RU183781U1 - DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION DETERMINATION BY THE INFORMATION PHASOMANIPULATED SIGNAL BY APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION - Google Patents

DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION DETERMINATION BY THE INFORMATION PHASOMANIPULATED SIGNAL BY APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION Download PDF

Info

Publication number
RU183781U1
RU183781U1 RU2018122011U RU2018122011U RU183781U1 RU 183781 U1 RU183781 U1 RU 183781U1 RU 2018122011 U RU2018122011 U RU 2018122011U RU 2018122011 U RU2018122011 U RU 2018122011U RU 183781 U1 RU183781 U1 RU 183781U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
phase
adder
multiplier
Prior art date
Application number
RU2018122011U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Егоров
Сергей Александрович Лобов
Михаил Леонидович Маслаков
Андрей Николаевич Мингалев
Михаил Сергеевич Смаль
Александр Евгеньевич Тимофеев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения", Патентное бюро
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 Публичное акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения", Патентное бюро filed Critical Публичное акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения", Патентное бюро
Priority to RU2018122011U priority Critical patent/RU183781U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU183781U1 publication Critical patent/RU183781U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/165—Ground-based stations employing angle modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2668—Details of algorithms
    • H04L27/2669—Details of algorithms characterised by the domain of operation
    • H04L27/2672—Frequency domain

Abstract

Полезная модель относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использована в системах одночастотной передачи данных, а также в системах радиозондирования для измерения доплеровского смещения несущей частоты сигнала в информационно-измерительных устройствах без априорной информации о модулирующем сообщении. Устройство содержит фазовый детектор, ключ, блок памяти, сумматор, счетчик, преобразователь фазы, первый умножитель, второй умножитель, первый сумматор накопитель, второй сумматор накопитель, делитель и умножитель на коэффициент.The utility model relates to the field of electro-radio engineering, namely to radio communication technology, and can be used in single-frequency data transmission systems, as well as in radio sounding systems for measuring the Doppler shift of the carrier frequency of a signal in information-measuring devices without a priori information about the modulating message. The device comprises a phase detector, a key, a memory unit, an adder, a counter, a phase converter, a first multiplier, a second multiplier, a first accumulator adder, a second accumulator adder, a divider, and a coefficient multiplier.

Техническим результатом при реализации заявленного решения выступает определение доплеровского смещения частоты по информационному (т.е. неизвестному) фазоманипулированному сигналу с абсолютной, относительной или фазоразностной фазовой манипуляцией. 1 ил.

Figure 00000011
The technical result in the implementation of the claimed solution is the determination of the Doppler frequency offset by the information (i.e., unknown) phase-shift signal with absolute, relative or phase-difference phase shift keying. 1 ill.
Figure 00000011

Description

Полезная модель относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использована в системах одночастотной передачи данных, а также в системах радиозондирования для измерения доплеровского смещения несущей частоты сигнала в информационно-измерительных устройствах без априорной информации о модулирующем сообщении.The utility model relates to the field of electro-radio engineering, namely to radio communication technology, and can be used in single-frequency data transmission systems, as well as in radio sounding systems for measuring the Doppler shift of the carrier frequency of a signal in information-measuring devices without a priori information about the modulating message.

Как известно, доплеровское смещение несущей частоты сигнала может быть вызвано движением источника и/или приемника, а также движением отражающей радиосигнал поверхности (например, для KB радиосвязи характерно изменение высоты слоя ионосферы). В частности, наличие доплеровского смещения частоты приводит к значительному снижению помехоустойчивости систем передачи данных.As is known, the Doppler shift of the carrier frequency of the signal can be caused by the movement of the source and / or receiver, as well as the movement of the surface reflecting the radio signal (for example, KB radio communication is characterized by a change in the height of the ionosphere layer). In particular, the presence of Doppler frequency shift leads to a significant decrease in the noise immunity of data transmission systems.

Для повышения эффективности современных систем радиосвязи необходимо постоянно знать условия распространения между передающей и приемной сторонами на заданной частоте в конкретный момент времени. Для этого осуществляют тестирование (зондирование) канала, с целью получения оценок параметров канала, таких как отношение сигнал/шум (ОСШ), наличие многолучевости, доплеровское смещение частоты и другие. Для такого тестирования в подавляющем большинстве систем используют различные тестовые сигналы.To increase the efficiency of modern radio communication systems, it is necessary to constantly know the propagation conditions between the transmitting and receiving sides at a given frequency at a particular moment in time. For this, testing (probing) of the channel is carried out in order to obtain estimates of the channel parameters, such as signal-to-noise ratio (SNR), the presence of multipath, Doppler frequency shift, and others. For such testing, the vast majority of systems use various test signals.

В частности, для измерения доплеровского смещения частоты часто используют сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). Например, в патенте РФ №2316898 [RU Способ одновременного измерения частотных зависимостей доплеровского смещения частоты и времени распространения коротковолновых сигналов в ионосферной радиолинии, 10.02.2008], или в способе оценки доплеровского смещения описанным в [Sharif B.S., Neashan J., Hinton O.R., Adams A.E. A computationally efficient doppler compensation system for underwater acoustic communication // Oceanic Engineering, IEEE Journal of. - 2000. Vol. 25, №.1. - P. 52-61].In particular, linear frequency modulation (LFM) signals are often used to measure Doppler frequency shift. For example, in RF patent No. 2316898 [RU A method for simultaneously measuring the frequency dependences of the Doppler frequency offset and propagation time of short-wave signals in the ionospheric radio line, 02/10/2008], or in the method for estimating Doppler bias described in [Sharif BS, Neashan J., Hinton OR, Adams ae A computationally efficient doppler compensation system for underwater acoustic communication // Oceanic Engineering, IEEE Journal of. - 2000. Vol. 25, No. 1. - P. 52-61].

Также известны способы, в которых для оценки доплеровского смещения излучается узкополосный тональный (гармонический) сигнал на одной несущей частоте или модулированный псевдослучайной М-последовательностью. Для случая использования гармонического сигнала принятый сигнал преобразуют с использованием преобразования Фурье, получают спектр, выбирают сигнал с максимальной частотой, который соотносят со значением несущей частоты излученного для определения доплеровского масштабирующего коэффициента и затем определяют величину доплеровского смещения [Оппенгейм Э. Применение цифровой обработки сигналов. - М.: Мир, 1980, 553 с]. При использовании модулированных сигналов обычно применяют различные корреляционные методы, например, [Johnson М., Freitag L., Stojanovic М. Improved Doppler tracking and correction for underwater acoustic communications // in Proc. ICASSP '97, Munich, Germany, Apr. 1997, P. 575-578].Methods are also known in which a narrow-band tonal (harmonic) signal is emitted at a single carrier frequency or modulated by a pseudo-random M-sequence to estimate the Doppler shift. For the case of using a harmonic signal, the received signal is converted using the Fourier transform, a spectrum is obtained, a signal is selected with a maximum frequency that is correlated with the carrier frequency of the emitted frequency to determine the Doppler scaling factor, and then the magnitude of the Doppler shift is determined [Oppenheim E. Application of digital signal processing. - M .: Mir, 1980, 553 s]. When using modulated signals, various correlation methods are usually used, for example, [Johnson M., Freitag L., Stojanovic M. Improved Doppler tracking and correction for underwater acoustic communications // in Proc. ICASSP '97, Munich, Germany, Apr. 1997, P. 575-578].

Недостаток указанных способов заключается в том, что для оценки доплеровского смещения частоты используются специальные тестовые сигналы, что снижает информационную скорость.The disadvantage of these methods is that special test signals are used to evaluate the Doppler frequency shift, which reduces the information speed.

Известен патент №4706286 [US Sturza; Mark A., Method and circuit for extraction of Doppler information from a pseudonoise modulated carrier, November 10, 1987], основанный на нелинейной операции второго порядка и принятый за прототип. Способ, описанный в указанном патенте предполагает: смешивание принятого сигнала с гетеродинной частотой меньше предполагаемой частоты доплеровского сдвига хотя бы в два раза, а также смешивание принятого сигнала с гетеродинной частотой больше предполагаемой частоты доплеровского сдвига хотя бы в два раза, фильтрацию низкочастотных компонент, смешивание полученных низкочастотных компонент и последующую низкочастотную фильтрацию, после чего путем преобразования Фурье получение оценки доплеровского сдвига частоты. Устройство, реализующее данный способ, также описано в патенте №4706286 [US Sturza; Mark A., Method and circuit for extraction of Doppler information from a pseudonoise modulated carrier, November 10, 1987] и содержит последовательно включенные входной полосовой фильтр, усилитель, выход которого подключен к первому входу первого и второго смесителя (перемножителя), ко второму входу которых подключен первый и второй гетеродин, частоты которых хотя бы в два раза, соответственно, меньше и больше предполагаемой частоты доплеровского сдвига, выходы смесителей подключены к первому и второму фильтрам нижних частот выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам третьего смесителя, выход которого соединен с входом третьего фильтра нижних частот, выход которого соединен с процессором, выполняющим преобразование Фурье, после чего в результате анализа полученного спектра получают оценку доплеровского смещения частоты.Known patent No. 4706286 [US Sturza; Mark A., Method and circuit for extraction of Doppler information from a pseudonoise modulated carrier, November 10, 1987], based on a second-order nonlinear operation and adopted as a prototype. The method described in this patent involves: mixing the received signal with the local oscillation frequency at least two times less than the estimated frequency of the Doppler shift, as well as mixing the received signal with the local oscillation frequency at least twice the expected frequency of the Doppler shift, filtering the low-frequency components, mixing the resulting low-frequency components and subsequent low-pass filtering, after which, using the Fourier transform, an estimate of the Doppler frequency shift is obtained. A device that implements this method is also described in patent No. 4706286 [US Sturza; Mark A., Method and circuit for extraction of Doppler information from a pseudonoise modulated carrier, November 10, 1987] and contains a series-connected input bandpass filter, an amplifier whose output is connected to the first input of the first and second mixer (multiplier), to the second input of which the first and second local oscillators are connected, whose frequencies are at least two times, respectively, less and more than the expected Doppler shift frequency, the outputs of the mixers are connected to the first and second low-pass filters whose outputs are connected respectively to the first and second input m third mixer, which output is connected to the input of the third low pass filter whose output is connected to the processor performing the Fourier transform, after which the result of analyzing the obtained spectrum obtained estimate of the Doppler frequency shift.

Недостатком прототипа является то, что данный описанный способ и устройство дает серьезную ошибку при определении доплеровского сдвига частоты для сигналов с фазовой манипуляцией, на длительности символа которых укладывается не целое число периодов (например, для авиационных модемов стандарта ARTNC 635). Кроме того точность получаемой оценки напрямую связаны с выбранной частотой дискретизации и числом отсчетов на котором вычисляется преобразование Фурье и, в ряде существующих систем передачи данных (например, в KB и УКВ системах) будет также давать значительную погрешность.The disadvantage of the prototype is that this described method and device gives a serious error in determining the Doppler frequency shift for signals with phase shift keying, the symbol duration of which does not fit an integer number of periods (for example, for aviation modems of the ARTNC 635 standard). In addition, the accuracy of the resulting estimate is directly related to the selected sampling rate and the number of samples at which the Fourier transform is calculated and, in a number of existing data transmission systems (for example, in KB and VHF systems), will also give a significant error.

Целью изобретения является определение доплеровского смещения частоты по информационному фазоманипулированному сигналу.The aim of the invention is the determination of the Doppler frequency offset by the information phase-manipulated signal.

Поставленная цель достигается тем, что устройство определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу путем аппроксимации фазового отклонения содержит фазовый детектор, на выходе которого получают значение фазы очередного k - го символа Фk, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом ключа и вторым входом сумматора, при этом второй вход ключа соединен с выходом счетчика, при этом при поступлении от счетчика номера k=0 ключ замыкается и с выхода ключа на вход блока памяти поступает значение фазы Ф0, а при k≠0 ключ разомкнут, в результате в блоке памяти хранится значение фазы Ф0, с выхода которого его подают со знаком «минус» к первому входу сумматора, на выходе сумматора получают значение разности фаз

Figure 00000001
которое подают на вход преобразователя фазы, осуществляющего операцию This goal is achieved in that the device for determining the Doppler frequency shift by the information phase-manipulated signal by approximating the phase deviation contains a phase detector, the output of which receives the phase value of the next k-th symbol Ф k , the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the key and the second input of the adder, while the second input of the key is connected to the output of the counter, while upon receipt of the number k = 0 from the counter, the key closes from the key output to the input of the memory block and enters phase value F 0, and when k ≠ 0 the switch is open, resulting in the memory unit phase value F 0 is stored, the output of which is supplied with the sign "minus" to the first input of the adder, the adder output to receive the phase difference value
Figure 00000001
which is fed to the input of the phase converter performing the operation

Figure 00000002
выход преобразователя фазы подключен к первому входу первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика, а выход первого умножителя подключен к первому входу первого сумматора накопителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика и при k=0 начальное значение первого сумматора накопителя обнуляется, а при поступлении k=Кmax, равного максимальному номеру символа информационной последовательности, на которой осуществляется оценка доплеровского смещения частоты, с выхода первого сумматора накопителя на первый вход делителя подают результат суммирования X, при этом выход счетчика также соединен с первым и вторым входами второго умножителя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора накопителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика и при k=0 начальное значение второго сумматора накопителя обнуляется, а при поступлении k=Kmax с выхода второго сумматора накопителя на второй вход делителя подают результат суммирования Y, выход делителя, в котором осуществляют деление X/Y, подключен к входу умножителя на коэффициент, в котором осуществляют умножение на коэффициент
Figure 00000003
где - длительность символа, Fсимв – частота следования символов, в результате получая на выходе умножителя на коэффициент, являющегося выходом устройства, значение доплеровского сдвига частоты.
Figure 00000002
the output of the phase converter is connected to the first input of the first multiplier, the second input of which is connected to the output of the counter, and the output of the first multiplier is connected to the first input of the first adder of the drive, the second input of which is connected to the output of the counter and when k = 0 the initial value of the first adder of the drive is reset, and upon receipt of k = K max , equal to the maximum symbol number of the information sequence at which the Doppler frequency offset is evaluated, from the output of the first accumulator adder to the first input the divider serves the result of summing X, while the output of the counter is also connected to the first and second inputs of the second multiplier, the output of which is connected to the first input of the second adder of the drive, the second input of which is connected to the output of the counter and at k = 0 the initial value of the second adder of the drive is reset, and admission k = k max from the output of the second adder to the second storage divider input is supplied addition result Y, output of the divider, wherein the division is performed X / Y, is connected to the input on the multiplier factor, wherein impl stvlyayut multiplication coefficient
Figure 00000003
where - the symbol duration, F Char - symbol repetition frequency, thus obtaining at the output of multiplier by a coefficient which is the output device, the value of Doppler frequency shift.

Структурная схема предлагаемого устройства изображена на фиг. 1. Она содержит фазовый детектор 1, вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу ключа 2 и второму входу сумматора 4. Ключ 2, выход которого соединен с входом блока памяти 3, выход которого подключен к первому входу сумматора 4, выход которого соединен с входом преобразователя фазы 6, который подключен к первому входу первого умножителя 7. Счетчик 5, выход которого подключен ко второму входу ключа 2, второму входу первого умножителя 7, первому и второму входам второго умножителя 8, ко второму входу первого и второго сумматора накопителя 9 и 10. Выход первого умножителя 7 соединен с первым входом первого сумматора накопителя 9, а выход второго умножителя 8 соединен с первым входом второго сумматора накопителя 10. Выход первого и второго сумматоров накопителей 9 и 10 подключен, соответственно к первому и второму входам делителя 11, а выход делителя 11 соединен с входом умножителя на коэффициент 12, выход которого является выходом устройства.The block diagram of the proposed device is shown in FIG. 1. It contains a phase detector 1, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the key 2 and the second input of the adder 4. Key 2, the output of which is connected to the input of the memory unit 3, the output of which is connected to the first input of the adder 4, the output which is connected to the input of the phase 6 converter, which is connected to the first input of the first multiplier 7. Counter 5, the output of which is connected to the second input of the key 2, the second input of the first multiplier 7, the first and second inputs of the second multiplier 8, to the second input of the first and second sum drive matrices 9 and 10. The output of the first multiplier 7 is connected to the first input of the first accumulator adder 9, and the output of the second multiplier 8 is connected to the first input of the second accumulator adder 10. The output of the first and second accumulators 9 and 10 are connected, respectively, to the first and second inputs the divider 11, and the output of the divider 11 is connected to the input of the multiplier by a factor of 12, the output of which is the output of the device.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

На вход устройства поступает входной сигнал, с абсолютной, относительной или фазоразностной фазовой манипуляцией. При этом сигнал является информационным, т.е. его модулированная информационная последовательность бит заранее неизвестна. Сигнал, в общем случае, также может содержать и известные тестовые вставки, при этом модуляция этих тестовых вставок также должна быть абсолютной, относительной или фазоразностной фазовой манипуляцией. В фазовом детекторе 1 определяют абсолютное значение фазы символа Фk, которое содержит следующие компоненты:The input signal receives an input signal with absolute, relative or phase difference phase shift keying. Moreover, the signal is informational, i.e. its modulated bit information sequence is not known in advance. The signal, in the General case, may also contain well-known test inserts, while the modulation of these test inserts should also be absolute, relative or phase difference phase shift keying. In the phase detector 1, the absolute value of the phase of the symbol Ф k is determined, which contains the following components:

Figure 00000004
Figure 00000004

где k - номер символа, ϕk - значение фазы символа (0, π), ψ - постоянное смещение фазы, Δƒ - значение доплеровского сдвига частоты, -длительность символа (при этом=1/Fсимв), ξk - погрешность фазы, связанная с шумом.where k - symbol number, φ k - symbol phase value (0, π), ψ - permanent phase offset, Δƒ - value of the Doppler shift frequency, symbol -Duration (thus = 1 / F Char), ξk - phase error bound with noise.

При этом длительность входного сигнала соответствует информационной последовательности длиной Kmах+1 символов. Отметим, также что даже если используется, например, относительная фазовая манипуляция, т.е. информационный символ закладывается в разность фаз двух соседних символов, то значение фазы каждого символа также содержит компонентуϕk.The duration of the input signal corresponds to an information sequence of length K max + 1 characters. Note also that even if, for example, relative phase shift keying is used, i.e. an information symbol is embedded in the phase difference of two adjacent symbols, then the phase value of each symbol also contains the component φ k .

Счетчик 5 начинает отсчет k=0, 1, 2, 3,…Kmах. При этом, когда номер к=0 поступает на второй вход ключа 2, то ключ 2 замыкается, в результате чего значение фазы Ф0, передаваемое с выхода фазового детектора 1 на первый вход ключа 2 поступает с выхода ключа 2 на вход блока памяти 3, где его хранят до тех пор пока новое значение его не заменит. При всех остальных значениях к ключ 2 разомкнут.Counter 5 starts counting k = 0, 1, 2, 3, ... K max . Moreover, when the number k = 0 arrives at the second input of the key 2, then the key 2 closes, as a result of which the phase value Ф 0 transmitted from the output of the phase detector 1 to the first input of the key 2 comes from the output of the key 2 to the input of the memory unit 3, where it is stored until a new value replaces it. For all other values of k, key 2 is open.

В результате на первый вход сумматора 4 со знаком минус поступает значение фазы нулевого символа Ф0, а на второй вход сумматора 4 с выхода фазового детектора 1 поочередно поступают значения остальных символов Фk, k=0, 1, 2, 3,…Kmах. На выходе сумматора получают значения:

Figure 00000005
As a result, the first input of adder 4 with a minus sign receives the value of the phase of the zero symbol Ф 0 , and the second input of adder 4 from the output of the phase detector 1 alternately receives the values of the remaining symbols Ф k , k = 0, 1, 2, 3, ... K max . The output of the adder get the values:
Figure 00000005

При этом независимо от вида модуляции (абсолютная, относительная или фазоразностная фазовая манипуляция) и вида передаваемой информационной последовательности значения Δϕk,0 равны 0,±π.In this case, regardless of the type of modulation (absolute, relative, or phase difference phase shift keying) and the type of information sequence transmitted, the values Δϕ k, 0 are 0, ± π.

С выхода сумматора 4 на вход преобразователя фазы 6 подают ΔФk,0⋅В преобразователе фазы 6 осуществляют операцию

Figure 00000006
получая значение
Figure 00000007
Полученное значение фазы подают на первый вход первого умножителя 7, на второй вход которого с выхода счетчика 5 поступает значение к. С выхода первого умножителя 7 на первый вход первого сумматора накопителя 9 поступает значение
Figure 00000008
При этом на второй вход первого сумматора накопителя 9 с выхода счетчика поступает значение к, и если k=0, то хранящееся (накопленное) значение суммирования приравнивают 0, т.е. Х=0. В сумматоре накопителе 9 осуществляют операцию
Figure 00000009
Если на второй вход сумматора накопителя 9 поступает значение k=Kmwi, то с выхода первого сумматора накопителя 9 на первый вход делителя 11 подают результат суммирования X.From the output of the adder 4 to the input of the phase 6 converter, ΔФ k, 0 подают
Figure 00000006
getting value
Figure 00000007
The obtained phase value is fed to the first input of the first multiplier 7, to the second input of which the output of counter 5 receives the value of k. From the output of the first multiplier 7, the value of the first adder of the drive 9 receives the value
Figure 00000008
At the same time, the value k arrives at the second input of the first adder of drive 9 from the counter output, and if k = 0, then the stored (accumulated) summation value is equal to 0, i.e. X = 0. In the adder drive 9 carry out the operation
Figure 00000009
If the value k = K mwi is supplied to the second input of the accumulator 9 adder, then the summation result X is output from the output of the first adder of the accumulator 9 to the first input of the divider 11.

На первый и второй входы второго умножителя 8 с выхода счетчика поступает значение к. С выхода второго умножителя 8 на первый вход второго сумматора накопителя 10 поступает значение к2. При этом на второй вход второго сумматора накопителя 10 с выхода счетчика поступает значение к, и если k=0, то хранящееся (накопленное) значение суммирования приравнивают 0, т.е. 7=0. В сумматоре накопителе 10 осуществляют операцию Y-Y+k2. Если на второй вход сумматора накопителя 10 поступает значение k=Кmак, то с выхода второго сумматора накопителя 10 на второй вход делителя 11 подают результат суммирования Y.The value k is supplied to the first and second inputs of the second multiplier 8 from the counter output. The value k 2 is output from the output of the second multiplier 8 to the first input of the second adder of the drive 10. In this case, the value k arrives at the second input of the second adder of the drive 10 from the counter output, and if k = 0, then the stored (accumulated) summation value is equal to 0, i.e. 7 = 0. In the adder drive 10 carry out the operation Y-Y + k 2 . If the value k = Kmak is supplied to the second input of the accumulator adder 10, then the summation Y is output from the output of the second accumulator adder 10 to the second input of the divider 11.

В делителе 11 осуществляют деление XIY. Результат подают на вход входу умножителя на коэффициент 12, в котором осуществляют умножение на коэффициент

Figure 00000010
В результате на выходе умножителяIn the divider 11, XIY is divided. The result is fed to the input of the multiplier by a factor of 12, in which multiplication by a coefficient
Figure 00000010
As a result, the output of the multiplier

на коэффициент 12, являющегося выходом устройства, получают значение доплеровского сдвига частоты.by a factor of 12, which is the output of the device, the value of the Doppler frequency shift is obtained.

Предлагаемое устройство обеспечивает определение доплеровского смещения частоты по информационному (т.е. неизвестному) фазоманипулированному сигналу с абсолютной, относительной или фазоразностной фазовой манипуляцией.The proposed device provides the determination of the Doppler frequency offset by the information (i.e., unknown) phase-shift signal with absolute, relative or phase-difference phase shift keying.

По сравнению с прототипом устройство требует значительно меньшее количество вычислительных операций, т.к. все операции умножения и сложения производятся с отдельными значениями, а в прототипе с векторами отсчетов входного сигнала и сигналов гетеродинов. Кроме того, в заявляемом устройстве точность получаемой оценки доплеровского смещения частоты выше и практически не зависит от выбранной частоты дискретизации.Compared with the prototype, the device requires a significantly smaller number of computational operations, because all operations of multiplication and addition are carried out with separate values, and in the prototype with sample vectors of the input signal and local oscillator signals. In addition, in the inventive device, the accuracy of the resulting estimate of the Doppler frequency shift is higher and practically independent of the selected sampling frequency.

Claims (1)

Устройство определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу путем аппроксимации фазового отклонения содержит фазовый детектор, на выходе которого получают значение фазы очередного k-го символа Фk, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом ключа и вторым входом сумматора, при этом второй вход ключа соединен с выходом счетчика, при этом при поступлении от счетчика номера k=0 ключ замыкается и с выхода ключа на вход блока памяти поступает значение фазы Ф0, а при k≠0 ключ разомкнут, в результате в блоке памяти хранится значение фазы Ф0, с выхода которого его подают со знаком «минус» к первому входу сумматора, на выходе сумматора получают значение разности фаз ΔФk,0=Фk-Ф0, которое подают на вход преобразователя фазы, осуществляющего операцию atan2(sin(ΔФk,0),cos(ΔФk,0)), выход преобразователя фазы подключен к первому входу первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика, а выход первого умножителя подключен к первому входу первого сумматора накопителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика и при k=0 начальное значение первого сумматора накопителя обнуляется, а при поступлении k=Kmax, равного максимальному номеру символа информационной последовательности, на которой осуществляется оценка доплеровского смещения частоты, с выхода первого сумматора накопителя на первый вход делителя подают результат суммирования X, при этом выход счетчика также соединен с первым и вторым входами второго умножителя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора накопителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика, и при k=0 начальное значение второго сумматора накопителя обнуляется, а при поступлении k=Kmax с выхода второго сумматора накопителя на второй вход делителя подают результат суммирования Y, выход делителя, в котором осуществляют деление X/Y, подключен к входу умножителя на коэффициент, в котором осуществляют умножение на коэффициент 1/(2πТсимв)=Fсимв/(2π), где Тсимв - длительность символа, Fсимв - частота следования символов, в результате получая на выходе умножителя на коэффициент, являющегося выходом устройства, значение доплеровского сдвига частоты.The device for determining the Doppler frequency shift by the information phase-manipulated signal by approximating the phase deviation contains a phase detector, the output of which receives the phase value of the next kth symbol Ф k , the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the key and the second input of the adder, in this case, the second key input is connected to the output of the counter; in this case, when the number k = 0 is received from the counter, the key is closed and the phase value Ф 0 arrives at the input of the memory block, and for k ≠ 0, the latch is open, as a result, the value of the phase Ф 0 is stored in the memory block, from the output of which it is supplied with a minus sign to the first input of the adder, the output of the adder receives the phase difference value ΔФ k, 0 = Ф k -Ф 0 , which is fed to the input of the phase converter performing the atan2 operation (sin (ΔФ k, 0 ), cos (ΔФ k, 0 )), the output of the phase converter is connected to the first input of the first multiplier, the second input of which is connected to the output of the counter, and the output of the first multiplier is connected to the first the input of the first adder drive, the second input of which is connected to the output ohm meter and when k = 0, the initial value of the first accumulator adder is reset and when entering k = K max, equal to the maximum number of the information sequence symbol in which the evaluation of the Doppler frequency shift, the output of the first accumulator adder by the first divider is supplied addition result input X while the output of the counter is also connected to the first and second inputs of the second multiplier, the output of which is connected to the first input of the second adder of the drive, the second input of which is connected to the output of the counter a, and when k = 0, the initial value of the second adder is reset drive and admission k = K max from the output of the second adder accumulator to the second divider input is supplied addition result Y, output of the divider, which is performed X / Y division, connected to the multiplier input the factor in which the multiplication by the factor 1 / (2πT Char) = F Char / (2π), where T Char - symbol duration, F Char - frequency symbol repetition, thus obtaining at the output of multiplier by a coefficient which is the output device, Doppler shift value ha frequency.
RU2018122011U 2018-06-14 2018-06-14 DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION DETERMINATION BY THE INFORMATION PHASOMANIPULATED SIGNAL BY APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION RU183781U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122011U RU183781U1 (en) 2018-06-14 2018-06-14 DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION DETERMINATION BY THE INFORMATION PHASOMANIPULATED SIGNAL BY APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122011U RU183781U1 (en) 2018-06-14 2018-06-14 DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION DETERMINATION BY THE INFORMATION PHASOMANIPULATED SIGNAL BY APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU183781U1 true RU183781U1 (en) 2018-10-02

Family

ID=63793853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122011U RU183781U1 (en) 2018-06-14 2018-06-14 DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION DETERMINATION BY THE INFORMATION PHASOMANIPULATED SIGNAL BY APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU183781U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188982U1 (en) * 2019-02-05 2019-05-06 Акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения", Патентное бюро DEVICE FOR ASSESSING THE DOPPLER DISPLACEMENT OF THE HARMONIC SIGNAL FREQUENCY
RU2700005C1 (en) * 2018-11-08 2019-09-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) Method of estimating channel parameters in broadband hydroacoustic communication and a device for realizing said channel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4706286A (en) * 1983-12-30 1987-11-10 Litton Systems, Inc. Method and circuit for extraction of Doppler information from a pseudo-noise modulated carrier
US20040136475A1 (en) * 2002-12-26 2004-07-15 Takehiko Kobayashi Demodulation method and apparatus based on differential detection system for pi/4 shifted QPSK modulated wave
RU2234810C1 (en) * 2002-12-03 2004-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Method and device for extracting information about doppler shift of signal carrier frequency
RU2011130805A (en) * 2011-07-22 2013-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" DIGITAL SIGNAL DEMODULATOR WITH RELATIVE PHASE MANIPULATION

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4706286A (en) * 1983-12-30 1987-11-10 Litton Systems, Inc. Method and circuit for extraction of Doppler information from a pseudo-noise modulated carrier
RU2234810C1 (en) * 2002-12-03 2004-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Method and device for extracting information about doppler shift of signal carrier frequency
US20040136475A1 (en) * 2002-12-26 2004-07-15 Takehiko Kobayashi Demodulation method and apparatus based on differential detection system for pi/4 shifted QPSK modulated wave
RU2011130805A (en) * 2011-07-22 2013-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" DIGITAL SIGNAL DEMODULATOR WITH RELATIVE PHASE MANIPULATION

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Методические указания к лабораторной работе: "ФОРМИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ", 2011. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700005C1 (en) * 2018-11-08 2019-09-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) Method of estimating channel parameters in broadband hydroacoustic communication and a device for realizing said channel
RU188982U1 (en) * 2019-02-05 2019-05-06 Акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения", Патентное бюро DEVICE FOR ASSESSING THE DOPPLER DISPLACEMENT OF THE HARMONIC SIGNAL FREQUENCY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2360263C2 (en) Device and method of high-speed detection of gps signals
US6407699B1 (en) Method and device for rapidly extracting time and frequency parameters from high dynamic direct sequence spread spectrum radio signals under interference
TWI575245B (en) Signal-processing systems and methods for echo ranging systems, and related computer program products
US11567351B2 (en) Methods for computation-free wideband spectral correlation and analysis
KR20110067120A (en) Methods and system for multi-path mitigation in tracking objects using reduced attenuation rf technology
US8254512B2 (en) Method and apparatus for increasing coherent integration length while receiving a positioning signal
RU183781U1 (en) DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION DETERMINATION BY THE INFORMATION PHASOMANIPULATED SIGNAL BY APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION
Yan et al. Weak GPS signal tracking using FFT discriminator in open loop receiver
US20220091278A1 (en) Time of arrival estimation
JP6364057B2 (en) Beacon location method
Tamazin et al. Robust fine acquisition algorithm for GPS receiver with limited resources
CN106918822A (en) Calculate the GNSS receiver of the non-fuzzy discriminator for parsing subcarrier tracking fuzziness
Tawk et al. A new FFT-based algorithm for secondary code acquisition for Galileo signals
RU186027U1 (en) DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION BY THE PHASOMANIPULATED SIGNAL INFORMATION BY THE WEIGHTED APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION
CN109709582A (en) Hypothesis related to tracking is obtained by combination to improve the device and method of GNSS sensitivity
Pichler et al. Multi-channel distance measurement with IEEE 802.15. 4 (ZigBee) devices
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
CN113093232A (en) GNSS multi-frequency combined capturing method based on correlation domain
US20020149513A1 (en) Flexible digital ranging system and method
JP4077092B2 (en) Doppler frequency measurement method and Doppler sonar
Subburaj et al. Spur mitigation in high-sensitivity GNSS receivers
RU2708383C2 (en) Method for processing range signals with modulated shifted carrier
RU2472167C1 (en) Digital metre of signal capacity and noise capacity in radio receiver channel pass band in real time
JP2017125807A (en) M code-modulated microwave distance measurement device
Borio Double phase estimator: new results