Устройство адаптивной настройки корректирующего фильтра с квазикогерентным сложением теста

Полезная модель относится к области электрорадиотехники и связи, и может быть использована в системах одночастотной передачи данных с адаптивной коррекцией сигналов на приемной стороне по каналам с замираниями и межсимвольной интерференцией. Устройство содержит n отводную линию задержки, сумматор, блок деления, блок расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости и точности расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра за счет компенсации аддитивного шума, 2 ил.

Полезная модель относится к области электрорадиотехники и связи, и может быть использована в системах одночастотной передачи данных с адаптивной коррекцией сигналов на приемной стороне по каналам с замираниями и межсимвольной интерференцией.

Сущность адаптивной коррекции заключается в построении корректирующего фильтра, уменьшающего искажения сигнала, являющиеся следствием замираний и многолучевого распространения в канале связи, в частности в коротковолновом радиоканале, для чего в передаваемый сигнал осуществляют периодические вставки известного на приемной стороне тестового сигнала. Такой подход используется в современных зарубежных стандартах, таких как ARINC-635 и MIL-STD-188-110-b.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство адаптивной настройки корректирующего фильтра, описанное в [Березовский В.А., Дулькейт И.В., Савицкий O.K. Современная декаметровая радиосвязь: оборудование, системы и комплексы / Под ред. В.А. Березовского. - М.: Радиотехника, 2011. - 444 с.] принятое за прототип. Устройство содержит блок расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра, в котором осуществляется расчет импульсной характеристики корректирующего фильтра, необходимой для последующей настройки корректирующего фильтра. Для расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра в блоке расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра может быть реализован, например, метод матричного фильтра [Березовский В.А., Дулькейт И.В., Савицкий O.K. Современная декаметровая радиосвязь: оборудование, системы и комплексы / Под ред. В.А. Березовского. - М.: Радиотехника, 2011. - 444 с.], метод наименьших квадратов (алгоритм LMS) [Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. М.: Техносфера, 2013. - 528 с.], либо алгоритм RLS [Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. М.: Техносфера, 2013. - 528 с.]. Выбор конкретного алгоритма расчета определяется исходя из требуемой скорости сходимости и вычислительными возможностями.

К недостаткам прототипа относится то, что при низких значениях отношения сигнал/шум точность настройка корректирующего фильтра значительно ухудшается, что приводит к снижению качества коррекции, и как следствие снижению помехоустойчивости.

Целью полезной модели является повышение помехоустойчивости и точности расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра, путем компенсации аддитивного шума.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство адаптивной настройки корректирующего фильтра с квазикогерентным сложением теста, содержащее блок расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра, в котором осуществляется расчет импульсной характеристики корректирующего фильтра, выход которого является выходом устройства, введены n отводная линия задержки, сумматор, блок деления, при этом входом устройства является вход n отводной линии задержки, а n выходов линии задержки, с каждого из которых поступают тестовые сигналы длиной L_Т, задержанные на интервал равный длине информационного сигнала L_И , соединены с n входами сумматора, выход которого соединен с входом блока деления, выход которого соединен с входом блока расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра.

Структурная схема предлагаемого устройства изображена на фиг 1. Она содержит n отводную линию задержки 1, вход которой является входом устройства, а n выходов соединены с n входами сумматора 2. Выход сумматора 2 соединен с входом блока деления 3, выход которого соединен с входом блока расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра 4, выход которого является выходом устройства.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

На вход n отводной линии задержки 1, вход которого является входом устройства, поступает сигнал, содержащий периодически повторяющиеся тестовые и информационные сигналы. Структура такого сигнала представлена на фиг. 2. При этом длина каждого тестового сигнала составляет L_Т , длина каждого информационного сигнала L_И. Количество отводов (выходов) линии задержки 1 равное n (n нечетное) может быть различным и выбирается исходя из конкретного применения. С каждого из n выходов n отводной линии задержки 1 на соответствующие n входов сумматора 2 поступают тестовые сигналы длиной L _Т, задержанные на интервал равный длине информационного сигнала L_И. Причем, вычисляя импульсную характеристику корректирующего фильтра для коррекции i-го информационного сигнала с выходов n отводной линии задержки 2, получают n тестовых сигналов с индексами . Например, при n=3 с первого выхода линии задержки 1 на первый вход сумматора 2 поступает текущий сигнал теста с индексом i+1, со второго выхода линии задержки 1 на второй вход сумматора 2 поступает задержанный на один интервал L_И (предыдущий) сигнал теста с индексом i, а с третьего выхода линии задержки 1 на третий вход сумматора 2 поступает задержанный на два интервала L_И сигнал теста с индексом i-1.

В сумматоре 2 осуществляется сложение n тестовых сигналов, в результате чего на выходе сумматора получают суммарный тестовый сигнал, который делят на коэффициент равный числу n в блоке деления 3. В результате деления мощность суммарного тестового сигнала близка к мощности одного тестового сигнала, а мощность шума меньше в n раз. С выхода блока деления 3 суммарный тестовый сигнал поступает на вход блока расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра 4, на выходе которого получают искомую импульсную характеристику корректирующего фильтра, необходимую для последующей настройки корректирующего фильтра. Для расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра в блоке расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра 4 может быть реализован, например, метод матричного фильтра [Березовский В.А., Дулькейт И.В., Савицкий O.K. Современная декаметровая радиосвязь: оборудование, системы и комплексы / Под ред. В.А. Березовского. - М.: Радиотехника, 2011. - 444 с.], метод наименьших квадратов (алгоритм LMS) [Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. М.: Техносфера, 2013. - 528 с.], либо алгоритм RLS [Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. М.: Техносфера, 2013. - 528 с.].

Результатом, получаемым на выходе блока расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра 4, является импульсная характеристика в виде: h(k), k=0N-1, где N - конечное количество коэффициентов корректирующего фильтра, представляющего собой фильтр с конечной импульсной характеристикой.

Предлагаемое устройство может быть использовано в системах одночастотной передачи данных с адаптивной коррекцией сигналов на приемной стороне, по каналам с замираниями и межсимвольной интерференцией.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра, путем компенсации аддитивного шума, и как следствие повышение помехоустойчивости.

Устройство адаптивной настройки корректирующего фильтра с квазикогерентным сложением теста, содержащее блок расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра, в котором осуществляется расчет импульсной характеристики корректирующего фильтра, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что введены n отводная линия задержки, сумматор, блок деления, при этом входом устройства является вход n отводной линии задержки, а n выходов линии задержки, с каждого из которых поступают тестовые сигналы длиной L_Т, задержанные на интервал, равный длине информационного сигнала L_И, соединены с n входами сумматора, выход которого соединен с входом блока деления, выход которого соединен с входом блока расчета импульсной характеристики корректирующего фильтра.