Программируемый согласованный фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи и передачи данных. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости . Программируемый согласованный фильтр содержит линии 1 и 5 задержки, весовые блоки 2 и 9, сумматор 3, перемножитель 4, измеритель 6 качества сигнала, вычнтатель 7, блок 8 вычисления модуля, блок 10 памяти и Рлок 11 формирования константы. Выигрыш в помехоустойчивости достигается за счет использования априорных сведений о среднем отношении сигнал/шум в начале передачи, 1 ил.,,1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Э 6

Р1=СПУБЛИН ае ав

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4627815/09 (22) 28.12.88 (46) 30.05,91. Вкл. Р 20 (72) В.Ф. Кисоржевский (53) 621.391.266 (088.8) (56) Варакин Л.Е. Система связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь, 1985, рис ° 22.9, с. 369. (54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ СОГЛАСОВАННЫЙ

ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано (5g)$ Н "4 Й 1/10> Н 03 H 17/00 в системах связи и передачи данных.

Цель изобретения — повьппение помехоустойчивости. Программируемый согласованный фильтр содержит линии 1 и 5 задержки, весовые блоки 2 и 9, сумматор 3, перемножитель 4, измеритель

6 качества сигнала, вычитатель 7, блок

8 вычисления модуля, блок 10 памяти и блок 11 формирования константы. Выигрьпп в помехоустойчивости достигается за счет использования априорных сведений о среднем отношении сигнал/шум в начале передачи. 1 ил...1 табл.

1653163

15

20 г =а+и ! >

25 еде hi1 = е /)2 бе

1 — Ф(Ь ) а

> (3) P о (4) 45

- i/ t ;1 <»>

Ь = f(z-)! хь; ! (5) z - О, ! « .

При этом (z-а) t2G е d! z

1 (z

Е Г 2 о,>э (i4) Ф(Ъ)

) Изобретение относится к радиотехнике и может быть: использовано в системах связи и передачи данных.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости программируемого согласованного фильтра.

Программируемый согласованный фильтр содержит сигнальную линию 1 задержки, первый весовой блок 2, сумматор 3, перемножитель 4, опорную лийию 5 задержки, измеритель 6 качества сигнала, вычитатель 7, блок 8 вычисления модуля, второй весовой блок

9, блок 10 памяти и блок 11 формирования константы.

Принцип работы программируемого согласованного фильтра заключается в следующем.

На вход устройства поступает составной сигнал, имеющий m элементов, Каждый иэ которых представляет собой где а — папезная составляющая, принимающая значение +а при передаче

"1" и -а при передаче "О" в исходной ходовой комбинации; и„"- случайная величина (результат воздействия шумов), распределенная по нормальному закону с нулевым средним и дисперсией (Известный в теории потенциальной

Помехоустойчивости алгоритм обработки сводится к линейному суммированию

1>> г О. (2) Вероятность ошибочного приема при этом равна где Ф(! ) — интеграл вероятности .

В предлагаемом устройстве реализован алгоритм нелинейной весовой обработки

>"!> где b, = f(z„) -весовой коэффициент сигнала, вычисляемый в ходе приема с помощью блоков 6-9 (6).

Оценим помехоустойчивость алгоритма (5), С лагаемое = Ъ z ° - случайная

1 величина. Известно иэ математической статистики,что каковы бы ни быпи распределения величин,, их сумма

+ +...+ асимптотичес" ки нормальйа. Математическое ожидание этой суммы равно а = ша .е С д где а = f f (z) г!>.>(г) dz (7) дисперсюГравна

Я = mGz, где GZ = Эг — аг, 2 2 (8)

D = / f (z) z2Q(z) dz (9)

Таким образом, плотность распределения суммы в (5) равна

1 Г1- та )

z(1 j- -- — — — ехр(- — — — ) .

Яд т 2е (10) Ошибка наступает, если при передаче "+1" сумма (5) будет отрицательна, или при передаче "-1" эта сумма будет положительна.

Вероятность ошибочного приема

° = J << > 5 = -, Ь -! < р1, 35 (11) Знергетический выигрыш от исполь40 зования алгоритма (5) по сравнению с алгоритмом (2) равен

1 = Ъ./Ъ, =

2h D (а — 1 г а

h (12) 2G<

В пр едла га емом ус тр ойст в е р еалиэован вариант, когда

1653163

Dz =

Ь = а/(I, 5

Q(z) dz 1. (zf (15) и а = — x и . — 1

Следовательно, 10

Зависимость о от величины h приведена в таблице .

Программируемые согласованные фильтры применяются в случае использования сложных сигналов. На фиг.1 блоки 1"3 и 5 реализуют алгоритм обработки одного i-ro элемента сигнала, то есть величины z, для алгоритма (5). Блоки 7-9 формируют коэффициент Ь,, Перемножитель 4 осуществляет перемножение Ь ° я . Операция суммироуп вания, должна осуществляться пос1I ле перемножителя 4. На чертеже сумматор не показан, поскольку в ряде систем разнесенного приема в обработку идет сигнал: с выхода перемножителя 4.

Устройство работает следующим образом.

Ожидаемая структура сигнала постоянна для данного приемного пункта. В соответствии с нею по команде оператора перед началом сеанса связи из блока 10 памяти передаются копии опорных сигналов в опорную линию

5 задержки. Кроме того, на основе априорных сведений о качестве данного канала связи формируется напряжение на выходе блока 11 формирования константы, равное среднему значению отношения сигнал/шум.

Входной сигнал, пройдя сигнальную линию 1 задержки, поступает на первые входы весового блока 2, на вторые входы которого поступают сигналы от опорной линии 5 задержки. Результаты перемножения сигналов суммируются в сумматоре 3 и параллельно подаются в измеритель 6 качества сигнала,где обрабатываются, например, по алгоритму

Достигаемый выигрыш в помехоустойчивости зависит от характера помех, величины сигнальной избыточности, априорных сведений о качестве канала. Наилучшие результаты устройство показывает в условиях нестационар35 ных помех при и 50 и известном Ьо.

Выигрыш в помехоустойчивости при этом эквивалентен увеличению энергетики канала в несколько раз (при bo = — 1 выигрыш составляет более 10 раз) .

1 (16) л* (1 )е (ю-13

h 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1 2

3 0,64 0,67 0,74 0,87 1,07 1,22 13,27, где x — сигнал с выхода i-го умно1

5 жителя весового блока 2; и — число умножителей весового блока 2;

Ь " число измерения качества сигнала в измерителе 6 качества сигнала в произвольный момент времени.

В вычитателе 7 определяется разность z = Ъ-Ь между измеренным зна15 чением качества сигнала b и опорным

Ь . Поскольку эта разность может быть положительной и отрицательной, блок 8 вычисления модуля определяет абсолютное значение (модуль) ее fzf.

Во втором весовом блоке 9 осуществляется преобразование модуля (z (по закону 1 (z f, Величина 1 jz1 является весовым коэффициентом сигнала, показателем мгновенного качества его.

В перемножителе 4 осуществляется перемножение сигнала с выхода суьакатора 3 íà его весовой коэффициент, поступающий с выхода весового блока 9. !

Небольшие (до 20X) отклонения b от истинного значения качества кана ла уменьшает достигаемый выигрыш незначительно.

Формула и зобр ет ения

Пр ограммируемый с оглас о ванный:. фильтр, содержащий сигнальную и опор50 ную линии задержки, блок памяти, пер-. вый выход которого соединен с входом опорной линии задержки, первый весовой блок, первая и вторая группа входов которого соединена с выходами

55 сиг HBJI bHQH и опорнОЙ линий зад ерж

1 ки соответственно, и сумматор, входы которого соединены с выходами первого весового блока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше1653163

Составитель С.Иузычук

Техред Л.Олийнык Корректор А. Обручар

Редактор Т.Лошкарева

Эаказ 2189 Тираж 399 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113() 3 Hr! < ква, Ж-3 5„Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издатель кпй комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,\01 ния помехоустойчивости, в него введены блок формирования константы и последовательно соединенные измеритель качества сигнала, вычитатепь, блок вычисления модуля, второй весовой блок и умножитель, второй вход которого соединен с выходом сумматора и первым входом измерителя качества сигнала, группа вторых входов которого соединена с выходами первого весового блока, а вход и выход блока формирования константы соединены с ( вторыми выходом блока памяти и входом вычитателя соответственно.