Спосіб перетворення простору сигналів

Реферат: UA 98995 U UA 98995 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до галузі обробки сигналів, зокрема, до способів обробки сигналів на фоні завад, а саме, до способів перетворення лінійного простору сигналів в простір сигналів із властивостями алгебраїчної решітки. Відомий спосіб приглушення завад, що реалізується за допомогою пристрою приглушення завад, при якому формують пару функцій корисного сигналу і завади за допомогою основного і додаткового каналів, здійснюють перетворення простору сигналів за рахунок лінійних перетворень сигналів, що обробляються /1/. Недоліком відомого способу приглушення завад є те, що він здійснює перетворення сигналів лінійного простору сигналів в сигнали також лінійного простору сигналів з тими ж властивостями, що не дозволяє одержати істотно більш високих показників ефективності обробки сигналів, ніж це дозволяє вихідний простір сигналів. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним за прототип, є спосіб перетворення простору сигналів, що реалізується за допомогою пристрою перетворення простору сигналів, при якому формують пару функцій корисного сигналу і завади за допомогою основного і додаткового каналів, обчислюють нелінійну функцію пари функцій корисного сигналу і завади за допомогою блока формування нелінійної функції, формують сигнали, рівні значенням верхньої і нижньої граней корисного сигналу і завади за допомогою блока формування верхньої грані та блока формування нижньої грані відповідно, а перетворення простору сигналів здійснюють за рахунок нелінійних перетворень, а саме за рахунок формування сигналів у вигляді верхньої і нижньої граней корисного сигналу і завади /2/. Недоліком відомого способу перетворення простору сигналів є те, що для своєї реалізації він додатково потребує формування затриманих пари функцій корисного сигналу і завади, а також обчислення коефіцієнтів для визначення нелінійної функції пари функцій корисного сигналу і завади, що призводить до ускладнення алгоритму перетворення простору сигналів і, як наслідок, до ускладнення пристрою перетворення простору сигналів, за допомогою якого реалізується цей спосіб. В основу корисної моделі поставлено задачу шляхом зміни алгоритму формування і обробки пари функцій корисного сигналу і завади та внесення відповідних змін у конструкцію пристрою, за допомогою якого реалізується зазначений спосіб, а саме, зміни виду пари функцій корисного сигналу та завади, а також зміни виду нелінійної функції пари функцій корисного сигналу та завади забезпечити спрощення алгоритму перетворення простору сигналів та, як наслідок, спрощення конструкції пристрою, за допомогою якого реалізується цей спосіб, із збереженням при цьому необхідного рівня ефективності вирішення основних завдань обробки сигналів, що дозволяє усунути недоліки прототипу. Суть корисної моделі в способі перетворення простору сигналів, при якому формують пару функцій корисного сигналу і завади за допомогою основного і додаткового каналів, обчислюють нелінійну функцію пари функцій корисного сигналу і завади за допомогою блока формування нелінійної функції, формують сигнали, рівні значенням верхньої і нижньої граней корисного сигналу і завади за допомогою блока формування верхньої грані та блока формування нижньої грані відповідно, а перетворення простору сигналів здійснюють за рахунок нелінійних перетворень, а саме, за рахунок формування сигналів у вигляді верхньої і нижньої граней корисного сигналу і завади, полягає в тому, що як пару функцій корисного сигналу і завади формують суму корисного сигналу і завади та добуток корисного сигналу і завади, а як нелінійну функцію пари функцій корисного сигналу і завади обчислюють квадратний корінь різниці квадрата суми корисного сигналу і завади та чотирьох добутків корисного сигналу і завади. Порівняльний аналіз способу перетворення простору сигналів, що заявляється, із прототипом дозволяє зробити висновок, що зазначений спосіб відрізняється тим, що як пару функцій корисного сигналу і завади формують суму корисного сигналу і завади та добуток корисного сигналу і завади, а як нелінійну функцію пари функцій корисного сигналу і завади обчислюють квадратний корінь різниці квадрата суми корисного сигналу і завади та чотирьох добутків корисного сигналу і завади. Відомо, що результат взаємодії x t , ~ t сигналу s t і завади n t в просторі сигналів із x     властивостями алгебраїчної решітки L(,) з операціями верхньої і нижньої граней, здійснюється відповідно до співвідношень /3/: 55  xt   st  nt   st  nt   st  nt / 2 ; (1a) ~t   st  nt   st  nt   st  nt / 2 , (1б)  x де  ,  - операції верхньої і нижньої граней решітки L(,) відповідно: s t  n t  sup L s t ,n t , s t  n t  inf L s t ,n t .                 1 UA 98995 U Тотожності (1a, б) визначають перетворення лінійного простору сигналів LS(+) у простір сигналів із властивостями алгебраїчної решітки L(,): T: LS(+)→L(,). Для формування результатів взаємодії корисного сигналу s t і завади n t у просторі   5 сигналів із властивостями алгебраїчної решітки L(,), як випливає з співвідношень (1а, б), необхідно мати дві функції a t , b t від корисного сигналу s t і завади n t , які, відповідно до     способу, що пропонується, формуються у вигляді добутку та суми корисного сигналу nt  відповідно: at   st  nt  ; (2a) bt   st  nt  . (2б) st  і завади 10 Відомо, що модуль st  nt  різниці st   nt  із рівнянь (1а), (1б) визначається виразом: ct   st   nt   b 2 t   4at  , (3)   де a t , b t - пара функцій корисного сигналу суми відповідно. Підставляючи значення суми 15 st  і завади nt  у вигляді їх добутку та st   nt  та модулю st  nt  різниці st   nt  із рівняння (3) у тотожності (1а, б), отримаємо співвідношення, що визначають функцію перетворення T : a t ,b t  x t , ~ t ; сигналів a t , b t лінійного простору LS(+) у сигнали x t , ~ t x x         простору сигналів із властивостями алгебраїчної решітки L(,): xt   st  nt   bt   c t / 2; T  ~ xt   st   nt   bt   c t / 2, 20 де (4а) (4) (4б) xt   st   nt  , ~t   st   nt  - результати взаємодії корисного сигналу st  і завади x nt  у вигляді верхньої і нижньої граней простору сигналів із властивостями алгебраїчної решітки LS(+) відповідно; at  , bt  - пара функцій корисного сигналу st  і завади nt  , які визначаються співвідношеннями (2а), (2б) відповідно; ct   b 2 t   4at  - нелінійна функція пари функцій корисного сигналу st  і завади nt . 25 30 Суть корисної моделі пояснюється за допомогою креслень, де на фіг. 1 представлена послідовність операцій, що пояснює суть способу перетворення простору сигналів, який заявляється; на фіг. 2 представлена структурна схема пристрою перетворення простору сигналів, за допомогою якого реалізується даний спосіб. Суть способу перетворення простору сигналів, який заявляється, пояснюється за допомогою послідовності операцій, наведених на фіг. 1, наступним чином. Згідно із рівняннями (2а), (2б), формують пару функцій корисного сигналу s t і завади n t у вигляді їх добутку at  та суми bt  відповідно: at   st  nt  , (5a) bt   st   nt  . (5б) 35 У відповідності до співвідношення (3), обчислюють нелінійну функцію   c t  пари функцій at  , bt  корисного сигналу st  і завади nt  у вигляді квадратного кореня різниці квадрата суми b 2 t  корисного сигналу і завади та чотирьох добутків 4at  корисного сигналу і завади: ct   st   nt   b 2 t   4at  . (6) 40 Формують сигнали, рівні значенням верхньої і нижньої граней корисного сигналу і завади. Це здійснюють наступним чином. Відповідно до формули (4а), формують сигнал x t , що  дорівнює значенню верхньої st  nt  грані корисного сигналу st  і завади nt  в просторі сигналів із властивостями алгебраїчної решітки L(,): 2 UA 98995 U xt   bt   c t / 2  st  nt  , (7a) де ct   st   nt   b 2 t   4at  . Відповідно до формули (4б), формують сигнал ~t  , що дорівнює значенню нижньої x st   nt  грані корисного сигналу st  і завади nt  в просторі сигналів із властивостями 5 алгебраїчної решітки L(,): ~t   bt   c t  / 2  st   nt , (7б) x де ct   st   nt   b 2 t   4at  . Таким чином, перетворення простору сигналів здійснюють за рахунок нелінійних перетворень, а саме, за рахунок формування сигналів у вигляді верхньої s t  n t і нижньої 10 15 st   nt  граней корисного сигналу st  і завади nt . Спосіб перетворення простору сигналів, який заявляється, реалізується за допомогою пристрою перетворення простору сигналів, що конструктивно містить (див. фіг. 2): основний канал - 1; додатковий канал - 2; блок перетворення - 3; блок формування нелінійної функції - 4; блок формування верхньої грані - 5; блок формування нижньої грані - 6. Сукупність структурних елементів і зв'язків між ними пристрою перетворення простору сигналів дозволяє реалізувати послідовність дій даного способу. Реалізація способу за допомогою вищезазначеного пристрою здійснюється таким чином (див. фіг. 2). Формують пару функцій a t , b t корисного сигналу s t і завади n t за допомогою основного 1 і додаткового 2 каналів відповідно, при цьому як пару функцій корисного сигналу і завади формують суму b t (5б) корисного сигналу s t і завади n t та добуток a t (5a)  20            корисного сигналу s t і завади n t . За допомогою блока формування нелінійної функції 4, у відповідності до співвідношення (6), обчислюють нелінійну функцію c t пари функцій корисного сигналу і завади, при цьому в як  c t  пари функцій at  , bt  корисного сигналу і завади обчислюють квадратний корінь різниці квадрата суми b 2 t  корисного сигналу і завади та чотирьох добутків 4at  корисного сигналу і завади. На двох виходах блока перетворення 3 формують сигнали x t  , ~t  , рівні значенням x верхньої st   nt  і нижньої st   nt  граней корисного сигналу st  і завади nt  за 25 нелінійну функцію 30 допомогою блока формування верхньої грані 5 та блока формування нижньої грані 6 відповідно, а перетворення простору сигналів здійснюють за рахунок нелінійних перетворень, які визначаються співвідношеннями (7а), (7б), а саме, за рахунок формування сигналів у вигляді верхньої і нижньої граней корисного сигналу і завади. Підвищення ефективності способу перетворення простору сигналів, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається шляхом зміни алгоритму формування і обробки пари функцій корисного сигналу і завади та внесення відповідних змін у конструкцію пристрою, за допомогою якого реалізується зазначений спосіб, таким чином забезпечується спрощення алгоритму перетворення простору сигналів та, як наслідок, спрощення конструкції пристрою, за допомогою якого реалізується цей спосіб, із збереженням при цьому необхідного рівня ефективності вирішення основних завдань обробки сигналів. Джерела інформації: 1. Беляев Б.Г., Соколова Э.М. Способ подавления помех в области боковых лепестков антенны радиолокатора и устройство для его реализации // А. с. СССР № 1840239, МПК G01S 7/36, 1990, - С. 3, фіг. 4. - аналог. 2. Попов А.О. Спосіб перетворення простору сигналів // Патент України на корисну модель № 60051, МПК Н04В 15/00, 2011, - С. 9, фіг. 1. - прототип. 3. Биркгоф Г. Теория решеток. М.: Наука, - 1984. 35 40 45 3 UA 98995 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб перетворення простору сигналів, при якому формують пару функцій корисного сигналу і завади за допомогою основного і додаткового каналів, обчислюють нелінійну функцію пари функцій корисного сигналу і завади за допомогою блока формування нелінійної функції, формують сигнали, рівні значенням верхньої і нижньої граней корисного сигналу і завади за допомогою блока формування верхньої грані та блока формування нижньої грані відповідно, а перетворення простору сигналів здійснюють за рахунок нелінійних перетворень, а саме за рахунок формування сигналів у вигляді верхньої і нижньої граней корисного сигналу і завади, який відрізняється тим, що як пару функцій корисного сигналу і завади формують суму корисного сигналу і завади та добуток корисного сигналу і завади, а як нелінійну функцію пари функцій корисного сигналу і завади обчислюють квадратний корінь різниці квадрата суми корисного сигналу і завади та чотирьох добутків корисного сигналу і завади. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4