SU1067613A1 - Способ некогерентного приема двоичных сигналов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ НЕКОГЕРЕНТНОГО ПРИЕМА ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ, основанный на выделении -принимаемых сигналов по ожидаемым параметрам манипул ции и регистрации большего по уров-ню сигнала, от.личающийс  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости при приеме сигналов с измен ющейс  длительностью в услови х замираний и при сосредоточечных по спектру помехах, текущие значени  каждого из выделенных сигналов /уменьшают по уровню на величинуk , где , от уровн  другого уменьшенного сигнала, причем при превышении одного выделенного сигнала другим более, чем в 1/К раз, меньший по уровню сигнал уменьшают до нул  с последующим ограничением спектров обоих сигналов до исходных значений спектров выделенных сигналов, при этом операции уменьшени  сигналов i по уровню и ограничени  спектров повтор ют до получени  заданного (Л отношени  сигнал/шум.

Description

Вход

О5

Выжод

О)

00

Изобретение относитс  к радиотех нике и может быть использовано дл  выделени  двоичных сигналов из шумов при работе радиотехнических систем и систем контрол  в услови х замираний и воздействи  сосредоточе ных по спектру помех, при которых целесообразен широкополюсный некогерентный прием. Известен способ широкополосного некогерентного приема сигналов с фильтрацией после детектора, согласно которому после выделени  принимаемых сигналов по ожидаемым параметрам манипул ции производ т сравнение получаемых сигналов в каналах обработки после фильтрации их огибающих и регистрируют больший по уровню 1 1. Однако помехоустойчивость в данном способе при изменении длительности сигналов в широких пределах низка. Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ некогерентного приема дискретных сигналов, согласно которому сигналы различных каналов выделенные по ожидаемым параметрам манипул ции, сравнивают по мощности после чего формируют единичную сту пенчатую функцию от их разности и перемножают ее с исходными случайными процессами в каналах, полученные процессы задерживают на интерва коррел ции помехи друг относительно друга и повтор ют цикл сравнени  и перемножени ,причем указанный цикл повтор етс  до тех пор, пока не будет достигнута необходима  степень подавлени  слабого конкурирующего случайного процесса сильном, после чего регистрируют больший по уровню сигнал 2 . Однако при изменении длительности сигналов в широких пределах помехоустойчивость в известном способ также низка. В услови х замираний и при сосредоточенных по спектру помехах полосу приема и обработки сигналов сужают до предельно возмож ных Значений, рассчитанных на обработку самых коротких сигналов из чи ла ожидаемых, т.е. имеет место мало рассогласование полос пропускани  фильтров с длительностью сигналов, при котором известный способ не эффективен ., Цель изобретени  - повышение пом хоустойчивости (снижение веро тности ошибочного приема ) при приеме , сигналов с измен ющейс  длительност в услови х замираний и при сосредоточенных по спектру помехах. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу некоге-рентного приема двоичных сигналов, основанному на выделении принимаемы сигналов по ожидаемым параметрам манипул ции и регистрации большего по уровню сигнала, текущие значени  камодого из выделенных сигналов уменьшают по уровню на величину / (СхК 1) от уровн  другого уменьшенного сигнала , причем при превышении одного выделенного сигнала другим более, чем в 1/К раз, меньший по уровню сигнал уменьшают до нул  с последующим ограничением спектров обоих сигналов до исходных значений спектров выделенных сигналов, при этом операции уменьшени  сигналов по уровню и ограничени  спектров повтор ют, до получени  заданного отношени  сигнал/шум . На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства, реализующего предложенный способ некогерентного приема двоичных сигналов; на фиг. 2 кривые зависимости веро тности ошибочного приема сигналов частотной телеграфии (ЧТ) при широкополосном некогерентном приеме по предложенному способу. Способ реализуетс , следующим образом. . Согласно способу осуществл етс  уменьшение до нул  (полное подавление ) текущих значений реализаций сигналов противоположных каналов, меньших конкурирующих более, чем в 1/К раз, и частичное уменьшение (подавление ) обоих сигналов при всех других соотношени х текущих значений сигналов, т.е. когда их соотношение меньше, чем 1/К, причем больший сигнал уменьшаетс  в менйшей степени (на величину К от уменьшенного меньшего сигнала , а меньший -в большей степени (на величину К отуменьшей степени (на величину к от уменьшенного большего сигнала). При равенстве .текущих значений сигналов их уменьшение (подавление) одинаково. Процедуру уменьшени -сигналов ) (t), выделенных по ожидаемым параметрам манипул ции можно представить в виде X,(t)(tbKX(t)(t|-KX2(t); , x4i|-.x2(t)-K)(;(i)(t)-Kx(i), где XJ| (t) и 2 (f) -результирующие сигналы после уменьшени  и ограничени  спектров сигналов x(t) и ) соответственно; )J - единична  ступенчата  функци  функци  Хевисайда). Обработкапо предлагаемому способу адекватна умножению каждого из сигналов на соответствующий весовой коэффициент, пропорциональный соотношению текущих значений сигналов , причем дл  реализации способа не требуетс  дополнительных априорных сведений и -сложных измерений. Способ некогерентного приема двоичн сигналов не противоречит критерию максимальной апостериорной веро тности дл  симметричных сигналов и позвол ет увеличить разность всех их начальных моментов за счет прейимущественного -уменынени  (подавлени  ) реализаций текущих значений сигналов, меньших по уровню. Следуе отметить, что при первом цикле обработки значение параметра k не должно превышать величины 0,414, его конкретное значение зависит от степени рассогласовани  последетекториой .фильтрации с длительность) сигнала и от соотношени  мощностей сигнала и помехи на входе ( /Рщ ) . При обработке по предлагаемому способу полное подавление текущего значени  реализации одного из сигналов осуществл етс  только в случае , если один сигнал превышает другой в 1/К. раз, при реализации способа некогерентного приема дискретных сигналов один из сигналов (меньший ) посто нно исключаетс  из обработки. Таким образом, по пр ложенному способу более полно используютс  информативные признаки сигналов, что и позвол ет повысить помехоустойчивость. Дл  проверки эффективности пред ложенного способа некогерентного приема двоичных сигналов экспериментально получены кривые веро тности ошибочного приема сигналов ЧТ (фиг. 2) дл  случа  Р( и 8 (df - полоса пропускани  приемного устройства; Т - длительность элементарного сигнала) при реализации одного цикла обработки (сплошные линии - кривые 1 и 2) и двух циклов обработки (штриховые линии - кривые 3 и 4/. Кривы 1 и 3 соответствуют случают широкополосного некогерентного приема с согласованной фильтрацией огибаю щей сигнала после детектора, кривы 2 и 4 соответствуют случаю широкополосного некогерентного приема (б согласованной фильтрации огибающей сигнала после детектора). При реал зации двух циклов значение парамет К первого цикла обработки устанав валось посто нным и равным 0,2, а значение параметра К2 второго цик обработки измен лось в пределах от О до 1. Рассмотрение кривых 1 и 2 показ вает, что при наличии операции пос детекторнрй фильтрации, согласован с длительностью принимаемых сигнал применение обработки по предлагаем способу приводит к увеличению веро ности ошибочного приема при любых ..значени х параметра К . (крива  1 ), при отсутствии операции последетек торной фильтрации, либо при ее значительном рассогласовании с длительностью принимаемых сигналов (крива  2), т.е. при обычном широкополосном приеме , применение обработки по предлагаемому способу снижает веро тность ошибочного приема. Экспериментальные исследовани  при других значени х и соотношени  сигнал/шум показали , что представленна  на фиг.2 закономерность зависимости веро тности ошибочного приема от значени  параметра К при одном цикле обработки сохран етс . Рассмотрение кривых 3 и 4 показывает , что при реализации двух циклов обработки по предлагаемому способу обеспечиваетс  инвариантность качества обработки к степени рассогласовани  последетекторной Фильтрации огибающей сигнала с длительностью его элементарного символа. Уже двух циклов обработки достаточно дл  обеспечени  инвариантности к изменению . длительности сигнала в широких пре делах. Устройство, реализующее предло-женный способ, (фиг. 1) содержит последовательно соединенные блок 1 выделени  принимаемых сигналов по ожидаемом параметрам манипул ции, блок 2 реализации первого цикла обработки , блок 3 реализации второго цикла обработки и блок 4 регистрации большего по уровню сигнала, блок 2 реализации первого цикла обработки выполнен в виде двух каналов,каждый из которых содержит последовательно соединенные блоки 5 и 6 вычитани  и фильтры 7 и 8, причем выходы фильтров 7 и 8 соединены с входами блока 9 ослаблени  сигналов по заданному значению параметра К , а его выходы соединены с вторым (управл ющими ) входами блоков вычитани  6 и 5 соответственно, блок 3 реализации второго цикла обработки выполнен аналогично блоку 2 и включает в. себ  блоки вычитани  10 и 11, фильтры 12 и 13 и блок 14 ослаблени  сигналов по заданному значению параметра К. Устройство работает следующим образом. Сигналы с выхода блока 1 выделени  принимаемых по ожидаемым параметрам манипул ции подвергаютс  пост едовательно двум циклам обработки в блоках 2-й 3, после чего в блоке 4 регистрируетс  больший по уровню сигнал. В блоке 2 первого цикла обработки сигналы поступают на блоки 5 и 6 вычитани , где из текущих значений сигналов в каждом канале вычитают текущие значени  сигналов противополож .ных каналов, вз тые с выходов фильтров 8 и 7 и уменьшенные в к раз ( в блоке 9 ослаблени  сигналов , причем отрицательные значени  разностей текущих значений сигналов приравниваютс  к нулю, т.е. блоки 5 и 6 вычитани  одновременно осуществл ют ограничение по минимум на уровне нулевого значени . В филь рах 7 и 8 происходит ограничение спектров сигналов до исходных значе ний спектров выделенных сигналов на. выходе блока 1. С выходов блока (фильтров 7 и 8 / первого цикла обра ботки сигналы поступают на блоки 10 и 11 вычитани  второго цикла обр ботки, где по аналогии с первым цик лом обработки из текущих значений сигналов одного канала вычитают текущие значени  сигналов противоположного канала, вз тые с выходов фильтров 13 и 12 и уменьшенные в . раз в блоке 14 ослаблени , сигналов . С выходов блока 2 4фильтров 12 и 13) второго цикла обработки сигналы поступают на блок регистрации 4. Аналитический анализ и экспериментальные исследовани  с применением промышленной аппаратуры показали , что реализаци  двух циклов обработки обеспечивает около 90% возможного снижени  веро тности ошибочного приема при обработке сигналов с измен ющейс  длительностью. Установка значений К-, 0,2 и/k 0,8 обеспечивает качество приема близкое к реализуемому приемом с фильтрацией огибающей сигнала после детектора, согласованной с длительностью элементарного сигнала. Реализаци  третьего циклаобработки приводит к дальнейшему повышениюпомехоустойчивости , однако это повышение незначительно.

Claims (1)

1. СПОСОБ НЕКОГЕРЕНТНОГО ПРИЕМА ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ, основанный на выделении принимаемых сигналов по ожидаемым параметрам манипуляции и регистрации большего по уровню сигнала, о т..л и ч ающ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при приеме сигналов с изменяющейся длительностью в условиях замираний и при сосредоточенных по спектру помехах, текущие значения каждого из выделенных сигналов • уменьшают по уровню на величину К , где 0<К^1, от уровня другого уменьшен ного сигнала, причем при превышении одного выделенного сигнала другим более, чем в 1/К раз, меньший по уровню сигнал уменьшают до нуля с последующим ‘ограничением спектров обоих сигналов до исходных значений спектров выделенных сигналов, при этом операции уменьшения сигналов по уровню и ограничения спектров повторяют до получения заданного отношения сигнал/шум.