SU1608785A1 - Digital matched filter - Google Patents
Digital matched filter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1608785A1 SU1608785A1 SU884445010A SU4445010A SU1608785A1 SU 1608785 A1 SU1608785 A1 SU 1608785A1 SU 884445010 A SU884445010 A SU 884445010A SU 4445010 A SU4445010 A SU 4445010A SU 1608785 A1 SU1608785 A1 SU 1608785A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- group
- quantizer
- elements
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс дл обработки шумоподобных фазоманипулированных сигналов. Цель изобретени - повышение помехоустойчивости. Дл этого в цифровой согласованный фильтр, содержащий фильтр 1 нижних частот, первый сумматор 2, генератор 3 тактовых импульсов, элемент задержки 6, квантователь 9, регистр сдвига 17 и весовой сумматор 18, введены первый и второй элементы ИЛИ 8 и 16, первый и второй дискретизаторы 4 и 5, второй сумматор 7, перва и втора группы элементов И 10 и 15 и группы элементов задержки 12 и ИЛИ 14, а квантователь 9 выполнен многоуровневым. Обработка выходных нормированных импульсов многоуровнего квантовател 9 с помощью элементов 10, 12, 14 и 15 обеспечивает адаптивное смещение порога бинарного квантовани в течение времени действи элемента сигнала в соответствии с оцениваемым уровнем мощной структурной помехи. В результате такого смещени , эквивалентного уменьшению амплитуды помехи на входе многоуровневого квантовател 9 в N раз, где 2N - число интервалов квантовани , повышаетс помехоустойчивость обработки. 2 ил.The invention relates to radio engineering and can be used to process noise-like phase-shift keyed signals. The purpose of the invention is to improve noise immunity. For this, a digitally matched filter containing a low-pass filter 1, a first adder 2, a 3-clock pulse generator, a delay element 6, a quantizer 9, a shift register 17 and a weight adder 18, the first and second elements OR 8 and 16, the first and second samplers 4 and 5, the second adder 7, the first and second groups of elements AND 10 and 15 and the group of delay elements 12 and OR 14, and the quantizer 9 is made multi-level. Processing the output normalized pulses of a multi-level quantizer 9 using elements 10, 12, 14, and 15 provides an adaptive bias of the binary quantization threshold during the time of action of the signal element in accordance with the estimated level of powerful structural interference. As a result of this bias, equivalent to reducing the amplitude of the interference at the input of the multi-level quantizer 9 by N times, where 2N is the number of quantization intervals, the noise immunity of the processing increases. 2 Il.
Description
о оoh oh
СХ)CX)
СХ)CX)
слcl
и&./and&./
Изобретение относитс к радиотехнике может быть использовано дл согласованой фильтрации шумоподобных фазомани- пулйрованных сигналов.The invention relates to radio engineering can be used for the matched filtering of noise-like phase-manipulated signals.
Цель изобретени - повышение помеоустойчивости .The purpose of the invention is to increase the resilience.
На фиг, 1 приведена электрическа структурна схема цифрового согласованного фильтра; на фиг.2 - временные диаграммы, Ио сн ющие его работу.Fig. 1 is an electrical block diagram of a digital matched filter; FIG. 2 shows timing diagrams that are taken by Io.
Цифровой согласованный фильтр содержит фильтр 1 низких частот, первый сумматор 2, генератор 3 тактовых импульсов, первый 4 и второй 5 дискретизаторы, элемент 6 задержки, второй сумматор 7, первый элемент ИЛИ 8, многоуровневый квантователь 9, элементы И 10 первой гдуппы, вход 11, элементы 12 задержки группы, выход 13, элементы ИЛИ 14 группы, элементы И 15 второй группы, второй элемент ИЛИ 16, регистр 17 сдвига и весовой сумматор 18.Digital matched filter contains low-pass filter 1, first adder 2, 3 clock pulse generator, first 4 and second 5 samplers, delay element 6, second adder 7, first element OR 8, multilevel quantizer 9, elements 10 of the first stage, input 11 , elements 12 of the delay group, output 13, elements OR 14 groups, elements 15 of the second group, the second element OR 16, shift register 17 and weight adder 18.
Цифровой согласованный фильтр работает следующим образом.Digital matched filter works as follows.
Аддитивна смесь сигнала и помехи, диапазон входных значений которой поддерживаетс посто нным.за счет автоматической регулировки усилени , поступает на вход второго дискретизатора 5 и через сумматор 2,. где к ней добавл етс с выхода фильтра 1 нижних частот напр жение случайного смещени - на вход первого дискретизатора 4. Во втором дискретизаторе 5 осуществл етс вз тие выборок из входного воздействи в дискретные моменты времени tj, интервал между которыми равен длительности Тэ элемента сложного сигнала и задаетс генератором 3 тактовых импульсов . В первом дискретизаторе 4 выборки берутс в моменты времени tj + Тз, сдвинутые относительно импульсов тактовой последова.тельности на величину задержки Гз , котора выбираетс из условий Гз « Тэ:И Тз «Ткоррп; где Ткоррп - интервал коррел ции помех. Последовательности выборок {Sj}i и (Sj}2 с выходов первого 4 и второго 5 дискретизаторов соответственно через сумматор 7 поступают на вход многоуровневого квантовател 9, который осуществл ет их квантование по уровню в моменты времени tj и tj-i- Тз , задаваемое выходными управл ющими импульсами первого элемента ИЛИ 8.An additive signal and noise mix, the input range of which is kept constant. Due to the automatic gain control, is fed to the input of the second sampler 5 and through the adder 2 ,. where a random-offset voltage is added to it from the output of low-pass filter 1. To the input of the first sampler 4. In the second sampler 5, samples are taken from the input action at discrete times tj, the interval between which is equal to the duration Te of the complex signal element and set by the generator 3 clock pulses. In the first discretizer 4, samples are taken at times tj + Tz, shifted relative to the pulses of the clock sequence by an amount of delay Gz, which is selected from the conditions Gz "Te: And Tz" Tcorrp; where Tcorrp is the interference correlation interval. The sequences of samples {Sj} i and (Sj} 2 from the outputs of the first 4 and second 5 samplers, respectively, through the adder 7 arrive at the input of the multilevel quantizer 9, which performs their level quantization at the times tj and tj-i-Tz, given by the output control pulses of the first element OR 8.
Сигнал (фиг.2а) на выходе сумматора 7 - выполн ет функции объединени последовательностей выборок {Sj}i и {Sj}2 с выходов первого 4 и второго 5 дискретизаторов и линейного усилени дл согласовани значений их амплитуд с динамическим диапазоном многоуровневого квантовател 9.The signal (Fig. 2a) at the output of adder 7 performs the functions of combining sequences of samples {Sj} i and {Sj} 2 from the outputs of the first 4 and second 5 samplers and linear amplification to match the values of their amplitudes with the dynamic range of the multilevel quantizer 9.
Помеха (сигнал) принимает значени +Sn/+Sc и -Sn/-Sc. соответствующие 1 и О кода помехи (сигнала).The interference (signal) takes the values + Sn / + Sc and -Sn / -Sc. the corresponding 1 and O code interference (signal).
Последовательность выборок Si2, 822.The sequence of samples Si2, 822.
S32i... представл ет собой короткие импуль; сы с амплитудами, равными мгновенным значени м смеси сигнала и мощной помехи в моменты ti, t2, t3.... а последовательность выборок Sii. S2i, 5з1 -; совокупность им0 пульсов с амплитудами, равными мгновенным значени м смеси сигнала, помехи и напр жени случайного смещени , предназначенного дл линеаризации многоуровневого квантовател 9, в моменты ti+ Гз; t2+S32i ... is a short pulse; The amplitudes are equal to the instantaneous values of the signal mixture and the powerful interference at the moments ti, t2, t3 .... and the sequence of samples Sii. S2i, 5з1 -; a set of pulses with amplitudes equal to the instantaneous values of the signal mixture, noise, and random bias voltage, intended to linearize the multi-level quantizer 9, at times ti + Gz; t2 +
5 +Тз; хз+Тз....5 + Тз; xs + ts ....
На фиг. 2а пунктирными лини ми обоз- начены интервалы квантовани многоуровневого квантовател 9 и пронумерованы в соответствии с номерами его выходовFIG. 2a, the quantization intervals of a multilevel quantizer 9 are indicated by dashed lines and are numbered in accordance with the numbers of its outputs.
0 1,2,32N.0 1,2,32N.
В моменты поступлени управл ющих импульсов (фиг.2б) на тактовый вход многоуровневого квантовател 9 на N-2, N-1, N+2, N+3, N+4 на выходах, подключенных кAt the moments of arrival of the control pulses (Fig. 2b) at the clock input of the multi-level quantizer 9 on N-2, N-1, N + 2, N + 3, N + 4 at the outputs connected to
5 входам М-3, Ыт2, N+1, N+2, N+3 элементов И 10 соответственно, по вл ютс нормированные импульсы (фиг. 2в-и). Последовательно соединенные 1-е элемент И 10, элемент 12 задержки, (i-l)-e элемент ИЛИ5 inputs M-3, Lt2, N + 1, N + 2, N + 3 elements And 10, respectively, normalized pulses appear (Fig. 2c-i). Consistently connected 1st element AND 10, delay element 12, (i-l) -e element OR
0 14 и элемент И 15 представл ют собой 1-й канал селекции.0 14 and element 15 represent the 1st selection channel.
Дл по снени работы каналов селекции рассмотрим один из них, например (Ы-3)-й канал, на вход которого поступают последо5 вательности (sflV и (зф (фиг.2в). Через элемент И 10 этого канала на вход элемента 12 задержки поступают только импульсы поеледовательности {sfjz в мо40 менты времени t2, t4, te. Эти импульсы, задержанные на врем Гз , через элемент ИЛИ 14 поступают на вход элемента И 15 этого канала и второй вход элемента ИЛИ . 14 (N-2)-ro канала, обеспечива прохожде45 ние на входы которого элемента ИЛИ 16To clarify the operation of the selection channels, we consider one of them, for example (L-3) -th channel, at the input of which sequences are received (sflV and (ff (Fig. 2b). Through the element And 10 of this channel, the input of the delay element 12 is received only pulses {sfjz at time points t2, t4, te. These pulses are delayed by time Gz, through the OR 14 element arrive at the input of the AND element 15 of this channel and the second input of the OR element. 14 (N-2) -ro channel , providing passage to the inputs of which the element OR 16
fcplN - 3 „ импульсов последовательности j bffiвfcplN - 3 „pulses of sequence j bffi
моменты времени :2+Гз и t4+ Гз а также импульса последовательности {Sfji . в мо5Q ментТб+Тз.time points: 2 + Гз and t4 + Гз as well as the pulse of the sequence {Sfji. in mo5Q menttb + Tz.
Рассмотрение аналогичным образом работы других каналов селекции показывает , что импульс на выходе одного из-элементов И 15 по вл етс в том случае, еслиConsidering in a similar way the work of other selection channels shows that the pulse at the output of one of the elements of AND 15 appears in
55 значение выборки Sji на входе многоуровневого квантовател 9 в момент tj+ Гз попадает в более высокий или тот же интервал квантовани , в котором находитс значение выборки Sj2 в момент tj, т.е. при Sn Sc в каждый момент времени с точностью до Д V55, the sample value Sji at the input of the multi-level quantizer 9 at the time tj + Gz falls into a higher or the same quantization interval in which the sample value Sj2 is found at time tj, i.e. at Sn Sc at each time point with an accuracy of D V
них:ним уровнем интервала квантовани , в который попадает значение выборки Sj2, оцениваетс уровень помехи, и он используетс как порог при бинарном квантовании вы орки из смеси сигнала, помехи и линеа- ризующегр напр жени смещени Sji. Если значение Sji превышает значение порога, то на выходе второго элемента ИЛИ 16 по вл етс импульс, соответствующий логической 1. в противном случае импульс отс/тствует, что соответствует логическому Оthem: by the level of the quantization interval that the sampling value Sj2 falls into, the interference level is estimated, and it is used as a threshold for binary quantization of the signal from the mixture of signal, interference and linearizing bias voltage Sji. If the value of Sji exceeds the threshold value, then the output of the second element OR 16 is an impulse corresponding to logical 1. otherwise, the impulse is o / t, which corresponds to logical O
Выходные нормированные импульсы втооого элемента ИЛИ 16, принимающие значение О или 1, последовательно за- пис ываютс в регистр 17 сдвига и сравнива- ют с кодовыми символами ожидаемого сигнала в весовом сумматоре 18, который формирует выходной сигнал. При/ 1. где - эаза сигнала, значени выходного сигна- ла иесового сумматора 18 в каждый момент времени дискретизации не завис т от значени смеси сигнала и помехи на входе 11 ци рового согласованного фильтра в эти же моиенты и распределены по нормальному закону. Поэтому после сглаживани выход- ног о сигнала фильтром 1 он используетс ДЛ5 формировани напр жени случайного смещени . При этом коэффициент передачи фильтра 1 выбираетс таким, что интенсивность напр жени случайного смещени обеспечивает эффективную линеаризацию бинарного квантовател при действии по- меси с амплитудой.Output normalized pulses of the second element OR 16, taking the value O or 1, are successively written to the shift register 17 and compared with the code symbols of the expected signal in the weight adder 18, which forms the output signal. When / 1. where is the signal, the values of the output signal of the sixth adder 18 at each time point of sampling do not depend on the value of the signal mixture and noise at the input of the 11-th matched filter to the same sources and are distributed according to the normal law. Therefore, after smoothing the outputs of the signal by the filter 1, it uses the DL5 to form a random displacement voltage. In this case, the transmission coefficient of the filter 1 is chosen such that the intensity of the random displacement voltage ensures the effective linearization of the binary quantizer under the action of a mixture with amplitude.
Таким образом, в предлагаемом цифрового согласованном фильтре выражение дл5 отношени сигнал/помеха имеет вид (NSc/Snf. где Sc и Sn - амплитуда сигнала и помехи, что в сравнении с известь ым обеспечивает энергетический выиг- рыи на201д М.дБ.Thus, in the proposed digital matched filter, the expression for the signal-to-noise ratio is (NSc / Snf. Where Sc and Sn is the signal amplitude and interference, which, in comparison with lime, provides energy gains by 201d M.dB.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884445010A SU1608785A1 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Digital matched filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884445010A SU1608785A1 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Digital matched filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1608785A1 true SU1608785A1 (en) | 1990-11-23 |
Family
ID=21383178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884445010A SU1608785A1 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Digital matched filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1608785A1 (en) |
-
1988
- 1988-06-20 SU SU884445010A patent/SU1608785A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
№1 1 W45010/24-09 20,06.88 23.11.90. Бюл. №43 а.А.Шумков 521.372.544(088.8) BTOpCKoe свидетельство СССР 97061. кл. НОЗН 17/02. 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1007108B (en) | Centre control receiver | |
EP0008160A1 (en) | Programmable digital tone detector | |
GB1454932A (en) | Pulse-code transmission system | |
GB1322362A (en) | Generating pseudo-random sequences | |
US4633426A (en) | Method and apparatus for detecting a binary convoluted coded signal | |
SU1608785A1 (en) | Digital matched filter | |
IE43171L (en) | Digital device | |
DK0418958T3 (en) | Method and apparatus for converting an analog input signal to control codes and for synthesizing a corresponding output signal under the control of these control codes | |
US4321685A (en) | Circuit for reducing the limit cycle in a digital filter | |
RU2693930C1 (en) | Digital phase-shift keyed signal detector | |
US3305854A (en) | Sampled data system | |
Lagoyannis | Stieltjes-type correlator based on delta-sigma modulation | |
SU1575322A1 (en) | Discrete signal demodulator | |
SU1739490A1 (en) | Generator of poisson flux of pulses | |
JPS5772424A (en) | Digital-analogue converter | |
SU1675902A1 (en) | Device for determining convolution of two functions | |
SU1720143A1 (en) | Variable frequency signal synthesizer | |
RU2097921C1 (en) | Noise reduction device | |
SU473313A1 (en) | Digital compander | |
SU1742985A1 (en) | Analog-to-digital amplitude detector | |
SU1197061A1 (en) | Digital matched filter | |
RU2036558C1 (en) | Method for analog-to-digital conversion of narrow-band signals | |
SU1244786A1 (en) | Digital filter | |
SU363990A1 (en) | TIME-PULSE FUNCTIONAL CONVERTER | |
SU1109872A1 (en) | Device for digital phase discriminating of pulse sequences at unequal frequencies |