SU1131030A1 - Pulse noise protection device - Google Patents

Abstract

yCTPOfJCTBO ЗАЩИТЫ ОТ ИМ ПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ, содержащее ограничитель с управл емым уровнем ограничений , вход и выход которого  вл ютс  входом и выходом устройства соответственно, и формирователь уровн  ограничени , выход которого соединен с управл ющим входом ограничител  с управл емым уровнем ограничени , отличающеес  тем что, с целью повышени  помехозащищенности при приеме дискретных сообщений по каналу с переменными параметрами, в него введен блок измерени  импульсной реакции канала, вход которого соединен с входом устройства , а выход - с входом формировател  уровн  ограничени , а формирователь уровн  ограничени  функциональный , выход которого  вл етс  выходом формировател  уровн  ограничени , и блок пам ти импульсной реакции канала, вход которо« § го  вл етс  входом формировател  уровн  ограничени , а каждый из К выходов соединен с соответствующим входом функционального сумматора.yCTPOfJCTBO PROTECTION AGAINST THEIR PULSE INTERFERENCE, containing a limiter with a controllable level of restrictions, the input and output of which are the input and output of the device, respectively, and a shaper of the level restriction, the output of which is connected to the control input of the limiter with a controllable level of restriction, characterized in that in order to improve noise immunity when receiving discrete messages over a channel with variable parameters, a measurement unit for the impulse response of the channel, the input of which is connected to the input of the device, and the output - with the input of the limiting level shaper, and the limiting shaper is functional, the output of which is the output of the limiting shaper, and the memory block of the impulse response of the channel, whose input is the input of the limiting shaper, and each of the K outputs is connected to the corresponding the input of the functional adder.

Description

оэ со Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в системах передачи дискретной инфор мации по каналам св зи с рассе нием энергии принимаемых сигналов по времени и по частоте. Известно устройство защиты от импульсных помех, содержащее ограничитель уровн  входного сигнала и фор мирователь порогового напр жени С1 3Однако это устройство обладает низкой помехозащищенностью, так как дл  ограничени  импульсных помех используетс  фиксированный уровень ограничени . Поэтому устройство ограни чивает вс кий сигнал мгновенное значение которого превышает некоторую фиксированнзпо величину (пороговое напр жение), и в то же врем  пропускает без изменени  вс кий сигнал, мгновенное значение которого (в том числе и импульсна  помеха) ниже порогового уровн . Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  устт ройство защиты от импульсных помех, содержащее ограничитель с управл емым уровнем ограничени , вход и выход которого  вл ютс  входом и вых дом устройства соответственно, и фор мирователь уровн  ограничени , выход которого соединен с управл ющим входом ограничител  с управл емым уровнем ограничени . Вход формировател  уровн  ограничени  соединен с входом устройства 2 ).. Однако известное устройство имеет недостаточную помехозащищенность и мало пригодно дл  систем передачи дискретной информации по каналам с переменными параметрами и рассе нием энергии во времени и по частоте, т.е.дл  каналов с межсимвольной интерференцией , так как известное устройство формирует пороговое напр жение на основании интегральных свойств сигнала, а именно вьщел   среднее значение энергии сигнала, прошедшего канал св зи. Цельп изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности при приеме дискретных сообщений по каналу с пер менными параметрами. Поставленна  цель достигаетс  тё что в- устройство защиты от импульсных помех, содержащее ограничитель с управл емым уровнем ограничени , вход и выход которого  вл ютс  входо И выходом устройства соответственно. и формирователь уровн  ограничени , выход которого соединен с управл ющим входом ограничител  с управл емым уровнем ограничени , введен блок измерени  импульсной реакции канала, вход которого соединен с входом устройства, а выход - с входом формировател  уровн  ограничени , а формирователь уровн  ограничени  содержит функциональный сумматор, выход которого  вл етс  выходом формировател  уровн  ограничени , .и блок пам ти импульсной реакции канала, вход которого  вл етс  входом формировател  уровн  ограничени , а каждый, из f выходов соединен с соответствующим входом функционального сумматора . На фиг.1 представлена структурна  электрическа  схема устройства защиты от импульсных помех; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие работу предложенного устройства-, на фиг.З - примерный вид входного сигнала . Устройство защиты от импульсных помех содержит блок 1 преобразовани  входного сигнала, ограничитель 2 с управл емым уровнем ограничени , функциональный сумматор 3, блок 4 пам ти импульсной реакции канала, формирователь 5 уровн  ограничени ,блок 6 измерени  импульсной реакции канала. Устройство защиты от импульсных помех работает следующим образом. Пусть передаетс  последовательность посылок «V-l- (фиг.26), Проход  канал св зи с рассе нием энергии во времени, от каждого импульса о, на выходе Канала по вл етс  реакци  (t) (фиг.2а). Будем рассматривать сигналы, квантованные по времени через отрезки длительностью Т - тактовьй интервал, в течение которого передаетс  сигнал й . Тогда импульсную реакцию канала можно представить в виде ), где е 0,1,. ..,М-1, а М Т,(/Т - пам тью канала. На фиг.2 пам ть канала . Реакции каналу на каждьй символ последовательности , i-;y-ti.-- с«.|-1л.«1|-(м-1)...й)-,,,aui складываютс , так как перекрываютс  во времени (фиг.2в). Например, дл  на каждом тактовом интервале складываютс  реакции четырех посылок , а именно дл  интервала Т, (фиг.2в) входной сигнал можно запи сать -J« i-2 J i- 2 i4;i В общем виде 5,«,-еЧ;е.1 Очевидно, чтона каждом тактовом интервале Т.величина суммарного сигнала 6-зависит от значений вектора (n-/y«i-e- i-i«°ii 1 где; dj.p К-О, а е 0,1.,.,М-1, , а также от формы реакции канала g-( т.е. от вектора. l5e iJ l -ii 2- e+-t- MИными словами, 5 зависит от знаков предшествующих и переданном . на данном интервале Т. символов и реакции канала. Вли ние предшест вующих символов ограничено пам тью канала М, т.е. крайний слева (фиг вли ющий на Т символ будет символ i ii-(M-i; . Из (1)  сно, что макси мальное значение сигнала на такте Т независимо от знака 5,т.е. тах на интервале Т. .,1 учитыва , что И;-е1 1 получае (2) Вс ка  величина входного сигнал ( + т«к|5;| - импульснай п ха на интервале Т., z - отсчеты входного низкочастотного сигнала н интервале Т, вырабатываемые блоко ( 1) будет помехой, котора  должна ограничиватьс  в ограничителе 2. Ясно, что работа устройства св дитс  к вычислению величины (2) - .i 1 и управлению этой величиной порогом ограничител  1 по управл ющему входу. Величина V вычисл етс  в функциональном сумматоре 3, отсчеты импульсной реакции канала (j-f хран тс  в блоке 4 и поступают на входы функционального сумматора 3 соответствующих выходов блока 4. Ограничитель 2 ограничивает по уровню tUf,op выходной сигнал с блока 1. На фиг.2а представлена реакци  канала (1 только с положительными значени ми р, это сделано дл  удобства рассмотрени , но в общем случае реакци  канала может быть и знакопеременной (например, фиг.2г) поэтому в (2) в общем случае необходимо брать /4Je+i/. В блоке 4 хранитс  импульсна  реакци , котора  записываетс  туда из блоков 6. При этом структура сигнала может быть специальной дл  случа  вьщелени  импульсной реакции (например, на фиг.З). Периодически в канале св зи передаетс  испытательный импульс известного знака (-И), а слева и справа от него защитные интервалы дл  измерени  и запоминани  импульсной реакции канала. Такие испытательные импульсы передаютс  периог дически, чтобы успевать изучать с свойства канала. Блоком 6 из смеси (фиг.З) информационных посыпок и испытательного импульса вьщел етс  импульсна  реакци  и записываетс  в блок 4. Процесс вьщелени  и излучени  (измере ни ) импульсной реакции канала дл  предлагаемого устройства не существенен и поэтому здесь не рассматриваетс . Таким образом, преимущество предлагаемого устройства заключаетс  в возможности адаптивного определени  порога ограничени  помех, не пользу сь априорными сведени ми о характере канала, а вычисл   уровень порога ограничени  на основании структурных свойств передаваемой информации и реакции канала на одиночную посылку.The invention relates to radio engineering and can be used in discrete information transmission systems via communication channels with the energy dissipation of received signals by time and frequency. A device for protection against impulse noise, containing an input signal level limiter and a threshold voltage generator C1 3, is known. However, this device has low noise immunity, since a fixed level of restriction is used to limit impulse noise. Therefore, the device limits the instantaneous signal whose instantaneous value exceeds a certain fixed value (threshold voltage), and at the same time passes without a continuous signal, the instantaneous value of which (including impulse noise) is below the threshold level. The closest in technical essence to the proposed is a device for protection against impulse noise, containing a limiter with a controlled limitation level, the input and output of which are the input and output devices of the device, respectively, and a limiting level driver, the output of which is connected to the control input limiter with a controllable level of restriction. The input of the constraint level generator is connected to the input of the device 2). However, the known device has insufficient noise immunity and is not suitable for systems for transmitting discrete information through channels with variable parameters and energy dissipation in time and frequency, i.e. channels with intersymbol interference , since the known device forms a threshold voltage based on the integral properties of the signal, namely, the mean value of the energy of the signal passing through the communication channel. The purpose of the invention is to improve the noise immunity when receiving discrete messages on a channel with variable parameters. This goal is achieved by a B-impulse noise protection device containing a limiter with a controlled limiting level, the input and output of which are input I and output of the device, respectively. and a restriction level generator, the output of which is connected to the control input of the limiter with a controllable restriction level, a measurement unit for the impulse response of the channel is input, the input of which is connected to the device input, and the output is connected to the input of the restriction level generator, and the restriction conditioner contains a functional adder, the output of which is the output of the limiting level generator, and the memory unit of the impulse response of the channel, the input of which is the input of the limitation level generator, and each of the f output in connected to the corresponding input of the functional adder. Figure 1 shows the structural electrical circuit of the impulse noise protection device; 2 shows diagrams explaining the operation of the proposed device; FIG. 3 shows an exemplary view of the input signal. The impulse noise protection device comprises an input signal conversion unit 1, a limiter 2 with a controllable limit level, a functional adder 3, a channel response memory 4 unit, a limiter level generator 5, a channel impulse response measurement unit 6. The protection device from impulse noise works as follows. Let the sequence of "V-l-" packets (Fig. 26) be transmitted, the passage of the communication channel with energy dissipation in time, from each pulse o, the output of the channel is the response (t) (fig. 2a). We will consider signals that are time-quantized through segments of length T — the clock interval during which the signal d is transmitted. Then the channel impulse response can be represented as), where e is 0.1 ,. .., M-1, and M T, (/ T is the channel memory. In Fig. 2, the channel memory. Reactions to the channel for each symbol of the sequence, i-; y-ti .-- with ". | -1l. "1 | - (m-1) ... th) - ,,, aui add up as they overlap in time (Figure 2b). For example, for each clock interval, four responses are added, namely for interval T, (figv) the input signal can be written -J "i-2 J i - 2 i4; i In general, 5,", - eH ; е.1 It is obvious that for each clock interval T. the magnitude of the total signal is 6-dependent on the values of the vector (n- / y "ie-ii" ° ii 1 where; dj.p К-О, а е 0,1., ., M-1, as well as on the reaction form of the g- channel (i.e., on the vector. L5e iJ l -ii 2- e + -t- MIn other words, 5 depends on the preceding and transmitted signs. In this interval T. symbols and channel responses. The effect of the preceding symbols is limited to memory. From the left of the M channel, i.e., the leftmost one (the FIG symbol affecting T will be the symbol i ii- (Mi;. From (1) it is clear that the maximum value of the signal on the beat T is independent of the sign 5, i.e. on the interval T., 1, taking into account that AND; -E1 1 get (2) All the input signal (+ t "k | 5; | - pulse n on the interval T., z - samples of the input low-frequency signal and interval The T generated by the block (1) will be an obstacle that should be limited in limiter 2. It is clear that the operation of the device is associated with calculating the value (2) - .i 1 and controlling this value with the limiter threshold. 1 at the control input. The value of V is calculated in the functional adder 3, the impulse response of the channel is measured (jf is stored in block 4 and is fed to the inputs of the functional adder 3 of the corresponding outputs of block 4. Limiter 2 limits the output signal from block 1 by the level tUf, op. 2a the channel response is presented (1 only with positive values of p, this is done for convenience of consideration, but in the general case the channel response can be alternating (for example, Fig. 2d) therefore in (2) in general it is necessary to take In block 4 a pulse response is stored, to the torus is recorded there from blocks 6. In this case, the signal structure may be special for the case of a pulsed reaction (for example, in FIG. 3). intervals for measuring and storing the impulse response of the channel. Such test pulses are transmitted periodically in order to have time to study the properties of the channel. Block 6 of the mixture (fig. 3) of the information assaying and the test impulse makes a pulse response and recording Block 4. The process of allocating and emitting (measuring) the impulse response of the channel to the proposed device is not essential and is therefore not considered here. Thus, the advantage of the proposed device is the ability to adaptively determine the threshold for limiting interference, not using a priori information about the nature of the channel, but calculating the limit threshold based on the structural properties of the transmitted information and the channel response to a single message.

Входentrance

BbiJtodBibitod

I V / 1 1 I I V / 1 1 I

/V/ V

Фиг.11

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ, содержащее ограничитель с управляемым уровнем ограничения, вход и выход которого являются входом и выходом устройства соответственно, и формирователь уровня ограничения, выход которого сое- динен с управляющим входом ограничителя с управляемым уровнем ограничения, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности при приеме дискретных сообщений по каналу с переменными параметрами, в него введен блок измерения импульсной реакции канала, вход которого соединен с входом устройства^ выход - с входом формирователя уровня ограничения, а формирователь уровня ограничения содержит функциональный сумматор, выход которого является Выходом формирователя уровня ограничения, и блок памяти импульсной реакции канала, вход которо- § го является входом формирователя уровня ограничения, а каждый из К выходов соединен с соответствующим входом функционального сумматора.DEVICE FOR PROTECTION AGAINST PULSE INTERFERENCE, containing a limiter with a controlled level of restriction, the input and output of which are the input and output of the device, respectively, and a shaper of a level of restriction, the output of which is connected to the control input of the limiter with a controlled level of restriction, characterized in that, for the purpose of increasing noise immunity when receiving discrete messages on a channel with variable parameters, a block for measuring the pulse response of the channel is introduced into it, the input of which is connected to the device input ^ output - with the input of the limiter level generator, and the limiter level generator contains a functional adder, the output of which is the output of the limiter level generator, and a channel response memory block, the input of which is the input of the limiter level generator, and each of the K outputs is connected to the corresponding functional input adder.