FR2748876A1 - Communication system synchronisation method for high speed frequency hopping systems - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de synchronisation dans un système
de eemmlnication en évasion de fréquence à vitesse élevée
et poste émetteur-récepteur destiné â sa mise en oeuvre
L'invention se rapporte aux radiocommunications dites" en évasion de fréquence" à vitesse élevée, c'est-à-dire sur des fréquences variant par sauts. La loi de variation des sauts de fréquence est "pseudo aléatoire" mais liée à l'heure et connue des postes en liaison. Ce type de transmission nécessite une synchronisation très précise et très rapide entre l'émetteur et le récepteur.Method of synchronization in a system
high speed frequency breakout emmnication
and transceiver station for its implementation
The invention relates to so-called “frequency breakout” radiocommunications at high speed, that is to say on frequencies varying by hopping. The law of variation of frequency hopping is "pseudo-random" but linked to the time and known to the connected stations. This type of transmission requires very precise and very rapid synchronization between the transmitter and the receiver.
Dans ce genre de système de communications il existe deux méthodes de synchronisation : la synchronisation sur séquence d'appel et la synchronisation sur information de synchronisation distribuées avec le trafic. In this kind of communications system there are two methods of synchronization: synchronization on call sequence and synchronization on synchronization information distributed with traffic.
En séquence d'appel, un poste en position d'appelant émet les informations de synchronisation sur une séquence d'appel, c'est-g-dire sur une suite de paliers courts de la loi de sauts de fréquence dite de "trafic" ; un poste en position de veille est A l'écoute sur une loi de sauts de fréquence dite "de veille", c'est-8-dire sur des paliers de fréquence plus longs dits "de veille", et à des fréquences correspondant à un sous-ensemble de la suite pseudo-aléatoire des fréquences de la loi de trafic. Compte tenu de la brièveté des paliers de trafic, la synchronisation ne peut être acquise qu'après un cumul dtinfor- mations de synchronisation détectées sur les paliers de veille dans le poste appelé, c'est-à-dire à partir d'une séquence d'appel couvrant plusieurs paliers de veille. Lorsque le cumul correspond à une probabilité de détection de synchronisation jugée suffisante, le poste récepteur peut basculer sur la loi de trafic correspondante, et vérifier sur les paliers de trafic courts que la synchronisation est bien acquise. In the call sequence, a station in the calling position transmits the synchronization information on a call sequence, that is to say over a series of short stages of the so-called "traffic" frequency hopping law. ; a station in the standby position is listening on a law of frequency hopping called "standby", that is to say on longer frequency steps called "standby", and at frequencies corresponding to a subset of the pseudo-random sequence of traffic law frequencies. Given the brevity of the traffic levels, synchronization can only be acquired after an accumulation of synchronization information detected on the standby levels in the called set, that is to say from a sequence call covering several standby levels. When the accumulation corresponds to a probability of detection of synchronization deemed sufficient, the receiving station can switch to the corresponding traffic law, and check on short traffic levels that synchronization has been acquired.
Cette méthode de synchronisation sur séquence d'appel présente l'intérêt d'être rapide. En revanche elle ne permet la synchronisation qu'en début de communication ou en retournement d'alternat. This method of synchronization on call sequence has the advantage of being fast. On the other hand, it only allows synchronization at the start of communication or in half-duplex reversal.
En cours de communication, du fait par exemple d'une mauvaise qualité de la liaison, la synchronisation peut être perdue. I1 est nécessaire de pouvoir la rétablir. During a communication, due for example to poor link quality, synchronization may be lost. It is necessary to be able to restore it.
La méthode de synchronisation sur des informations de synchronisation distribuées avec le trafic est normalement destinée à récupérer une synchronisation ainsi perdue par le poste appelé durant une communication préalablement établie. Pour cela le poste appelant émet des informations de synchronisation sur des paliers de trafic périodiquement ou pseudo-aléatoirement répartis dans la séquence. La séquence est donc transmise et il y a toujours un palier de trafic occupé par des informations de synchronisation parmi les paliers de trafic successifs d'une trame. Ainsi le poste appelé, passant sur sa loi de veille en cas de perte de synchronisation, détecte, si les paliers de veille ont la même durée que la trame de trafic, les données de synchronisation d'un palier de trafic lorsque la fréquence de veille est égale à la fréquence de trafic correspondante. Cette méthode de synchronisation est généralement plus longue que la méthode précédente, car elle est directement liée à la quantité d'informations de synchronisation distribuées, normalement minimisée pour ne pas trop diminuer le débit utile. Néanmoins cette méthode permet également de se synchroniser sur une séquence d'appel à condition de garder la même répartition d'information de synchronisation en appel et en trafic. Ce faisant, la durée d'acquisition de synchronisation est la même en séquence d'appel ou en trafic. The synchronization method on synchronization information distributed with traffic is normally intended to recover a synchronization thus lost by the called station during a previously established communication. For this, the calling station transmits synchronization information on traffic levels periodically or pseudo-randomly distributed in the sequence. The sequence is therefore transmitted and there is always a traffic level occupied by synchronization information among the successive traffic levels of a frame. Thus the called station, passing on its standby law in the event of loss of synchronization, detects, if the standby stages have the same duration as the traffic frame, the synchronization data of a traffic level when the standby frequency is equal to the corresponding traffic frequency. This synchronization method is generally longer than the previous method, because it is directly linked to the quantity of synchronization information distributed, normally minimized so as not to reduce the useful throughput too much. However, this method also makes it possible to synchronize on a call sequence on condition of keeping the same distribution of synchronization information in call and in traffic. In doing so, the synchronization acquisition time is the same in call sequence or in traffic.
Pour un poste en position réception qui dispose des deux possibilités de synchronisation, ni l'opérateur ni le système ne savent a priori si l'information de synchronisation à détecter est sur une séquence d'appel ou distribuée avec le trafic. L'opérateur ou le système mettra donc en oeuvre l'une ou l'autre des deux méthodes et devra basculer sur l'autre méthode si la synchronisation n'est pas obtenue ; ceci ne s'effectue qu'au détri ment des communications utiles et en perdant du temps lors de la prise de liaison. For a station in the reception position which has the two possibilities of synchronization, neither the operator nor the system knows a priori whether the synchronization information to be detected is on a call sequence or distributed with the traffic. The operator or the system will therefore implement one or the other of the two methods and will have to switch to the other method if synchronization is not obtained; this only takes place at the expense of useful communications and by wasting time when establishing a connection.
Le problème est donc d'effectuer, une synchronisation par une procédure entièrement automatique, pour des postes en liaison par évasion de fréquence à vitesse élevée, synchronisation qui utilise toutes les informations disponibles pour optimiser le temps d'acquisition de la synchronisation. The problem is therefore to perform a synchronization by a fully automatic procedure, for stations linked by frequency evasion at high speed, synchronization which uses all the information available to optimize the time of acquisition of the synchronization.
L'invention a pour objet un procédé automatique de synchronisation effectuant le déroulement en parallèle de deux procédures de synchronisation, l'une sur séquence d'appel (A),
L'autre sur informations de synchronisation distribuées avec le trafic (B), ce procédé étant rendu possible par un traitement approprié des fausses alarmes obtenues avec la procédure la plus rapide
- la procédure A se décompose en 2 phases : une première phase dite "d'acquisition grossière" en ce sens que la contrainte sur la probabilité de fausse alarme de cette phase est relâchée, et une deuxième phase dite de "vérification". La première phase se déroule sur des paliers de veille longs correspondant à l'incertitude horaire à compenser ; la deuxième phase se déroule sur des paliers courts
- la procédure B se déroule en une seule phase, mais ne peut se dérouler que pendant la première phase de la procédure
A: elle utilise le même processus d'acquisition et travaille sur des paliers de veLUe de même durée que cette première phase de la procédure A,
et la phase de vérification de la procédure A représente une phase de surdité pour la procédure B.The subject of the invention is an automatic synchronization method carrying out the running in parallel of two synchronization procedures, one on a call sequence (A),
The other on synchronization information distributed with the traffic (B), this process being made possible by an appropriate treatment of false alarms obtained with the fastest procedure
- procedure A is broken down into 2 phases: a first phase called "coarse acquisition" in the sense that the constraint on the probability of false alarm of this phase is relaxed, and a second phase called "verification". The first phase takes place over long standby stages corresponding to the time uncertainty to be compensated; the second phase takes place over short stages
- procedure B takes place in a single phase, but can only take place during the first phase of the procedure
A: it uses the same acquisition process and works on stages of veLUe of the same duration as this first phase of procedure A,
and the verification phase of procedure A represents a deafness phase for procedure B.
Selon l'invention, un procédé de synchronisation, dans un système de communication en évasion de fréquence dans lequel un poste appelant émet une séquence d'appel constituée d'une suite de mots de synchronisation sur les paliers courts d'une loi de sauts de fréquence dite en trafic et des mots de synchronisation distribués sur des paliers prédéterminés dans la trame, en cours de communication, et dans lequel un poste en veille est accordé sur une loi de variation de fréquence dite de veille dont les fréquences sont un sous-ensemble de celles de la loi de trafic, les coïncidences entre la séquence détectée et la séquence de synchronisation attendue étant accumulées dans une fenêtre d'intégration formée par un nombre prédéfini de paliers,
est caractérisé en ce que, pour effectuer une synchronisation automatique sur séquence d'appel ou sur informations distribuées, le procédé combine des intégrations sur plusieurs fenêtres de durées différentes
- une première fenêtre d'intégration glissante assez courte, formée de NP1 paliers de veille déterminant une présomption d'acquisition de synchronisation grossière lorsque la somme des valeurs intégrées dépasse un premier seuil, et déclenchant une phase de vérification de l'acquisition par intégration sur une fenêtre d'intégration fixe et étroite de durée
NP2 paliers de trafic, déterminant l'acquisition de la synchronisation lorsque la somme des valeurs intégrées dépasse un second seuil,
- et simultanément une autre fenêtre d'intégration glissante et plus large, formée de NP paliers de veille, NP > NP1, déterminant l'acquisition de la synchronisation lorsque la somme des valeurs intégrées dépasse un autre seuil,
en ce que la phase de vérification interrompt l'intégration sur les paliers de veille,
et en ce que le non dépassement du second seuil commande un traitement de fausse alarme qui annule les valeurs ayant conduit au dépassement du premier seuil, avant glissement de la première fenêtre.According to the invention, a synchronization method, in a frequency avoidance communication system in which a calling station transmits a call sequence consisting of a series of synchronization words on the short stages of a law of jumps of so-called traffic frequency and synchronization words distributed over predetermined stages in the frame, during communication, and in which a standby station is tuned to a so-called standby frequency variation law, the frequencies of which are a subset those of the traffic law, the coincidences between the detected sequence and the expected synchronization sequence being accumulated in an integration window formed by a predefined number of stages,
is characterized in that, in order to perform an automatic synchronization on a call sequence or on distributed information, the method combines integrations over several windows of different durations
- a first fairly short sliding integration window, formed of NP1 standby steps determining a presumption of coarse synchronization acquisition when the sum of the integrated values exceeds a first threshold, and triggering a phase of verification of the acquisition by integration on a fixed and narrow integration window of duration
NP2 traffic levels, determining the acquisition of synchronization when the sum of the integrated values exceeds a second threshold,
- and simultaneously another sliding and wider integration window, formed of NP standby stages, NP> NP1, determining the acquisition of synchronization when the sum of the integrated values exceeds another threshold,
in that the verification phase interrupts the integration on the standby stages,
and in that the non-exceeding of the second threshold controls a false alarm processing which cancels the values which led to the exceeding of the first threshold, before sliding of the first window.
Dans le cas d'une séquence d'appel c'est la procédure A (plus rapide que la procédure B) qui détecte la synchronisation en premier ; ce que la(es) phase(s) de vérification confirmeront. En cas de trafic, la procédure A pourra détecter une synchronisation sur sa première phase, la procédure B étant en cours d'acquisition de synchronisation, mais la phase de vériflcation ne confirmera pas cette synchronisation, et la procédure
A repartira en recherche de synchronisation sur sa première phase, tandis que la procédure B finira par détecter la synchronisation sur des paliers de synchronisation distribués, avant la fin de la procédure A.In the case of a call sequence, procedure A (faster than procedure B) detects the synchronization first; what the verification phase (s) will confirm. In the event of traffic, procedure A will be able to detect synchronization on its first phase, procedure B being in the process of acquiring synchronization, but the verification phase will not confirm this synchronization, and the procedure
A will start again in search of synchronization in its first phase, while procedure B will end up detecting synchronization on distributed synchronization steps, before the end of procedure A.
L'invention a également pour objet un poste émetteur-récepteur destiné à la mise en oeuvre de ce procédé. The subject of the invention is also a transceiver station intended for implementing this method.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristlques apparaîtront à l'aide de la description qui suit en référence aux figures annexées. The invention will be better understood and other characteristics will appear with the aid of the description which follows with reference to the appended figures.
- La figure 1 représente une fonction de corrélation, après intégration sur plusieurs paliers de veille
- La figure 2 représente la même fonction de corrélation après un traitement de "fausse alarme"
- La figure 3 représente une fonction de corrélation analogue après décalage de la fenêtre
- La figure 4 est un schéma explicatif illustrant les lois de veille et de trafic et le déroulement des deux procédures d'acquisition de synchronisation en parallèle;
- La figure 5 est un organigramme montrant le séquencement des différentes phases de la synchronisation
- La figure 6 est un schéma d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de synchronisation, selon l'invention.- Figure 1 represents a correlation function, after integration over several standby stages
- Figure 2 shows the same correlation function after a "false alarm" processing
- Figure 3 shows an analogous correlation function after shifting the window
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the laws of standby and traffic and the progress of the two synchronization acquisition procedures in parallel;
- Figure 5 is a flowchart showing the sequencing of the different phases of the synchronization
FIG. 6 is a diagram of a device for implementing the synchronization method, according to the invention.
Selon l'invention, en trafic des mots d'informations de synchronisation sont distribués, et en appel la séquence d'appel est constituée des mêmes mots de synchronisation mais répétés sur tous les paliers d'émission et pendant toute la durée de l'appel. According to the invention, in traffic, words of synchronization information are distributed, and in call the call sequence consists of the same synchronization words but repeated on all the transmission stages and throughout the duration of the call. .
La description qui suit décrit d'une manière plus détaillée les différentes phases du procédé de synchronisation suivant l'invention déroulant en parallèle deux procédures A et B, la procédure A de synchronisation sur la séquence d'appel étant constituée d'une phase d'acquisition grossière sur des paliers longs de veille et d'une phase de vérification sur des paliers courts d'émission, et la procédure B de synchronisation sur le trafic étant effectuée sur des informations de synchronisation distribuées. The following description describes in more detail the different phases of the synchronization method according to the invention taking place in parallel two procedures A and B, the procedure A for synchronization on the call sequence consisting of a phase of coarse acquisition on long standby stages and a verification phase on short emission stages, and the traffic synchronization procedure B being carried out on distributed synchronization information.
La méthode générale d'acquisition de la synchronisation consiste en une intégration, sur un certain nombre de paliers, des valeurs de corrélations obtenues avec un mot de synchronisation attendu. Le calcul de la valeur de corrélation sur chaque palier long de veille se fait par glissement d'une fenêtre de corrélation de largeur correspondant à la taille du mot de synchronisation. L'intégration sur plusieurs paliers de veille est nécessaire dans la mesure où le nombre d'informations par palier de trafic est trop faible pour assurer une probabilité de détection élevée, associée à une probabilité de fausse alarme assez faible, sur un seul palier. L'intégration sur les paliers de veille est glissante : si NP est le nombre de paliers sur lesquels s'effectue l'intégration, on intègre du palier 1 à NP, puis du palier 2 à NP+1 et ainsi de suite jusqu'à la détection d'une synchronisation par dépassement d'un seuil appelé "seuil de détection" . The general method of acquiring synchronization consists of an integration, over a certain number of stages, of the correlation values obtained with an expected synchronization word. The calculation of the correlation value on each long standby stage is done by sliding a correlation window of width corresponding to the size of the synchronization word. Integration on several watch levels is necessary insofar as the number of information items per traffic level is too low to ensure a high probability of detection, associated with a fairly low probability of false alarm, on a single level. The integration on the standby stages is slippery: if NP is the number of stages on which the integration is carried out, one integrates from stage 1 to NP, then from stage 2 to NP + 1 and so on until the detection of synchronization by exceeding a threshold called "detection threshold".
Un mode de réalisation de la méthode d'acquisition est détaffiée ci-après : Il s'agit d'une méthode d'acquisition de synchronisation "pondérée" qui permet de ne conserver que des valeurs significatives. An embodiment of the acquisition method is detailed below: It is a “weighted” synchronization acquisition method which makes it possible to keep only significant values.
La fonction de pondération dépend du nombre x de coïnci- dences rencontrées sur un mot de synchronisation. Si le nombre d'erreurs maximum toléré est S sur un mot de synchronisation de
N bits (S 4 N), la fonction de pondération vaut 0 pour S erreurs ou plus, c'est-à-dire quand le nombre de coïncidences est inférieur à S, et une valeur maximale pour aucune erreur détectée, x étant alors égal à N.The weighting function depends on the number x of coincidences encountered on a synchronization word. If the maximum number of errors tolerated is S on a synchronization word of
N bits (S 4 N), the weighting function is equal to 0 for S errors or more, i.e. when the number of coincidences is less than S, and a maximum value for no error detected, x then being equal to N.
Soit F la fonction de pondération
F(x) = 0 pour x < S
F(x) = x-S pour x ', S
S, nombre maximum d'erreurs admissible, est encore appelé seuil de refus. C'est la valeur au dessous de laquelle les coinciden ces éventuellement détectées sont considérées comme non significaptives.Let F be the weighting function
F (x) = 0 for x <S
F (x) = xS for x ', S
S, the maximum number of admissible errors, is also called the refusal threshold. This is the value below which any coincidences detected are considered insignificant.
La fonction de corrélation, sur la durée D d'un palier entre les bits détectés et le mot de synchronisation attendu, pour une suite de NP paliers de veille après intégration sur une durée (NP. D) peut être une fonction du type représenté sur la figure 1, qui dans cet exemple présente deux pics de corrélation s'élevant au dessus d'une valeur moyenne à peu près constante l'un de ces pics dépasse une valeur "SEUIL", tandis que l'autre est inférieur. Cette valeur de seuil au delà de laquelle la synchronisation est supposée acquise peut être ajustée en fonction de la probabilité de détection de synchronisation correspondante souhaitée, compte tenu du taux d'erreur binaire et du taux de paliers brouillés. The correlation function, over the duration D of a plateau between the detected bits and the expected synchronization word, for a series of NP standby stages after integration over a period (NP. D) can be a function of the type represented on FIG. 1, which in this example shows two correlation peaks rising above an approximately constant mean value, one of these peaks exceeds a "THRESHOLD" value, while the other is lower. This threshold value beyond which synchronization is assumed to be acquired can be adjusted as a function of the probability of detection of corresponding synchronization desired, taking into account the binary error rate and the rate of scrambled steps.
Le procédé de synchronisation selon l'invention utilise, par exemple, cette méthode d'acquisition, pour l'acquisition grossière, phase 1, sur séquence d'appel, et pour l'acquisition sur informations de synchronisation distribuées avec le trafic, les seuils choisis pour ces deux modes d'acquisition déroulés en parallèle étant différents. The synchronization method according to the invention uses, for example, this acquisition method, for the coarse acquisition, phase 1, on a call sequence, and for the acquisition on synchronization information distributed with the traffic, the thresholds chosen for these two acquisition modes carried out in parallel being different.
L'acquisition fine sur séquence d'appel dans la phase de vérification sur paliers courts utilise la même méthode d'intégration et de détection, à la différence près que l'intégration n est pas glissante, et que le seuil peut être différent. The fine acquisition on a call sequence in the short-step verification phase uses the same integration and detection method, with the difference that the integration is not slippery, and that the threshold may be different.
La première phase (Phase 1) est une phase d'acquisition grossière en ce sens que la probabilité de fausse alarme tolérée durant cette phase, Pfa1 est plus élevée et que l'intégration des valeurs de corrélation se fait sur un nombre de paliers NP1 moins important que pour l'acquisition en une seule phase sur informations distribuées. La valeur de seuil correspondante est SEUIL 1. Etant donné que la probabilité de fausse alarme tolérée durant cette première phase Pfal est assez élevée, il est nécessaire de faire une phase de vérification (Phase 2). Comme indiqué ci-dessus cette phase de vérification utilise la même méthode d'intégration sur un nombre prédéterminé
NP2 de paliers de trafic, et sa durée est donc beaucoup plus faible que celle de la phase 1 qui se fait sur des paliers longs, de veille. Le seuil, SEUIL 2, au-delà duquel la synchronisation est réputée acquise, correspond à des conditions de détection plus strictes. La procédure A se déroule donc de la manière suivante
- S'il y a eu présomption de détection lors de la première phase, le récepteur commute en réception sur des paliers de trafic pour la phase de vérification
- si lors de cette deuxième phase le récepteur ne détecte pas de synchronisation, c'est-à-dire que la présomption de détection s'est produite sur une fausse alarme, le récepteur revient en veille sur des paliers longs (phase 1) ; dans le cas contraire, la synchronisation est déclarée acquise.The first phase (Phase 1) is a rough acquisition phase in the sense that the probability of false alarm tolerated during this phase, Pfa1 is higher and that the integration of the correlation values is done on a number of steps NP1 less important only for single-phase acquisition on distributed information. The corresponding threshold value is THRESHOLD 1. Since the probability of false alarm tolerated during this first Pfal phase is quite high, it is necessary to carry out a verification phase (Phase 2). As indicated above this phase of verification uses the same method of integration on a predetermined number
NP2 of traffic levels, and its duration is therefore much shorter than that of phase 1, which is carried out on long, standby levels. The threshold, THRESHOLD 2, beyond which synchronization is deemed to be acquired, corresponds to more stringent detection conditions. Procedure A therefore proceeds as follows
- If there was a presumption of detection during the first phase, the receiver switches to reception on traffic levels for the verification phase
- if during this second phase the receiver does not detect synchronization, that is to say that the presumption of detection has occurred on a false alarm, the receiver returns to standby on long stages (phase 1); otherwise, the synchronization is declared acquired.
Il importe de bien choisir les contraintes respectives de chaque phase. En effet, si on tolère une probabilité de fausse alarme grande (proche de 1), le système commutera toujours en fausse alarme et aura très peu de chance "d'accrocher" la synchronisation, car la phase de vérification ne donnera rien. It is important to choose the respective constraints of each phase. Indeed, if we tolerate a high probability of false alarm (close to 1), the system will always switch to false alarm and will have very little chance of "catching" the synchronization, because the verification phase will give nothing.
Pour réduire au maximum le temps d'acquisition total, il est possible de reprendre les résultats de la corrélation sur les paliers de veille précédant la détection de synchronisation sur fausse alarme : Etant donné qu'une fausse alarme correspond à une valeur de corrélation supérieure au seuil de détection, il est fort probable que, du fait que l'intégration est reprise avec une fenêtre glissante, le pic de corrélation de la fausse alarme soit encore présent. C'est pourquoi, dans le cas où la phase de vérification a détecté qu'il s'agissait d'une fausse alarme (c'est-à-dire qu'elle n'a pas détecté de synchronisation), pour éviter que cette fausse alarme ayant déclenché la décision de synchronisation sur la première phase de la procédure n'ait une influence qui se répète lors du repassage en première phase, un traitement dit "traitement de fausses alarmes" est effectué. Ce traitement consiste à remplacer un pic de corrélation, déclaré comme correspondant à une fausse alarme, par une valeur moyenne correspondant à la valeur obtenue en absence de signal. Il faut noter que la fausse alarme de cette phase d'acquisition grossière de la procédure A est une fausse alarme vue uniquement par le système, mais invisible pour l'opérateur. Seules les fausses alarmes de la phase de vérification de la procédure A et les fausses alarmes de la procédure B sont perçues par l'opérateur. To reduce the total acquisition time as much as possible, it is possible to resume the results of the correlation on the standby stages preceding the detection of synchronization on false alarm: Since a false alarm corresponds to a correlation value greater than the detection threshold, it is highly probable that, because the integration is resumed with a sliding window, the correlation peak of the false alarm is still present. This is why, in the event that the verification phase detected that it was a false alarm (i.e. it did not detect synchronization), to prevent this false alarm having triggered the synchronization decision on the first phase of the procedure does not have an influence which is repeated during ironing in the first phase, a process known as "false alarm processing" is carried out. This processing consists in replacing a correlation peak, declared as corresponding to a false alarm, by an average value corresponding to the value obtained in the absence of a signal. It should be noted that the false alarm of this coarse acquisition phase of procedure A is a false alarm seen only by the system, but invisible to the operator. Only false alarms from the verification phase of procedure A and false alarms from procedure B are perceived by the operator.
La courbe représentée sur la figure 1 peut concerner la recherche de synchronisation alors que le signal reçu est du trafic. La phase 1 de la procédure A a détecté la synchronisation sur le pic le plus important qui dépasse la valeur de seuil, SEUIL 1, correspondant à cette phase ; mais la deuxième phase ne confirme pas cette synchronisation puisque la séquence reçue n'est pas une séquence d'appel. The curve shown in FIG. 1 may relate to the search for synchronization while the signal received is traffic. Phase 1 of procedure A detected synchronization on the largest peak which exceeds the threshold value, THRESHOLD 1, corresponding to this phase; but the second phase does not confirm this synchronization since the received sequence is not a call sequence.
En fait, la véritable synchronisation est le deuxième pic, qui nécessite pour dépasser le seuil de détection d'être intégré sur un nombre de paliers plus grand. In fact, the true synchronization is the second peak, which requires, in order to exceed the detection threshold, to be integrated over a greater number of stages.
Si aucun traitement n'est fait, le pic de fausse alarme redéclenche la détection de synchronisation de la procédure A dès que la fenêtre d'intégration a glissé d'un palier et ainsi de suite. C'est pourquoi, comme indiqué ci-dessus, dans le cas où la phase de vérification permet de détecter la fausse alarme, on efface le pic de fausse alarme en le remplaçant par la valeur moyenne de corrélation obtenue en l'absence de signal. Ce qui donne après traitement la courbe représentée sur la figure 2. If no treatment is done, the false alarm peak re-triggers the synchronization detection of procedure A as soon as the integration window has slipped one level and so on. This is why, as indicated above, in the case where the verification phase makes it possible to detect the false alarm, the false alarm peak is erased by replacing it with the mean correlation value obtained in the absence of a signal. This gives after treatment the curve shown in Figure 2.
La poursuite de l'intégration après glissement de la fenêtre d'intégration permet de constater l'augmentation du second pic de corrélation qui finit par dépasser le seuil de cette phase 1 comme représenté sur la figure 3. The continuation of the integration after sliding of the integration window makes it possible to observe the increase of the second correlation peak which ends up exceeding the threshold of this phase 1 as represented in FIG. 3.
Pour le mode d'acquisition sur séquence d'appel (stratégie A) la probabilité de fausse alarme est en fait le produit des fausses alarmes des deux phases. Pour optimiser le temps d'acquisition, il faut effectuer un choix judicieux des probabilités de fausses alarmes des deux phases, Pfa1 et Pfa2, pour des probabilités de détection données, Pd et Pd2. For the acquisition mode on call sequence (strategy A), the false alarm probability is in fact the product of the false alarms of the two phases. To optimize the acquisition time, it is necessary to make a judicious choice of the probabilities of false alarms of the two phases, Pfa1 and Pfa2, for given probabilities of detection, Pd and Pd2.
1
La phase 1 étant la plus longue, c'est sur cette phase qu'il faut relâcher la contrainte de fausse alarme. Il existe une valeur de Pfa1 optimale qui donnera un temps d'acquisition minimal car la durée de la phase 1 tend à diminuer quand Pfa augmente ; mais, comme indiqué ci-dessus et à la limite, si Pfa1 est proche de 1 alors le système partira toujours en fausse alarme et ne pourra presque jamais détecter la synchronisation, le temps d'acquisition tendant alors vers l'infini.1
Phase 1 being the longest, it is on this phase that the false alarm constraint must be released. There is an optimal value of Pfa1 which will give a minimum acquisition time because the duration of phase 1 tends to decrease when Pfa increases; but, as indicated above and at the limit, if Pfa1 is close to 1 then the system will always start in false alarm and will hardly ever be able to detect the synchronization, the acquisition time then tending towards infinity.
Si T1 est la durée de la phase 1 et T2 la durée de la phase 2, le temps d'acquisition total T est donné par
T = (T1/Pd1) + (T2/Pd2) . (1/t1-Paf1)n)
où n = nombre d'échantillons de la phase 1, (1-Paf1) n est la probabilité de ne pas avoir de fausse alarme pendant la phase 1.If T1 is the duration of phase 1 and T2 the duration of phase 2, the total acquisition time T is given by
T = (T1 / Pd1) + (T2 / Pd2). (1 / t1-Paf1) n)
where n = number of samples from phase 1, (1-Paf1) n is the probability of not having a false alarm during phase 1.
Il s'agit là d'une borne maximale du temps d'acquisition avec la procédure A, la borne minimale étant T1 + T2. This is a maximum limit of the acquisition time with procedure A, the minimum limit being T1 + T2.
A titre d'exemple pour un palier d'émission 25 fois plus court qu'un palier de veille, l'optimisation de la durée des phases 1 et 2 de la procédure A permet un gain dans l'acquisition de la synchronisation sur séquence d'appel de 30 à 40% par rapport à une procédure en une seule phase sans vérification. By way of example for a transmission level 25 times shorter than a standby level, the optimization of the duration of phases 1 and 2 of procedure A allows a gain in the acquisition of the synchronization on sequence d '30-40% appeal versus a one-phase, no-check procedure.
Le procédé de synchronisation suivant l'invention combine deux procédures
Il consiste en un déroulement parallèle d'une procédure A en deux phases avec une procédure B en une seule phase, utili- sant un seuil supérieur au seuil de la phase 1 de la procédure
A. Ceci est possible car la détection de synchronisation est faite par la même méthode d'intégration des valeurs de corrélation sur une fenêtre glissante pour les deux procédures et, de plus, la durée des paliers de veille est la même pour la procédure B et la première phase de la procédure A ; seule la taille de la fenêtre, c'est-à-dire le nombre de paliers de veille sur lequel est effectué l'intégration des valeurs de corrélation, change. The synchronization method according to the invention combines two procedures
It consists of a parallel running of a two-phase procedure A with a single-phase B procedure, using a threshold greater than the threshold for phase 1 of the procedure.
A. This is possible because the synchronization detection is done by the same method of integrating the correlation values on a sliding window for the two procedures and, moreover, the duration of the standby steps is the same for procedure B and the first phase of procedure A; only the size of the window, that is to say the number of standby stages on which the integration of the correlation values is carried out, changes.
Dans le cas d'une séquence d'appel c'est la procédure A qui détecte la première la synchronisation, la deuxième phase (phase de vérification) confirmera. In the case of a call sequence, procedure A first detects the synchronization, the second phase (verification phase) will confirm.
En cas de trafic, la procédure A pourra détecter une synchronisation sur sa première phase (car sa fenêtre d'intégration est plus courte), mais la phase 2 ne confirmera pas la synchronisation et le récepteur reviendra en phase 1 tandis que la procédure B finira par détecter la synchronisation sur les paliers de synchronisation distribués au bout d'un temps qui dépend, toutefois, du nombre de fausses alarmes déclenchées par la phase d'acquisition grossière de la procédure A. In the event of traffic, procedure A will be able to detect synchronization on its first phase (because its integration window is shorter), but phase 2 will not confirm the synchronization and the receiver will return to phase 1 while procedure B will end. by detecting the synchronization on the distributed synchronization steps after a time which depends, however, on the number of false alarms triggered by the coarse acquisition phase of procedure A.
Le schéma de la figure 4 montre comment les deux procédures peuvent être menées en parallèle ; on y a représenté les paliers de fréquence par leurs numéros en fonction du temps, pour la loi de veille et pour la loi de trafic. On a supposé sur cette figure qu'un palier de veille était 5 fois plus long qu'un palier de trafic. The diagram of figure 4 shows how the two procedures can be carried out in parallel; the frequency stages are represented therein by their numbers as a function of time, for the standby law and for the traffic law. It was assumed in this figure that a standby level was 5 times longer than a traffic level.
NP : nombre de paliers longs (de veille) sur lequel faut intégrer les valeurs de corrélation pour avoir une probabilité de détection de synchronisation Pd, et une probabilité de fausse alarme Pfa.NP a été choisi égal à 5 sur cette figure, le seuil correspondant étant "SEUIL". NP: number of long stages (of standby) on which the correlation values must be integrated in order to have a probability of detection of synchronization Pd, and a probability of false alarm Pfa.NP has been chosen equal to 5 in this figure, the corresponding threshold being "THRESHOLD".
NP1 nombre de paliers longs de la phase 1 de la stratégie A avec les probabilités associées Pd1, Pfal.NP1 a été choisi égal A 3 ; le seuil correspondant est "SEUIL 1". NP1 number of long stages of phase 1 of strategy A with the associated probabilities Pd1, Pfal.NP1 was chosen equal to 3; the corresponding threshold is "THRESHOLD 1".
NP2 : nombre de paliers de trafic, courts, de la phase de vérification de la stratégie A avec les probabilités associées
Pd2, Pfa2. N?2 ; a été choisi égal à 5 ; le seuil correspondant est "SEUIL 2".NP2: number of traffic levels, short, of the verification phase of strategy A with the associated probabilities
Pd2, Pfa2. N? 2; was chosen equal to 5; the corresponding threshold is "THRESHOLD 2".
La présentation de la figure 4 met en évidence la phase de surdité du système correspondant à la phase de vérification de la procédure A durant laquelle la procédure B est interrompue. Elle met en évidence le fait que cette phase de surdité doit être prise en compte pour la durée de la procédure B
L'organigramme de la figure 5 montre le séquencement et les parties communes entre les deux procédures : la procédure B et la phase 1 de la procédure A utilisent les mêmes résultats car elles travaillent sur des paliers de veille de longueur identique.The presentation of FIG. 4 highlights the deafness phase of the system corresponding to the verification phase of procedure A during which procedure B is interrupted. It highlights the fact that this phase of deafness must be taken into account for the duration of procedure B
The flowchart of FIG. 5 shows the sequencing and the common parts between the two procedures: procedure B and phase 1 of procedure A use the same results because they work on standby stages of identical length.
- Nt(i) est la valeur de corrélation obtenue avec le mot de synchronisation sur le palier de veille long de rang i A l'instant t, t variant de O à la durée du palier D, au pas d'un échantillon, i variant de 1 à NP avec la procédure B et de 1 à
NP1 en phase 1 de la procédure A.- Nt (i) is the correlation value obtained with the synchronization word on the long standby stage of rank i At the instant t, t varying from 0 to the duration of the stage D, at the step of a sample, i varying from 1 to NP with procedure B and from 1 to
NP1 in phase 1 of procedure A.
- n(j) est la valeur de corrélation obtenue avec le mot de synchronisation sur un palier de trafic en phase 2 de la procédure A. - n (j) is the correlation value obtained with the synchronization word on a traffic level in phase 2 of procedure A.
Après l'initialisation des variables
Nt(i) = 0 pour i de t à NP, t de O AD
N(j) = O pour j de 1 à NP2,
i = NP-1 et j = O, le procédé recherche pour le premier palier de veille (i = i + 1 ) les valeurs de corrélation pour le palier t de 0 à D.After initialization of variables
Nt (i) = 0 for i from t to NP, t from O AD
N (j) = O for j from 1 to NP2,
i = NP-1 and j = O, the process searches for the first standby level (i = i + 1) the correlation values for the level t from 0 to D.
Puis le procédé effectue la sommation des valeurs de corrélation correspondantes sur les deux fenêtres d'intégration, soit pour i = 1 à NP, ce qui donne SNp et pour i = 1 à NP1, ce qui donne SNpl
Une comparaison du maximum des sommes de valeurs de corrélation au seuil de la phase 1 est effectuée Si Max. 5NPî est supérieur au seuil, on passe à la phase 2 de la procédure A et les valeurs de corrélation sur paliers courts n(j) sont calculées tant que j est inférieur ou égal à NP2 puis leur somme SNp2 est effectuée et comparée au seuil de la phase 2,
SEUIL 2 ; si SNp2 est supérieure ou égale au seuil, la synchronisation est déclarée acquise ; si 5N?2 n'est pas supérieure au seuil, le traitement de fausse alarme annule les valeurs de corrélation correspondant au pic de fausse alarme.Then the method performs the summation of the corresponding correlation values on the two integration windows, i.e. for i = 1 at NP, which gives SNp and for i = 1 at NP1, which gives SNpl
A comparison of the maximum of the sums of correlation values at the phase 1 threshold is performed If Max. 5NPî is greater than the threshold, we go to phase 2 of procedure A and the correlation values on short stages n (j) are calculated as long as j is less than or equal to NP2 then their sum SNp2 is carried out and compared to the threshold of phase 2,
THRESHOLD 2; if SNp2 is greater than or equal to the threshold, synchronization is declared acquired; if 5N? 2 is not greater than the threshold, the false alarm processing cancels the correlation values corresponding to the false alarm peak.
Le traitement reprend alors, comme si Max SNp1 avait été inférieur au seuil de la phase 1, par une comparaison du maximum de SNp par rapport au seuil de la procédure B. Si ce maximum Max SNp est inférieur au seuil, la fenêtre d'intégration est décalée d'un palier et le traitement reprend pour le calcul des valeurs de corrélation du palier long suivant (i = 1+1) prls en considération. The processing then resumes, as if Max SNp1 had been less than the threshold of phase 1, by a comparison of the maximum of SNp compared to the threshold of procedure B. If this maximum Max SNp is less than the threshold, the integration window is shifted by one level and the processing resumes for the calculation of the correlation values of the next long level (i = 1 + 1) taken into consideration.
Lorsque Max SNp devient supérieur ou égal au seuil, la synchronisation est déclarée acquise, l'acquisition ayant eu lieu sur les informations distribuées dans le trafic. When Max SNp becomes greater than or equal to the threshold, the synchronization is declared acquired, the acquisition having taken place on the information distributed in the traffic.
L'utilisation d'une méthode de synchronisation rendant compatibles les deux stratégies modifie le temps d'acquisition de la procédure B. En effet sur séquence d'appel la procédure A amène la décision de prise de synchronisation en premier ; elle ne dépend pas de la procédure B. En revanche dans le cas d'une prise de synchronisation sur du trafic, la procédure B va cumuler les informations sur des paliers longs de veille, à la recherche du mot de synchronisation distribué, exactement de la même façon que la phase 1 en procédure A, et dans ce cas il y a de fortes chances que la phase 1 en procédure A déclare en premier une prise de synchronisation qui sera infirmée en phase de vérification. Le système repasse en phase 1 de la procédure
A et continue parallèlement la procédure B. La procédure B aura vu sa durée augmenter de la durée de la phase 2 de la procédure A, et ce autant de fois que la phase 1 de la procédure A aura détecté la synchronisation sur fausse alarme.The use of a synchronization method making the two strategies compatible modifies the acquisition time of procedure B. In fact, on a call sequence, procedure A brings about the decision to take synchronization first; it does not depend on procedure B. On the other hand, in the case of synchronization on traffic, procedure B will accumulate information on long standby stages, in search of the distributed synchronization word, exactly the same way as phase 1 in procedure A, and in this case there is a good chance that phase 1 in procedure A first declares a synchronization tap which will be invalidated in the verification phase. The system returns to phase 1 of the procedure
A and continues in parallel with procedure B. Procedure B will have seen its duration increase by the duration of phase 2 of procedure A, and this as many times as phase 1 of procedure A will have detected synchronization on false alarm.
En résumé, en prenant pour référence le temps d'acquisition d'une procédure d'acquisition sur informations de synchronisation distribuées, en appel comme en trafic, la procédure A permet des gains de temps d'acquisition de 30 à 40% alors que la procédure B voit son temps d'acquisition allongé de S à 15% dans le pire des cas. In summary, taking as a reference the acquisition time of an acquisition procedure on distributed synchronization information, in call as in traffic, procedure A allows acquisition time savings of 30 to 40% while the procedure B sees its acquisition time lengthened from S to 15% in the worst case.
L'originalité de cette méthode consiste, plutôt qu'à utiliser une seule méthode de synchronisation qui permette de se synchroniser sur une séquence d'appel ou de trafic moyennant certains compromis notamment en ce qui concerne les temps d'ac quisitions, à utiliser deux méthodes en parallèle chacune d'elles étant la plus performante dans son domaine d'application. The originality of this method consists, rather than using a single synchronization method which makes it possible to synchronize on a call or traffic sequence with certain compromises, in particular with regard to the acquisition times, in using two parallel methods, each of them being the most efficient in its field of application.
Ceci est rendu possible par une caractéristique essentielle de la méthode qui est le traitement des fausses alarmes de la phase d'acquisition grossière sur séquence d'appel. This is made possible by an essential characteristic of the method, which is the processing of false alarms in the coarse acquisition phase on a call sequence.
Un tel procédé est très intéressant pour tout système de communication nécessitant un cumul d'information pour se synchroniser et en particulier pour les systèmes à évasion de fréquence (HF, UHF, ..) sur paliers courts et les systèmes utilisant la synchronisation distribuée.. Such a method is very interesting for any communication system requiring an accumulation of information to synchronize and in particular for frequency evasion systems (HF, UHF, etc.) on short stages and systems using distributed synchronization.
La figure 6 représente le dispositif de synchronisation à utiliser dans un poste émetteur-récepteur pour la mise en oeuvre du procédé décrit. Il comporte un circuit processeur 10, commandant les changements de fréquence selon que le poste est appelant, en veille, ou appelé. Pour cela le circuit processeur a une sortie de commande reliée à l'entrée d'un générateur pseudo-aléatoire 20, lui-même commandant un synthétiseur de fréquence 30. La sortie de ce synthétiseur est reliée à l'entrée d'un mélangeur 40 également relié à l'entrée de signal reçu. Sa sortie est reliée à un filtre en fréquence intermédiaire FI, 50, relié à un démodulateur 60 commandé à la période d'échantillonnage Tech par une autre sortie du processeur. FIG. 6 represents the synchronization device to be used in a transceiver station for the implementation of the described method. It comprises a processor circuit 10, controlling the frequency changes depending on whether the station is calling, on standby, or called. For this, the processor circuit has a control output connected to the input of a pseudo-random generator 20, itself controlling a frequency synthesizer 30. The output of this synthesizer is connected to the input of a mixer 40. also connected to the received signal input. Its output is connected to an intermediate frequency filter IF, 50, connected to a demodulator 60 controlled at the sampling period Tech by another output of the processor.
Ces éléments sont classiques dans un poste émetteur-récepteur en EVF. Il comporte en outre un circuit comparateur 80, comparant la séquence démodulée avec une séquence de synchronisation attendue, commandé par un sortie du processeur 10 et dont une sortie est reliée à un circuit accumulateur de coïncidences qui met en mémoire les valeurs de corrélation correspondantes. Sa sortie est reliée à trois comparateurs respectivement 82, 83 et 84 comparant les valeurs sélectionnées de l'accumulateur 81 aux valeurs de seuil, "SEUIL", "SEUIL 1" et "SEUIL 2". Les sorties de ces comparateurs sont reliées au processeur 10 qui commande la phase 2, confirmation de synchronisation, par le comparateur 84 lorsque "SEUIL 1" est dépassé un circuit de traitement de fausse alarme 85 commandé par le comparateur à seuil 2 au cas où la synchronisation n'est pas confirmée commande la mise à zéro des cases mémoires correspondantes dans l'accumulateur de coïncidences. Enfin le processeur 10 a une sortie qui commande la validation de la démodulation, en trafic, en commandant la fermeture d'un commutateur 70 destiné à restituer les informations démodulées. These elements are conventional in an EVF transceiver station. It further comprises a comparator circuit 80, comparing the demodulated sequence with an expected synchronization sequence, controlled by an output of processor 10 and whose output is connected to a coincidence accumulator circuit which stores the corresponding correlation values. Its output is connected to three comparators 82, 83 and 84 respectively comparing the selected values of the accumulator 81 with the threshold values, "THRESHOLD", "THRESHOLD 1" and "THRESHOLD 2". The outputs of these comparators are connected to processor 10 which controls phase 2, confirmation of synchronization, by comparator 84 when "THRESHOLD 1" is exceeded, a false alarm processing circuit 85 controlled by threshold comparator 2 in the event that the synchronization is not confirmed commands the resetting of the corresponding memory cells in the coincidence accumulator. Finally, the processor 10 has an output which controls the validation of the demodulation, in traffic, by controlling the closing of a switch 70 intended to restore the demodulated information.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précisément décrit. En particulier, il a été indiqué ci-dessus que la deuxième phase de la procédure A vérifie l'acquisition de la synchronisation directement sur des paliers cou The invention is not limited to the precisely described embodiment. In particular, it was indicated above that the second phase of procedure A verifies the acquisition of synchronization directly on bearings cou
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8809461A FR2748876A1 (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Communication system synchronisation method for high speed frequency hopping systems |
| IT8967524A IT8967524A0 (en) | 1988-07-12 | 1989-06-28 | SYNCHRONIZATION PROCEDURE FOR TELECOMMUNICATIONS SYSTEMS AND RECEIVING TRANSMITTER STATION FOR THE IMPLEMENTATION OF THE SAME |
| GB8915509A GB8915509D0 (en) | 1988-07-12 | 1989-07-06 | Method of synchronization in a communications system with high-rate frequency hopping and transceiver implementing this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8809461A FR2748876A1 (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Communication system synchronisation method for high speed frequency hopping systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2748876A1 true FR2748876A1 (en) | 1997-11-21 |
Family
ID=9368361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8809461A Withdrawn FR2748876A1 (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Communication system synchronisation method for high speed frequency hopping systems |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2748876A1 (en) |
| GB (1) | GB8915509D0 (en) |
| IT (1) | IT8967524A0 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7039100B2 (en) | 2000-11-27 | 2006-05-02 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Detection of correlation between detected transmissions from multiple base stations and a known code in a mobile telecommunications system |
-
1988
- 1988-07-12 FR FR8809461A patent/FR2748876A1/en not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-06-28 IT IT8967524A patent/IT8967524A0/en unknown
- 1989-07-06 GB GB8915509A patent/GB8915509D0/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7039100B2 (en) | 2000-11-27 | 2006-05-02 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Detection of correlation between detected transmissions from multiple base stations and a known code in a mobile telecommunications system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8915509D0 (en) | 1997-09-24 |
| IT8967524A0 (en) | 1989-06-28 |
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |