Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2504088C1 - Method of detecting signals without carriers - Google Patents

Method of detecting signals without carriers Download PDF

Info

Publication number
RU2504088C1
RU2504088C1 RU2012133597/07A RU2012133597A RU2504088C1 RU 2504088 C1 RU2504088 C1 RU 2504088C1 RU 2012133597/07 A RU2012133597/07 A RU 2012133597/07A RU 2012133597 A RU2012133597 A RU 2012133597A RU 2504088 C1 RU2504088 C1 RU 2504088C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
values
fragments
signal
value
samples
Prior art date
Application number
RU2012133597/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Сергеевич Бабенко
Сергей Викторович Дворников
Сергей Александрович Егоров
Евгений Валерьевич Казаков
Андрей Александрович Устинов
Александр Павлович Чихонадских
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
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 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2012133597/07A priority Critical patent/RU2504088C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2504088C1 publication Critical patent/RU2504088C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: method of detecting signals without a carrier involves dividing a digitised analogue signal into fragments which correspond to the number of elements of a predetermined digital sequence vector (DSV), inverting fragment readings, the number of which is determined based on a predetermined DSV consisting of N zero and unit values, wherein DSV values equal to zero correspond to fragments, the values of readings of which when inverted fully match values of readings of fragments corresponding to DSV values equal to one, after which a resultant sample is formed by arranging first readings of all fragments first, then second values and the last values at the end; the noise level threshold value selected is a value equal to double the mean-square deviation of readings of the resultant sample for positive and negative values of readings. Signal parameters are evaluated by comparing the sample with the noise level threshold value, wherein the signal parameters are maximum negative and positive values of the resultant sample, and a signal is detected if at least one of the parameters exceeds the threshold noise level on magnitude.
EFFECT: high reliability of detection.
2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к способам обнаружения сигналов в условиях низкого значения отношения сигнал/шум (ОСШ) и может быть применено в сверхширокополосных (СШП) коротко-импульсных системах связи, использующих бифазную манипуляцию (BPSK - Bi-Phase Switch Key) (см. Калинин В.О., Носов В.И. Оценка параметров короткоимпульсной сверхширокополосной системы связи, Вестник СибГУТИ, 2011. №3, С.73-85).The invention relates to radio engineering, and in particular to methods for detecting signals under conditions of low signal-to-noise ratio (SNR) and can be applied in ultra-wideband (UWB) short-pulse communication systems using bi-phase shift keying (BPSK - Bi-Phase Switch Key) ( see Kalinin V.O., Nosov V.I. Evaluation of parameters of a short-pulse ultrawideband communication system, Vestnik SibGUTI, 2011. No. 3, pp. 73-85).

Известен способ обнаружения сигналов, реализованный в обнаружителях, описанных в книге Левина Б.Р. Теоретические основы статистической электротехники М.: Сов. радио, 1968, с.345-346, рис.26.A known method for detecting signals implemented in the detectors described in the book of Levine B.R. Theoretical Foundations of Statistical Electrical Engineering M .: Sov. Radio, 1968, p. 345-346, Fig. 26.

Способ основан на нелинейной обработке реализации входной выборки и заключается в следующем. Входную реализацию раскладывают на квадратурные составляющие, которые фильтруют с помощью двух фильтров, согласованных с составляющими сигнала. Затем формируют суммы и разности входных значений в каждой группе фильтров, которые подвергают двух полупериодному квадратичному детектированию. Результаты детектирования суммируют и сравнивают с пороговым уровнем. Решение об обнаружении сигнала принимают в случае превышения суммы продетектированных величин порогового уровня.The method is based on non-linear processing of the implementation of the input sample and consists in the following. The input implementation is decomposed into quadrature components, which are filtered using two filters, matched with the signal components. Then the sums and differences of the input values are formed in each group of filters, which are subjected to two half-period quadratic detection. The detection results are summarized and compared with a threshold level. The decision to detect a signal is made if the sum of the detected threshold level values is exceeded.

Недостатком способа-аналога является то, что он приемлем только в случаях обнаружения относительно узкополосных сигналов с известными параметрами.The disadvantage of the analogue method is that it is acceptable only in cases of detection of relatively narrowband signals with known parameters.

Известен способ обнаружения узкополосных сигналов, реализованный в обнаружителе сигналов по патенту RU №2110150 C16 H04B 1/10, G01S 7/292 от 23.01.97 г.A known method for detecting narrowband signals implemented in the signal detector according to patent RU No. 2110150 C16 H04B 1/10, G01S 7/292 from 01/23/97

В известном способе принимают аналоговый сигнал, оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования. Затем рассчитывают параметры оцифрованного сигнала, для чего формируют оцифрованный сигнал, сдвинутый относительно исходного на один такт и вычисляют коэффициент корреляции между исходным сигналом и его сдвинутой версией. Результаты корреляционной обработки выбирают в качестве параметров оцифрованного сигнала. После этого сравнивают рассчитанные параметры оцифрованного сигнала с порогом принятия решения, который вычисляют, используя дополнительную информацию о математическом ожидании обнаруживаемого сигнала, дисперсии шума и величине порогового значения. Решение о факте обнаружения сигнала принимают в том случае, если параметры оцифрованного сигнала превышают порог принятия решения.In the known method, an analog signal is received, digitized, for which the operations of sampling, quantization and coding are sequentially performed. Then, the parameters of the digitized signal are calculated, for which a digitized signal is formed, shifted from the original one clock cycle, and the correlation coefficient between the original signal and its shifted version is calculated. The results of correlation processing are selected as parameters of the digitized signal. After that, the calculated parameters of the digitized signal are compared with the decision threshold, which is calculated using additional information about the expected value of the detected signal, the noise variance, and the threshold value. The decision on the fact of signal detection is made if the parameters of the digitized signal exceed the decision threshold.

Недостатком известного способа является узкая область применения, так как его реализация возможна только при известных параметрах шума и обнаруживаемых узкополосных сигналов.The disadvantage of this method is the narrow scope, since its implementation is possible only with known parameters of noise and detectable narrowband signals.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявленному является способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов, описанный в патенте РФ №2382495 C1 от 20.02.2010 г.The closest analogue in technical essence to the claimed one is the method for automatic detection of narrowband signals described in the patent of the Russian Federation No. 2382495 C1 of 02.20.2010

В ближайшем аналоге принимают аналоговый сигнал, оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования. Затем рассчитывают параметры оцифрованного сигнала, для чего формируют его спектральное представление путем выполнения над ним преобразования Фурье. После этого рассчитывают пороговый уровень шума путем вычисления удвоенного значения выборочного среднего компонент спектрального представления и оценивают уровни каждой из спектральных компонент из последовательности спектрального представления путем их сравнения с вычисленным пороговым уровнем шума. Затем формируют первую и вторую последовательности, соответственно из спектральных компонент превысивших пороговый уровень шума, и не превысивших его. После этого раздельно суммируют компоненты входящие в первую и вторую последовательности и вычисляют значение отношения найденных сумм. Затем сравнивают значение отношения найденных сумм с предварительно заданным пороговым значением. Решение о факте обнаружения сигнала принимают при условии, что значение отношения найденных сумм превышает предварительно заданное пороговое значение.In the closest analogue, an analog signal is received, digitized, for which the operations of sampling, quantization and coding are sequentially performed. Then, the parameters of the digitized signal are calculated, for which they form their spectral representation by performing the Fourier transform on it. After that, the threshold noise level is calculated by calculating the double value of the sample average components of the spectral representation and the levels of each of the spectral components from the sequence of the spectral representation are estimated by comparing them with the calculated threshold noise level. Then the first and second sequences are formed, respectively, from the spectral components that exceed the threshold noise level and do not exceed it. After that, the components in the first and second sequences are separately summed up and the ratio of the found sums is calculated. Then, the ratio of the found amounts is compared with a predetermined threshold value. The decision on the fact of signal detection is made provided that the ratio of the found sums exceeds a predetermined threshold value.

Недостатком известного способа-аналога является относительно узкая область его применения, поскольку он не позволяет достоверно обнаруживать кратковременные одиночные сигналы без несущей (КОСН) в пределах фрейма. Фрейм представляет собой временной фрагмент, в пределах которого находится только один полезный КОСН. [см. Челышев В.Д., Потапов С.Г., Фокин А.О. UWB - начальные представления во временной и спектральной областях // Информация. Космос №1, 2007 г., С.45-59].The disadvantage of this analogue method is the relatively narrow scope of its application, since it does not allow reliable detection of short-term single signals without a carrier (COSN) within the frame. A frame is a temporary fragment, within which there is only one useful COSN. [cm. Chelyshev V.D., Potapov S.G., Fokin A.O. UWB - initial representations in the time and spectral domains // Information. Space No. 1, 2007, S. 45-59].

Целью заявленного технического решения является разработка способа, расширяющего область его применения для КОСН в аддитивных шумах высокой интенсивности.The purpose of the claimed technical solution is to develop a method that expands its scope for COSN in additive noise of high intensity.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе автоматического обнаружения узкополосных сигналов принимают аналоговый сигнал, оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, рассчитывают параметры сигнала, оценивают их и по результатам оценки принимают решение о факте обнаружения сигнала. Оцифрованный сигнал предварительно делят на равное число фрагментов, инвертируют отсчеты фрагментов, номера которых определяют по предварительно заданному вектору цифровой последовательности (ВЦП), после чего формируют суммарную выборку, для чего суммируют отсчеты всех фрагментов таким образом, что в начале складывают первые отсчеты всех фрагментов, потом вторые и в конце - последние, затем рассчитывают значение порогового уровня шума, в качестве которого выбирают величину, равную удвоенному значению среднеквадратического отклонения отсчетов суммарной выборки, а оценивают параметры сигнала путем их сравнения со значением порогового уровня шума, причем в качестве параметров сигнала выбирают максимальные отрицательное и положительное значения суммарной выборки, а решение об обнаружении сигнала принимают по результатам оценки, когда хотя бы один из параметров по абсолютному значению превысит значение порогового уровня шума. Длительность фрагментов при формировании суммарной выборки определяют равной длительности фрагментов, которую выбирают при передаче сигналов. Номера фрагментов, отсчеты которых инвертируют при формировании суммарной выборки, определяют по предварительно заданному ВЦП, на основе которой формируют фрагменты при передаче сигналов, причем значениям ВЦП, равным нулю, соответствуют фрагменты, значения отсчетов которых при инверсии полностью совпадают со значениями отсчетов фрагментов, соответствующих значениям ВЦП, равным единице. Длина ВЦП составляет 4-100 значений нулей и единиц, расположенных друг за другом любым образом, и один ВЦП определяет значение одного бита логического нуля или единицы, причем ВЦП, определяющий логический нуль, отличается хотя бы на одно значение в порядке следования нулей и единиц от ВЦП, определяющего логическую единицу.This goal is achieved by the fact that in the known method for automatically detecting narrow-band signals, an analog signal is received, digitized, for which the operations of sampling, quantization and coding are performed sequentially, the signal parameters are calculated, they are evaluated and the decision on the fact of signal detection is made based on the evaluation results. The digitized signal is preliminarily divided into an equal number of fragments, the samples of the fragments are inverted, the numbers of which are determined by a predefined vector of digital sequence (VCP), after which a total sample is formed, for which the samples of all fragments are summed so that the first samples of all fragments are added at the beginning, then the second and last - the last, then calculate the value of the threshold noise level, which is chosen as the value equal to twice the standard deviation samples of the total sample, and evaluate the signal parameters by comparing them with the value of the threshold noise level, moreover, the maximum negative and positive values of the total sample are selected as the signal parameters, and the decision to detect the signal is made according to the evaluation results, when at least one of the parameters by absolute value will exceed the threshold noise level. The duration of the fragments during the formation of the total sample is determined equal to the duration of the fragments, which is selected when transmitting signals. The numbers of fragments whose readings are inverted during the formation of the total sample are determined by a pre-determined IDC, on the basis of which fragments are generated during the transmission of signals, and the values of the IDC equal to zero correspond to fragments whose readout values during inversion completely coincide with the values of the sample readings corresponding to the values TCP equal to one. The length of the IDC is 4-100 values of zeros and ones located one after the other in any way, and one IDC determines the value of one bit of a logical zero or one, and the VTs that determines a logical zero differs by at least one value in the order of zeros and ones from The VCP defining the logical unit.

Благодаря новой совокупности существенных признаков обеспечивается расширение области применения способа обнаружения для КОСН в аддитивных шумах высокой интенсивности, за счет возрастания по абсолютной величине амплитудных значений суммарной выборки, формируемой в результате суммирования фрагментов.Thanks to a new set of essential features, the scope of the detection method for COSN in high-intensity additive noise is expanded due to an increase in the absolute value of the amplitude values of the total sample formed as a result of summation of the fragments.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed method is illustrated by drawings, which show:

фиг.1 - пример предварительно заданного ВЦП;figure 1 is an example of a predefined VCP;

фиг.2 - выборка аналогового сигнала, состоящая из четырех фрагментов содержащих КОСН, причем в пределах каждого из фрагментов отчеты КОСН сформированы в соответствии со значениями предварительно заданного ВЦП, представленного на фиг.1;figure 2 is a sample of an analog signal, consisting of four fragments containing COSN, and within each of the fragments COSN reports are generated in accordance with the values of the predefined VCP presented in Fig.1;

фиг.3 - дискретные отсчеты выборки аналогового сигнала, представленного на фиг.2, поделенного на четыре фрагмента, число фрагментов соответствует количеству элементов предварительно заданного ВЦП;figure 3 - discrete samples of the sampling of the analog signal shown in figure 2, divided into four fragments, the number of fragments corresponds to the number of elements of a predefined VCP;

фиг.4 - дискретные отсчеты выборки аналогового сигнала, представленного на фиг.2, в которой инвертированы отчеты фрагментов, порядковые номера которых соответствуют позициям нулей в предварительно заданном ВЦП;figure 4 - discrete samples of the sample of the analog signal shown in figure 2, in which the reports of the fragments are inverted, the sequence numbers of which correspond to the positions of zeros in a predetermined VCP;

фиг.5 - принцип формирования суммарной выборки четырех фрагментов (отсчеты фрагментов, порядковые номера которых соответствуют позициям нулей в предварительно заданном ВЦП, инвертированы);figure 5 - the principle of the formation of the total sample of four fragments (samples of fragments, the sequence numbers of which correspond to the positions of zeros in a predetermined VCP, inverted);

фиг.6 - принцип формирования суммарной выборки четырех фрагментов (отсчеты фрагментов, порядковые номера которых соответствуют позициям нулей в предварительно заданном ВЦП, не были инвертированы).6 - the principle of the formation of the total sample of four fragments (samples of fragments, the sequence numbers of which correspond to the positions of zeros in a predetermined VCP, were not inverted).

Реализация заявленного способа объясняется следующим образом.The implementation of the claimed method is explained as follows.

1. Предварительно задают ВЦП, согласно которому определяют значения отчетов фрагментов, содержащих КОСН, которые необходимо инвертировать на приеме. В качестве примера на фиг.1 представлен предварительно заданный ВЦП, состоящий из нулей и единиц. Общее число нулей и единиц ВЦП должно совпадать с числом фрагментов (числом КОСН), содержащихся в выборке принятого аналогового сигнала. КОСН имеют две позиции фазы [см. Калинин В.О., Носов В.И. Оценка параметров короткоимпульсной сверхширокополосной системы связи. Вестник СибГУТИ, 2011. №3 С.73-85], поэтому фрагментам, соответствующим единичным значениям цифровой последовательности, назначают КОСН с одной позицией фазы, а фрагментам, соответствующим нулевым значениям, - с другой позицией фазы. На фиг.2 изображены четыре фрагмента содержащих КОСН. Позиции фаз сигналов первого и третьего фрагментов соответствуют единичному значению ВЦП, а второго и четвертого - нулевому значению. Длина ВЦП составляет от 4 до 100 значений нулей и единиц, расположенных друг за другом любым образом. Один ВЦП определяет значение одного бита логического нуля или единицы. Причем ВЦП, определяющий логический нуль, отличается хотя бы на одно значение в порядке следования нулей и единиц от ВЦП, определяющего логическую единицу.1. Pre-set the VCP, according to which the values of the reports of fragments containing COSN, which must be inverted at the reception, are determined. As an example, figure 1 presents a predefined VCP consisting of zeros and ones. The total number of zeros and units of the VCP must match the number of fragments (the number of COSN) contained in the sample of the received analog signal. COSNs have two phase positions [see Kalinin V.O., Nosov V.I. Estimation of parameters of a short-pulse ultra-wideband communication system. Vestnik SibGUTI, 2011. No. 3, pp. 73-85], therefore, fragments corresponding to single values of a digital sequence are assigned COSN with one phase position, and fragments corresponding to zero values are assigned a different phase position. Figure 2 shows four fragments containing COSN. The phase positions of the signals of the first and third fragments correspond to a single value of the IDC, and the second and fourth to a zero value. The length of the VCP is from 4 to 100 values of zeros and ones, located one after another in any way. One WCP determines the value of one bit of a logical zero or one. Moreover, the VCP defining the logical zero differs by at least one value in the order of zeros and ones from the VCP defining the logical one.

2. Затем принимают выборку аналогового сигнала z(t). Операция приема аналоговых сигналов без несущей известна и описана, например, в [Шахнович. И. Сверхширокополосная связь. Второе рождение? - ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес, 2001, №4, С.8-15]. В качестве примера на фиг.2 показана принятая выборка аналогового сигнала, содержащая четыре КОСН.2. Then take a sample of the analog signal z (t). The operation of receiving analog signals without a carrier is known and described, for example, in [Shakhnovich. I. Ultra-wideband communications. Second birth? - ELECTRONICS: Science, Technology, Business, 2001, No. 4, S.8-15]. As an example, figure 2 shows a received sample of an analog signal containing four COSN.

3. После чего принятый аналоговый сигнал z(t) оцифровывают, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования, кодирования. Указанные операции известны, и описаны, например, в способе автоматического обнаружения узкополосных сигналов по патенту РФ №2382495 от 20.02.2010 г. В качестве примера на фиг.3 изображены дискретные отсчеты zi выборки аналогового сигнала z(t) (см. фиг.2).3. After that, the received analog signal z (t) is digitized, for which the operations of sampling, quantization, coding are sequentially performed. These operations are known, and are described, for example, in the method for automatically detecting narrowband signals according to RF patent No. 2382495 of 02/20/2010. As an example, Fig. 3 shows discrete samples z i of the sample of the analog signal z (t) (see Fig. 2).

4. Выборку оцифрованного сигнала zi предварительно делят на равное число фрагментов таким образом, чтобы длительности всех фрагментов были равны между собой и в пределах каждого фрагмента находился только один КОСН. Операцию деления на равное число фрагментов можно реализовать путем подсчета дискретных отсчетов оцифрованного сигнала zi. На фиг.3 показан пример деления оцифрованной выборки, представленной в виде дискретных отсчетов zi, на четыре фрагмента, в соответствии с числом значений ВЦП (см. фиг.1).4. The sample of the digitized signal z i is preliminarily divided into an equal number of fragments so that the durations of all fragments are equal to each other and within each fragment there is only one COSN. The operation of dividing by an equal number of fragments can be implemented by counting discrete samples of the digitized signal z i . Figure 3 shows an example of dividing the digitized sample, presented in the form of discrete samples z i , into four fragments, in accordance with the number of the IDC values (see figure 1).

5. После чего инвертируют отсчеты фрагментов, номера которых определяют по предварительно заданному ВЦП. Операцию инверсии можно реализовать путем умножения соответствующих дискретных отсчетов zi на коэффициент равный минус единица. Операции умножения сигналов на нужные коэффициенты известны [см. Справочная книга радиолюбителя-конструктора / А.А. Бокуняев, Н.М. Борисов, Р.Г. Варламов и др.; Под ред. Н.И. Чистякова. - М.: Радио и связь, 1990. с.31]. В качестве примера на фиг.4 показан оцифрованный сигнал, представленный в виде дискретных отсчетов zi, у которого отсчеты второго и четвертого фрагментов инвертированы.5. After that, the samples of the fragments are inverted, the numbers of which are determined by the pre-determined VCP. The inversion operation can be realized by multiplying the corresponding discrete samples z i by a coefficient equal to minus one. The operations of multiplying signals by desired coefficients are known [see The reference book of the amateur radio designer / A.A. Bokunyaev, N.M. Borisov, R.G. Varlamov et al .; Ed. N.I. Chistyakova. - M .: Radio and communications, 1990. p.31]. As an example, figure 4 shows the digitized signal, presented in the form of discrete samples z i , in which the samples of the second and fourth fragments are inverted.

6. Затем формируют суммарную выборку, для чего суммируют отсчеты всех фрагментов таким образом, что в начале складывают первые отсчеты всех фрагментов, потом вторые и в конце - последние. Операцию суммирования можно реализовать на основе суммирующих устройств. Схемы сумматоров известны [см. У. Титце, К. Шенка «полупроводниковая схемотехника» М.: Мир, 1982, с.329-331]. В качестве примера на фиг.5 показан принцип формирования суммарной выборки z0i, полученной в результате сложения четырех фрагментов z1i, z2i, z3i, z4i. Причем первый отсчет суммарной выборки z0, представляет результат суммирования первых отсчетов соответственно фрагментов z1i, z2i, z3i, z4i. Второй отсчет - соответственно результат суммирования вторых отсчетов и т.д.6. Then, a total sample is formed, for which the samples of all fragments are summed up so that at the beginning the first samples of all fragments are added, then the second and at the end - the last. The summation operation can be implemented based on summing devices. Adder circuits are known [see W. Titze, K. Shenk "semiconductor circuitry" M .: Mir, 1982, p.329-331]. As an example, figure 5 shows the principle of forming the total sample z0 i obtained by adding four fragments z1 i , z2 i , z3 i , z4 i . Moreover, the first sample of the total sample z0 represents the result of the summation of the first samples, respectively, of fragments z1 i , z2 i , z3 i , z4 i . The second sample is, respectively, the result of summing the second samples, etc.

7. После чего рассчитывают значение порогового уровня шума, в качестве которого выбирают величину равную удвоенному значению средне-квадратического отклонения отсчетов суммарной выборки G - для положительных значений отсчетов и (-G) - для отрицательных значений отсчетов7. Then, the value of the threshold noise level is calculated, for which a value equal to twice the mean square deviation of the samples of the total sample G is selected - for positive values of samples and (-G) - for negative values of samples

Figure 00000001
Figure 00000001

Здесь M - число временных отсчетов обрабатываемой выборки сигнала zi; zcp - средняя величина значений обрабатываемой выборки сигнала zi, которую рассчитывают по формулеHere M is the number of time samples of the processed sample signal z i ; z cp - the average value of the processed sample signal z i , which is calculated by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

Выбор значения порогового уровня шума согласно формуле (1) обеспечит с вероятностью 0,98 тот факт, что амплитудные значения шума не превысят величин G и -G [см. Боровиков В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов / В. Боровиков - СПб.: Питер, 2003. - 688 с.]. В качестве примера на фиг.5 нанесены уровни, соответствующие величинам G и -G, рассчитанным согласно формуле (1).The choice of the value of the threshold noise level according to formula (1) will provide with a probability of 0.98 the fact that the amplitude values of the noise will not exceed the values of G and -G [see Borovikov V. STATISTICA. The art of data analysis on a computer: For professionals / V. Borovikov - St. Petersburg: Peter, 2003. - 688 p.]. As an example, FIG. 5 shows the levels corresponding to the values of G and -G calculated according to the formula (1).

8. Решение об обнаружении сигнала принимают по результатам оценки, когда хотя бы один из параметров по абсолютному значению превысит значение порогового уровня шума. В качестве параметров оцифрованного сигнала выбирают его максимальные отрицательное D11=min(z0i) и положительное D12=max(z0i) значения. Для принятия решения об обнаружении сигнала значения D11=min(z0i) и D12=max(z0i) сравнивают с величинами G и -G. Положительное решение об обнаружении принимается в случае выполнения хотя бы одного из условий:8. The decision to detect a signal is made according to the results of the assessment when at least one of the parameters in absolute value exceeds the value of the threshold noise level. As the parameters of the digitized signal, its maximum negative D11 = min (z0 i ) and positive D12 = max (z0 i ) values are selected. To decide whether to detect a signal, the values of D11 = min (z0 i ) and D12 = max (z0 i ) are compared with the values of G and -G. A positive decision on detection is made if at least one of the following conditions is met:

Figure 00000003
Figure 00000003

Операции выбора максимального отрицательного и положительного значений можно реализовать путем сравнения значений z0i между собой. В качестве примера на фиг.5 показаны параметры сигнала z0i.The operations of selecting the maximum negative and positive values can be realized by comparing the values of z0 i with each other. As an example, figure 5 shows the parameters of the signal z0 i .

В том случае, когда номера фрагментов, отсчеты которых инвертируют при формировании суммарной выборки, определяют не по предварительно заданному ВЦП, на основе которой формируют фрагменты при передаче сигналов, значения отсчетов суммарной выборки z0i не будут накапливаться. И более того, их суммарная величина может вообще быть равной нулю. В качестве примера на фиг.6 показан принцип формирования суммарной выборки, когда инверсия второго и четвертого фрагментов не осуществлялась. В результате суммарная выборка содержит только нулевые значения.In the case when the numbers of the fragments whose readings are inverted during the formation of the total sample are determined not according to the pre-determined DCP, on the basis of which the fragments are generated during the transmission of signals, the values of the samples of the total sample z0 i will not be accumulated. And moreover, their total value may generally be equal to zero. As an example, figure 6 shows the principle of forming the total sample when the inversion of the second and fourth fragments was not carried out. As a result, the total sample contains only zero values.

Длина ВЦП составляет 4-100 и выбирается из условия обеспечения требуемого отношения сигнал/шум (ОСШ) на входе приемника. Чем большее число фрагментов, содержащих КОСН, суммируется в суммарной выборке z0i, тем большее значение ОСШ на входе приемника обеспечивается.The length of the IDC is 4-100 and is selected from the conditions for ensuring the required signal-to-noise ratio (SNR) at the receiver input. The larger the number of fragments containing COSN is summed in the total sample z0 i , the greater the SNR value at the receiver input is provided.

Один ВЦП определяет значение одного бита логического нуля или единицы. Чем выше число отличий ВЦП, определяющих бит логического нуля или единицы, тем выше вероятность их правильного различия на входе приемника.One WCP determines the value of one bit of a logical zero or one. The higher the number of differences in the IDC defining a bit of logical zero or one, the higher the likelihood of their correct differences at the input of the receiver.

Проведенный эксперимент подтвердил правомерность выбора порогового значения уровня шума, рассчитываемого согласно формуле (1). Эксперимент проводился в соответствии с требованиями получения статистических оценок [Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике. Пер. с англ. - М.: Наука, 1977. стр.638-643].The experiment confirmed the legitimacy of the choice of the threshold value of the noise level calculated according to the formula (1). The experiment was carried out in accordance with the requirements for obtaining statistical estimates [G. Korn, T. Korn. Math reference. Per. from English - M .: Nauka, 1977. p. 638-643].

Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков обеспечивается обнаружение КОСН в аддитивных шумах высокой интенсивности, за счет возрастания по абсолютной величине амплитудных значений суммарной выборки, формируемой в результате суммирования фрагментов, что и указывает на расширение области применения заявленного способа и может быть применено в СШП короткоимпульсных системах связи, использующих бифазную манипуляцию.Thus, thanks to a new set of essential features, it is possible to detect CWS in high-intensity additive noises due to an increase in the absolute value of the amplitude values of the total sample formed as a result of summing the fragments, which indicates the expansion of the scope of the claimed method and can be used in short-pulse UWB communication systems using biphasic manipulation.

Claims (3)

1. Способ обнаружения сигналов без несущей, заключающийся в том, что принимают аналоговый сигнал, оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, оценивают и по результатам оценки принимают решение о факте обнаружения сигнала, отличающийся тем, что оцифрованный сигнал делят на фрагменты, соответствующие числу элементов предварительно заданного вектора цифровой последовательности (ВЦП), инвертируют отсчеты фрагментов, номера которых определяют по предварительно заданному ВЦП, состоящего из N нулевых и единичных значений, причем значениям ВЦП, равным нулю, соответствуют фрагменты, значения отсчетов которых при инверсии полностью совпадают со значениями отсчетов фрагментов, соответствующих значениям ВЦП, равным единице, после чего формируют суммарную выборку, для чего суммируют отсчеты всех фрагментов таким образом, что в начале складывают первые отсчеты всех фрагментов, потом вторые и в конце - последние, затем рассчитывают значение порогового уровня шума, в качестве которого выбирают величину, равную удвоенному значению среднеквадратического отклонения отсчетов суммарной выборки для положительных и отрицательных значений отсчетов, а оценивают параметры сигнала путем их сравнения со значением порогового уровня шума, причем в качестве параметров сигнала выбирают максимальные отрицательное и положительное значения суммарной выборки, а решение об обнаружении сигнала принимают по результатам оценки, когда хотя бы один из параметров по абсолютному значению превысит значение порогового уровня шума.1. A method of detecting signals without a carrier, which consists in receiving an analog signal, digitizing it, for which the operations of sampling, quantization and coding are sequentially performed, evaluated and, based on the evaluation results, decide on the fact of signal detection, characterized in that the digitized signal is divided the fragments corresponding to the number of elements of a predefined vector of a digital sequence (VCP) invert the samples of fragments whose numbers are determined by a predefined VCP, consisting of N zero and unit values, moreover, the values of the IDC equal to zero correspond to fragments whose sample values during inversion completely coincide with the values of the samples of the fragments corresponding to the values of the IDC equal to one, after which they form a total sample, for which the samples of all the fragments are summed up so that at the beginning they add up the first samples of all fragments, then the second and at the end - the last, then calculate the value of the threshold noise level, for which a value equal to twice the value of the standard deviation of the samples of the total sample for positive and negative values of the samples, and evaluate the signal parameters by comparing them with the threshold noise level, and the maximum negative and positive values of the total sample are selected as signal parameters, and the decision to detect the signal is made according to the evaluation results, when at least one of the parameters in absolute value exceeds the value of the threshold noise level. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что длительность фрагментов при формировании суммарной выборки определяют равной длительности фрагментов, которую выбирают при передаче сигналов.2. The method according to claim 1, characterized in that the duration of the fragments during the formation of the total sample is determined equal to the duration of the fragments, which is selected when transmitting signals. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что длина ВЦП составляет 4-100 значений нулей и единиц, расположенных друг за другом любым образом, и один ВЦП определяет значение одного бита логического нуля или единицы, причем ВЦП, определяющий логический нуль, отличается хотя бы на одно значение в порядке следования нулей и единиц от ВЦП, определяющего логическую единицу. 3. The method according to claim 1, characterized in that the length of the VCP is 4-100 values of zeros and ones located one after another in any way, and one VTS determines the value of one bit of a logical zero or one, and the VTS that determines the logical zero is different at least one value in the order of zeros and ones from the VTSP, which determines the logical unit.
RU2012133597/07A 2012-08-06 2012-08-06 Method of detecting signals without carriers RU2504088C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133597/07A RU2504088C1 (en) 2012-08-06 2012-08-06 Method of detecting signals without carriers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133597/07A RU2504088C1 (en) 2012-08-06 2012-08-06 Method of detecting signals without carriers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2504088C1 true RU2504088C1 (en) 2014-01-10

Family

ID=49884819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012133597/07A RU2504088C1 (en) 2012-08-06 2012-08-06 Method of detecting signals without carriers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2504088C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110150C1 (en) * 1997-01-23 1998-04-27 Военная академия связи Signal detector
US20050271120A1 (en) * 2004-06-02 2005-12-08 Lockheed Martin Corporation Detector for time-hopped impulse radio
RU2334361C2 (en) * 2006-05-15 2008-09-20 Виктор Васильевич Бондаренко Coupler with increased noise protection and high speed information transmission
WO2009075448A1 (en) * 2007-12-10 2009-06-18 Electronics And Telecommunication Research Institute Receiving apparatus and receiving method of impulse-radio uwb wireless system
RU2382495C1 (en) * 2009-02-17 2010-02-20 Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного Method for automatic detection of narrow-band signals
US7974329B2 (en) * 2006-10-26 2011-07-05 Qualcomm, Incorporated Method and apparatus for timing estimation in a wireless communications system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110150C1 (en) * 1997-01-23 1998-04-27 Военная академия связи Signal detector
US20050271120A1 (en) * 2004-06-02 2005-12-08 Lockheed Martin Corporation Detector for time-hopped impulse radio
RU2334361C2 (en) * 2006-05-15 2008-09-20 Виктор Васильевич Бондаренко Coupler with increased noise protection and high speed information transmission
US7974329B2 (en) * 2006-10-26 2011-07-05 Qualcomm, Incorporated Method and apparatus for timing estimation in a wireless communications system
WO2009075448A1 (en) * 2007-12-10 2009-06-18 Electronics And Telecommunication Research Institute Receiving apparatus and receiving method of impulse-radio uwb wireless system
RU2382495C1 (en) * 2009-02-17 2010-02-20 Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного Method for automatic detection of narrow-band signals

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИММОРЕЕВ И.Я. и др. Сверхширокополосная помехоустойчивая система скрытой связи с высокой скоростью передачи данных // Сб. докладов "Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике". Всероссийская научная конференция. Муром, 1-3 июля 2003, с.435-438. *
РАДЗИЕВСКИЙ В.Г. и др. Обработка сверхширокополосных сигналов и помех. - М.: Радиотехника, 2009, с.256-261. *
РАДЗИЕВСКИЙ В.Г. и др. Обработка сверхширокополосных сигналов и помех. - М.: Радиотехника, 2009, с.256-261. ИММОРЕЕВ И.Я. и др. Сверхширокополосная помехоустойчивая система скрытой связи с высокой скоростью передачи данных // Сб. докладов "Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике". Всероссийская научная конференция. Муром, 1-3 июля 2003, с.435-438. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111918214B (en) Device for determining a distance based on a transmission signal
JP2002521677A (en) Multi-channel digital receiver for global positioning system
KR20130104289A (en) Apparatus and method for estimating offset value, receiving apparatus, and method for processing signal in the same
WO2011150269A1 (en) Signal characteristic-based leading edge detection
RU2382495C1 (en) Method for automatic detection of narrow-band signals
RU2419968C2 (en) Method of automatic detection of narrow-band signals
US7995676B2 (en) Interpolation processing for enhanced signal acquisition
RU2504088C1 (en) Method of detecting signals without carriers
RU2480901C1 (en) Method for automatic detection of signals
Elango et al. Weak signal acquisition enhancement in software GPS receivers–Pre-filtering combined post-correlation detection approach
Huang et al. Resolution doubled co-prime spectral analyzers for removing spurious peaks
US20050228659A1 (en) Stealth communication method
Nguyen A low complexity parameter estimation technique for LFMCW signals
RU2634382C2 (en) Digital detector of phase-animated signals
RU183781U1 (en) DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION DETERMINATION BY THE INFORMATION PHASOMANIPULATED SIGNAL BY APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION
RU2479920C2 (en) Method for automatic detection of narrow-band signals
US8532207B2 (en) Methods and systems for distinguishing a signal of interest from interference signals
RU2631941C2 (en) Method of simulated echo detection in radio channels
JP2009522970A (en) Method for detecting symbols and associated receiver
RU2485692C1 (en) Method to detect signals without carrier
RU2484581C1 (en) Method of detecting signals without carriers
RU2687884C1 (en) Method for determining doppler frequency shift based on an information phase-manipulated signal based on analysis of deviation of phase difference 2 of order
US8275073B2 (en) Methods and systems to discriminate between PSK and FSK signals
RU2504798C1 (en) Method for spectral processing of auxiliary signals
RU2473169C1 (en) Method for automatic signal detection

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20150219

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150807