its maximum value is determined and the time value corresponding to this maximum value is determined as the time of arrival of the detected signal.
Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе обеспечивается возможность построения функции средних значений компонент от функции взаимной корреляции между оцифрованной реализацией входного сигнала и эталонным сигналом, нормированной на каждом отсчете, обладающей низким уровнем дисперсии, позволяющим осуществлять точное измерение времени прихода обнаруживаемого сигнала в условиях шумов.Thanks to the new set of essential features in the claimed method, it is possible to construct a function of the average values of the components from the cross-correlation function between the digitized implementation of the input signal and the reference signal, normalized at each sample, having a low level of dispersion, allowing for accurate measurement of the arrival time of the detected signal in noise conditions.
Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed method is illustrated by drawings, which show:
фиг. 1. Временная реализация функции взаимной корреляции K(τ) оцифрованного аналогового сигнала в шумах z(t) с предварительно сформированным эталонным сигналом u(t), нанесенное пороговое значение уровня шума G, истинное положение обнаруживаемого полезного сигнала s(t) и временная реализация функции взаимной корреляции С(τ) оцифрованного аналогового сигнала, содержащего только полезный сигнал без шумов, с предварительно формированным эталонным сигналом u(t);fig. 1. Temporal implementation of the cross-correlation function K(τ) of a digitized analog signal in noise z(t) with a pre-generated reference signal u(t), plotted threshold value of the noise level G, true position of the detected useful signal s(t) and temporal implementation of the function cross-correlation C(τ) of a digitized analog signal containing only a useful signal without noise with a pre-formed reference signal u(t);
фиг. 2. Временная реализация функции средних значений компонент от функции взаимной корреляции, нормированной на каждом отсчете R(τ), с нанесенным пороговым значением уровня шума G и истинным положением обнаруживаемого полезного сигнала s(t), а также временная реализация функции взаимной корреляции С(τ) оцифрованного аналогового сигнала, содержащего только полезный сигнал без шумов, с предварительно формированным эталонным сигналом u(t);fig. 2. Temporal implementation of the function of the average values of the components from the cross-correlation function, normalized at each sample R(τ), with the applied threshold value of the noise level G and the true position of the detected useful signal s(t), as well as the temporal implementation of the cross-correlation function C(τ ) a digitized analog signal containing only the useful signal without noise, with a pre-formed reference signal u(t);
фиг. 3. Временная реализация принятого аналогового сигнала в шумах z(t), с истинным положением обнаруживаемого полезного сигнала s(t).fig. 3. Temporal implementation of the received analog signal in noise z(t), with the true position of the detected useful signal s(t).
Существующая проблема обнаружения узкополосных сигналов в шумах заключается в том, что рассчитываемая функция взаимной корреляции K(τ) оцифрованного аналогового сигнала в шумах z(t) с эталонным сигналом u(t) имеет достаточно большую дисперсию, не позволяющую проводить точное измерение времени прихода обнаруживаемого полезного сигнала s(t). Притом, что эталонный сигнал u(t) полностью совпадает по своим параметрам с обнаруживаемым полезным сигналом s(t).The existing problem of detecting narrowband signals in noise is that the calculated cross-correlation function K(τ) of the digitized analog signal in noise z(t) with the reference signal u(t) has a sufficiently large dispersion that does not allow accurate measurement of the arrival time of the detected useful signal. signal s(t). Moreover, the reference signal u(t) completely coincides in its parameters with the detected useful signal s(t).
В качестве примера, на фиг. 1 представлена временная реализация функции взаимной корреляции K(τ) оцифрованного аналогового сигнала в шумах z(t)=s(t)+x(t), где s(t) - полезный сигнал, x(t) - шум, и предварительно с формированного эталонного сигнала u(t) с нанесенным пороговым значением уровня шума G и истинным положением обнаруживаемого полезного сигнала s(t). Так, при отношении сигнал/шум принятой реализации равном SNR=-6 дБ, дисперсия функции взаимной корреляции K(τ) не позволяет осуществлять точное измерение времени прихода обнаруживаемого сигнала в условиях шумов.As an example, in FIG. Figure 1 shows the time implementation of the cross-correlation function K(τ) of a digitized analog signal in noise z(t)=s(t)+x(t), where s(t) is the useful signal, x(t) is noise, and preliminarily with the generated reference signal u(t) with the applied threshold value of the noise level G and the true position of the detected useful signal s(t). Thus, with the signal-to-noise ratio of the adopted implementation equal to SNR=-6 dB, the dispersion of the cross-correlation function K(τ) does not allow accurate measurement of the arrival time of the detected signal under noise conditions.
Для рассматриваемой ситуации положение максимального значения функции взаимной корреляции Kmax на временной оси не совпадает с временным отсчетом Т0 (показано пунктирной линией), характеризующим начало полезного сигнала s(t).For the situation under consideration, the position of the maximum value of the cross-correlation function K max on the time axis does not coincide with the time reference T 0 (shown by the dotted line), which characterizes the beginning of the useful signal s(t).
В качестве примера, для реализации, представленной на фиг. 1, среднее значение различий между функциями взаимных корреляций K(τ) и С(τ), рассчитываемое по формулеAs an example, for the implementation shown in FIG. 1, the average value of the differences between the cross-correlation functions K(τ) and С(τ), calculated by the formula
где N - количество временных отсчетов,where N is the number of time samples,
составит DKC=0,154.will be D KC =0.154.
При том, что для реализации, представленной на фиг. 2, среднее значение различий между функциями взаимных корреляций R(τ) и С(τ), рассчитываемое по формулеWhile for the implementation shown in FIG. 2, the average value of the differences between the cross-correlation functions R(τ) and С(τ), calculated by the formula
составит DRC=0,0015.will be D RC =0.0015.
Здесь R(τ) - функции взаимной корреляции, нормированная на каждом отсчете, определяется в соответствии с выражениемHere R(τ) is the cross-correlation function, normalized at each sample, determined in accordance with the expression
где τ=1, 2, …, N; N - количество временных отсчетов.where τ=1, 2, …, N; N - number of time samples.
В результате, используя функцию функции взаимной корреляции, нормированной на каждом отсчете R(τ), предоставляется возможность точного измерения времени прихода обнаруживаемого сигнала в условиях шумов.As a result, using the cross-correlation function normalized at each sample R(τ), it is possible to accurately measure the arrival time of the detected signal under noisy conditions.
Так на фиг. 2 показано, что для рассматриваемой ситуации положение максимального значения функции взаимной корреляции, нормированной на каждом отсчете Rmax, на временной оси совпадает с временным отсчетом Т0 (показано пунктирной линией), характеризующим начало полезного сигнала s(t).So in fig. 2 shows that for the situation under consideration, the position of the maximum value of the cross-correlation function, normalized at each sample R max , on the time axis coincides with the time sample T 0 (shown by the dotted line), characterizing the beginning of the useful signal s(t).
Реализация заявленного способа объясняется следующим образом.The implementation of the claimed method is explained as follows.
1. Принимают реализацию в виде аналогового сигнала z(t), например, с тракта промежуточной или низкой частоты радиоприемного устройства.1. The implementation is accepted in the form of an analog signal z(t), for example, from the intermediate or low frequency path of a radio receiver.
Процедуры приема аналогового сигнала известны, и, например, рассмотрены в [см. Способ распознавания радиосигналов, Патент RU №2356064. Опубл.: 20.05.2009, Бюл. №14].Procedures for receiving an analog signal are known, and, for example, are discussed in [see Method for recognizing radio signals, Patent RU No. 2356064. Publ.: 05/20/2009, Bulletin. No. 14].
Принятая реализация z(t) будет содержать или только шум z(t)=x(t), или аддитивную смесь z(t)=s(t)+x(t) обнаруживаемого полезного сигнала s(t) и шума x(t). По виду принятого аналогового сигнала z(t) (см. фиг. 3) невозможно определить, содержится ли в нем полезный сигнал s(t).The accepted implementation z(t) will contain either only noise z(t)=x(t), or an additive mixture z(t)=s(t)+x(t) of the detected useful signal s(t) and noise x(t ). Based on the type of received analog signal z(t) (see Fig. 3), it is impossible to determine whether it contains a useful signal s(t).
2. Оцифровывают принятую реализацию в виде аналогового сигнала z(t), для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования.2. The accepted implementation is digitized in the form of an analog signal z(t), for which the operations of sampling, quantization and encoding are sequentially performed.
Процедуры дискретизации, квантования и кодирования аналогового сигнала известны и, например, рассмотрены в [см. Способ распознавания радиосигналов, Патент RU №2261476. Опубл.: 27.09.2005, Бюл. №27].The procedures for sampling, quantizing and encoding an analog signal are known and, for example, are discussed in [see. Method for recognizing radio signals, Patent RU No. 2261476. Publ.: 09/27/2005, Bulletin. No. 27].
3. Формируют эталонный сигнал, параметры которого соответствуют обнаруживаемому сигналу в условиях отсутствия шумов.3. A reference signal is generated, the parameters of which correspond to the detected signal in the absence of noise.
Процедуры формирования эталонных сигналов известны, и, например, рассмотрены в [см. Способ распознавания радиосигналов, Патент RU №2423735, Опубл.: 10.07.2011, Бюл. №19].The procedures for generating reference signals are known, and, for example, are discussed in [see. Method for recognizing radio signals, Patent RU No. 2423735, Publ.: 07/10/2011, Bulletin. No. 19].
4. Рассчитывают функцию взаимной корреляции между оцифрованным сигналом и эталонным сигналом.4. Calculate the cross-correlation function between the digitized signal and the reference signal.
Процедуры расчета функции взаимной корреляции известны [см. Способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов. Патент RU №2419968, Н04В 1/10 (2006.01). Опубл.: 27.05.2011, Бюл. №15].The procedures for calculating the cross-correlation function are known [see A method for automatically detecting narrowband signals. Patent RU No. 2419968, Н04В 1/10 (2006.01). Publ.: 05/27/2011, Bulletin. No. 15].
Функция взаимной корреляции показана на фиг. 1.The cross correlation function is shown in FIG. 1.
5. Вычисляют пороговое значение уровня шума оцифрованного сигнала путем умножения средних значений компонент функции взаимной корреляции на коэффициент, значение которого выбирают в интервале 3,5-4,5.5. The threshold value of the noise level of the digitized signal is calculated by multiplying the average values of the components of the cross-correlation function by a coefficient, the value of which is selected in the range of 3.5-4.5.
Процедуры вычисления средних значений компонент функции взаимной корреляции известны [см. Способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов. Патент RU №2419968, Н04В 1/10 (2006.01). Опубл.: 27.05.2011, Бюл. №15]. Процедуры умножения также известны [см. Способ и устройство формирования сигналов квадратурной амплитудной манипуляции. Патент RU №2439819. Опубл.: 10.01.2012, Бюл. №1].The procedures for calculating the average values of the components of the cross-correlation function are known [see Method for automatic detection of narrowband signals. Patent RU No. 2419968, Н04В 1/10 (2006.01). Publ.: 05/27/2011, Bulletin. No. 15]. Multiplication procedures are also known [see Method and device for generating quadrature amplitude manipulation signals. Patent RU No. 2439819. Publ.: 01/10/2012, Bulletin. No. 1].
Рассчитанное пороговое значение уровня шума оцифрованного сигнала G показано на фиг. 1 и фиг. 2.The calculated noise threshold value of the digitized signal G is shown in FIG. 1 and fig. 2.
6. Сравнивают пороговое значение уровня шума оцифрованного сигнала с компонентами функции взаимной корреляции, и если хотя бы любые три рядом расположенные компоненты функции взаимной корреляции превысят пороговое значение уровня шума оцифрованного сигнала, то принимают решение о факте обнаружения сигнала.6. The threshold value of the noise level of the digitized signal is compared with the components of the cross-correlation function, and if at least any three adjacent components of the cross-correlation function exceed the threshold value of the noise level of the digitized signal, then a decision is made about the fact of signal detection.
Процедуры сравнения порогового значения уровня шума оцифрованного сигнала с компонентами функции взаимной корреляции известны [см. Способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов. Патент RU №2419968, МПК Н04В 1/10 (2006.01). Опубл.: 27.05.2011, Бюл. №15].Procedures for comparing the noise level threshold of a digitized signal with the components of the cross-correlation function are known [see Method for automatic detection of narrowband signals. Patent RU No. 2419968, IPC N04V 1/10 (2006.01). Publ.: 05/27/2011, Bulletin. No. 15].
7. В случае обнаружения сигнала вычисляют функцию средних значений компонент от функции взаимной корреляции, нормированной на каждом отсчете.7. If a signal is detected, calculate the function of the average values of the components from the cross-correlation function normalized at each sample.
Расчет функции средних значений компонент от функции взаимной корреляции, нормированной на каждом отсчете, производят по формуле (3).The function of the average values of the components from the cross-correlation function, normalized at each sample, is calculated using formula (3).
На фиг. 2 показана функция средних значений компонент от функции взаимной корреляции, нормированной на каждом отсчете R(τ).In fig. Figure 2 shows the function of the average values of the components from the cross-correlation function, normalized at each sample R(τ).
8. Определяют максимальную величину функции средних значений компонент от функции взаимной корреляции, нормированной на каждом отсчете и соответствующее этой максимальной величине временное значение, которое определяют в качестве времени прихода обнаруженного сигнала.8. The maximum value of the function of the average values of the components from the cross-correlation function, normalized at each sample, and the time value corresponding to this maximum value, which is determined as the time of arrival of the detected signal, are determined.
Процедуры измерения времени известны [см. Способ радиоподавления каналов связи. Патент RU №2450458. Опубл.: 10.05.2012, Бюл. №13].The procedures for measuring time are known [see Method of radio suppression of communication channels. Patent RU No. 2450458. Publ.: 05/10/2012, Bulletin. No. 13].
На фиг. 2 пунктиром показано, что максимальное значение Rmax функции средних значений компонент от функции взаимной корреляции, нормированной на каждом отсчете, по времени совпадает с начальным значением, т.е. истинным положением обнаруживаемого полезного сигнала s(t).In fig. 2, the dotted line shows that the maximum value Rmax of the function of the average values of the components from the cross-correlation function, normalized at each sample, coincides in time with the initial value, i.e. the true position of the detected useful signal s(t).
Таким образом, благодаря использованию функции средних значений компонент от функции взаимной корреляции между оцифрованной реализацией входного сигнала и эталонным сигналом, нормированной на каждом отсчете, обладающей низким уровнем дисперсии, позволяющим осуществлять точное измерение времени прихода обнаруживаемого сигнала в условиях шумов, обеспечивается заявляемый технический результат.Thus, thanks to the use of the function of the average values of the components from the cross-correlation function between the digitized implementation of the input signal and the reference signal, normalized at each sample, having a low level of dispersion, allowing accurate measurement of the arrival time of the detected signal in noise conditions, the claimed technical result is ensured.
Claims (1)
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021121877A RU2021121877A (en) | 2023-01-23 |
| RU2806655C2 true RU2806655C2 (en) | 2023-11-02 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2264043C1 (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-10 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Digital detector of complicated signals |
| US6999526B2 (en) * | 2000-01-03 | 2006-02-14 | Alcatel | Method for simple signal, tone and phase change detection |
| RU2382495C1 (en) * | 2009-02-17 | 2010-02-20 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method for automatic detection of narrow-band signals |
| RU2419968C2 (en) * | 2009-08-03 | 2011-05-27 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method of automatic detection of narrow-band signals |
| RU2423735C1 (en) * | 2010-03-17 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of detecting radio signals |
| RU2480901C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-04-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства Обороны Российской Федерации (Минобороны России) | Method for automatic detection of signals |
| RU2691731C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-06-18 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Wideband signal receiving device |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6999526B2 (en) * | 2000-01-03 | 2006-02-14 | Alcatel | Method for simple signal, tone and phase change detection |
| RU2264043C1 (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-10 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Digital detector of complicated signals |
| RU2382495C1 (en) * | 2009-02-17 | 2010-02-20 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method for automatic detection of narrow-band signals |
| RU2419968C2 (en) * | 2009-08-03 | 2011-05-27 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method of automatic detection of narrow-band signals |
| RU2423735C1 (en) * | 2010-03-17 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of detecting radio signals |
| RU2480901C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-04-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства Обороны Российской Федерации (Минобороны России) | Method for automatic detection of signals |
| RU2691731C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-06-18 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Wideband signal receiving device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2570592C1 (en) | Method of detecting and analysing acoustic emission signals | |
| RU2382495C1 (en) | Method for automatic detection of narrow-band signals | |
| RU2806655C2 (en) | Method for detecting narrow band signals | |
| RU2419968C2 (en) | Method of automatic detection of narrow-band signals | |
| KR100977961B1 (en) | Method for detecting the quantization of spectra | |
| RU2208811C2 (en) | Procedure to obtain information on noisy objects in sea | |
| RU2460093C1 (en) | Method of measuring distance using sonar | |
| WO2004111674A2 (en) | Estimation of background noise and its effect on sonar range estimation | |
| KR100561555B1 (en) | A method for analyzing a radar pulse | |
| RU2660219C1 (en) | Method of classifying sonar echo | |
| Mohammed et al. | IFFT technique for skywave detection in Loran-C receivers | |
| RU2807326C1 (en) | Method for automatic detection of narrow-band signals | |
| RU2801110C2 (en) | Method for automatic detection of narrowband signals | |
| RU2480901C1 (en) | Method for automatic detection of signals | |
| RU2394371C1 (en) | Device for determining optimum working frequencies of ionospheric radio channel | |
| RU2525302C1 (en) | Method for automatic detection of narrow-band signals (versions) | |
| RU2767183C1 (en) | Method for automatic detection of narrowband signals | |
| RU2677835C1 (en) | Hydro-acoustic tone signals resolution method | |
| RU2110810C1 (en) | Method of detection of noisy objects | |
| RU2774983C1 (en) | Automatic signal detection method | |
| RU2805972C1 (en) | Method for measuring pulse duration | |
| RU2631941C2 (en) | Method of simulated echo detection in radio channels | |
| RU2555194C1 (en) | Processing of hydroacoustic signal from noise-emitting object | |
| RU2236687C2 (en) | Method of determining energy spectrum of noise electric signal | |
| CN112929053B (en) | Frequency hopping signal feature extraction and parameter estimation method |