SU1608785A1 - Digital matched filter - Google Patents

Digital matched filter Download PDF

Info

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
Application number
SU884445010A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Андрианович Шумков
Original Assignee
Войсковая часть 60130
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Войсковая часть 60130 filed Critical Войсковая часть 60130
Priority to SU884445010A priority Critical patent/SU1608785A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1608785A1 publication Critical patent/SU1608785A1/en

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)

Формула изобретени  Цифровой согласованный фильтр,, содержащий генератор тактовых импульсов, эле мент задержки, ква,нтователь и последо- The invention is a digital matched filter that contains a clock, a delay element, kva, an output device and a follower. вательно соединенные регистр сдвига, весовой сумматор, выход которого  вл етс  выходом цифрового согласованного фильтра , фильтр нижних частот и первый сумматор , второй вход которого  вл етс  входом цифрового согласованного фильтра, отличающийс  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости, в.него введены последовательно соединенные первый дискрети- затор, вход которого соединен с выходом первого сумматора, и второй сумматор, выход которого подключен к входу квантовател , который выполнен многоуровневым, а также второй дискретизатор, вход и выход которого подключены к вторым входам первого и второго сумматоров соответственно, первый элемент ИЛИ, првый вход которого соединен с тактовым входом первого диск- ретизатора и выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, тактовым входом второго дискретизатора и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом многоуровневого квантовател , второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом регистра сдвига , перва  и втора  группы элементов И, группа элементов задержки и группа элементов ИЛИ, причем 1-й выход многоуровневого квантовател , где ,2N, N 2, соединен через последовательно соединенные 1-е элемент И первой группы, элемент задержки группы и (1-1)-е элемент ИЛИ группы и элемент И второй группы с (i-1)-M входом второго элемента ИЛИ. выход (1-1}-го элемента ИЛИ группы соединен с вторым входом 1-го элемента ИЛИ группы, второй вход (i-1)-ro элемента И второй группы подключен к 1-му выходу многоуровневого квантовател , первый выход которого соединен через последовательно соединенные первые элемент И первой группы и элемент задержки группы с вторым входом первого элемента ИЛИ группы, а вторые входы всех элементов И первой группы подключены к выходу генератора тактовых импульсов.the shift register, a weight adder, the output of which is the output of a digital matched filter, a low pass filter and the first adder, the second input of which is an input of a digital matched filter, characterized in that, in order to improve the noise immunity, serially connected the first sampler, the input of which is connected to the output of the first adder, and the second adder, the output of which is connected to the input of a quantizer that is multilevel, and also the second sampling rate op, the input and output of which is connected to the second inputs of the first and second adders, respectively, the first OR element, the first input of which is connected to the clock input of the first discretization unit and the output of the delay element whose input is connected to the output of the clock generator, the clock input of the second sampler and the second input of the first element OR, the output of which is connected to the clock input of the multilevel quantizer, the second element OR, the output of which is connected to the input of the shift register, the first and second groups of elements AND, g upp delay elements and a group of OR elements, with the 1st output of a multilevel quantizer, where, 2N, N 2, is connected via a serially connected 1st element AND of the first group, a delay element of the group and (1-1) -e element of the OR group and element AND of the second group with (i-1) -M input of the second element OR. the output (1-1} of the element OR of the group is connected to the second input of the 1st element OR of the group, the second input (i-1) -ro of the element AND the second group is connected to the 1st output of the multi-level quantizer, the first output of which is connected through in series the connected first element of the first group and the delay element of the group with the second input of the first element OR of the group, and the second inputs of all elements of the first group are connected to the output of the clock generator.
SU884445010A 1988-06-20 1988-06-20 Digital matched filter SU1608785A1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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