RU2128398C1 - Device for tracing signal delay - Google Patents
Device for tracing signal delay Download PDFInfo
- Publication number
- RU2128398C1 RU2128398C1 RU97114716A RU97114716A RU2128398C1 RU 2128398 C1 RU2128398 C1 RU 2128398C1 RU 97114716 A RU97114716 A RU 97114716A RU 97114716 A RU97114716 A RU 97114716A RU 2128398 C1 RU2128398 C1 RU 2128398C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- signal
- fading
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Данное изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам временной синхронизации для систем связи, в том числе с широкополосными сигналами. Изобретение также относится, но не ограничивается этим, к сотовым устройствам радиосвязи множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), базовым и мобильным станциям, использующим методы временной синхронизации. This invention relates to radio engineering, in particular to time synchronization devices for communication systems, including those with broadband signals. The invention also relates, but is not limited to, code division multiple access (CDMA) cellular radio communication devices, base stations and mobile stations using time synchronization techniques.
Нестационарность реальных каналов связи, многолучевое распространение передаваемого сигнала, в том числе и в системах множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), накладывают жесткие требования к характеристикам современных систем слежения за задержкой. Успешная реализация, в частности, многолучевого приемника базовой станции и многолучевого приемника мобильной станции в системе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) возможна при условии, что устройство слежения за задержкой сигнала будет удовлетворять противоречивым требованиям: высокой точности, высокому быстродействию и устойчивостью к федингу. При этом во время вхождения в синхронизм желательно, чтобы быстродействие устройства слежения за задержкой сигнала было максимальным. Но при этом должны быть оптимальными и фильтрующие свойства устройства для обеспечения минимальной ошибки при слежении за задержкой. Кроме того, замирания сигнала не должны приводить к возникновению больших ошибок оценки временных рассогласований в устройстве слежения за задержкой сигнала в условиях фединга, порождаемого многолучевым распространением сигнала в канале связи и в особенности для мобильных систем связи. Unsteadiness of real communication channels, multipath propagation of a transmitted signal, including in code division multiple access (CDMA) systems, impose stringent requirements on the performance of modern delay tracking systems. Successful implementation, in particular, of a multipath receiver of a base station and a multipath receiver of a mobile station in a code division multiple access (CDMA) system is possible provided that the signal delay tracking device satisfies conflicting requirements: high accuracy, high speed, and resistance to fading . At the same time, when entering synchronism, it is desirable that the speed of the signal delay tracking device be maximum. But at the same time, the filtering properties of the device should be optimal to ensure minimal error when tracking the delay. In addition, signal fading should not lead to large errors in the estimation of temporal mismatches in the device for monitoring the signal delay in the conditions of fading generated by multipath signal propagation in the communication channel, and especially for mobile communication systems.
Решению проблемы временной синхронизации уделяется достаточно большое внимание в работе [1, Дж. Спилкер. Цифровая спутниковая связь. М. "Связь" 1979, с. 387 - 404]. The solution to the problem of time synchronization is given quite a lot of attention in [1, J. Spilker. Digital satellite communications. M. "Communication" 1979, p. 387 - 404].
Типичный вариант выполнения таких устройств слежения за задержкой сигнала рассмотрен в [2, монографии А. Витерби. "СDМА. Принципы широкополосной связи ("CDMA. Principles of Spread Spectrum Communication"), Copyright. 1995 by Addison-Wesley Publishing Company", 1995], где анализируется устройство слежения за задержкой типа "опережение-запаздывание" ("earlilate"), которое в условиях фединга работает недостаточно эффективно. Это связано с тем, что параметры этого устройства жестко фиксированны (т.е. не зависят от внешних условий: полоса фильтра в кольце обратной связи и коэффициент усиления постоянны), следовательно, фиксированы и ее возможности по динамическим и фильтрующим свойствам. В результате чего в условиях фединга это устройство работает либо неточно и со срывами слежения, либо с низким быстродействием. A typical embodiment of such signal delay tracking devices is considered in [2, A. Viterbi's monograph. "CDMA. Principles of Spread Spectrum Communication", Copyright. 1995 by Addison-Wesley Publishing Company, 1995], where an earlilate delay tracking device is analyzed, which in the conditions of fading is not effective enough. This is due to the fact that the parameters of this device are rigidly fixed (i.e., they do not depend on external conditions: the filter band in the feedback ring and the gain are constant); therefore, its capabilities in terms of dynamic and filtering properties are also fixed. As a result, in the conditions of fading, this device works either inaccurately and with breakdowns in tracking, or with low speed.
Известно устройство слежения за задержкой [3, Дж. Дж. Олмос, Р. Агусти "Анализ и проектирование схемы слежения за задержкой второго порядка в системе CDMA", опубликованное в IEEE 0-7803-0673-2/92. 1992, р. 221 - 224], которое содержит три параллельные ветви обработки, первая и вторая из которых содержат последовательно соединенные перемножитель, фильтр и квадратор в каждой ветви обработки, при этом перемножитель и фильтр в каждой ветви обработки выполняют функцию корреляторов, на выходе которых формируются значения взаимно корреляционных функций входного сигнала и его запаздывающей и опережающей копий, а третья ветвь обработки содержит перемножитель, на выходе которого появляется информационный сигнал, который содержится во входном широкополосном сигнале. Далее это устройство содержит генератор псевдослучайных последовательностей, сумматор, фильтр низкой частоты в кольце обратной связи и управляемый генератор. A delay tracking device is known [3, J. J. Olmos, R. Agusti "Analysis and design of a second order delay tracking scheme in a CDMA system", published in IEEE 0-7803-0673-2 / 92. 1992, p. 221 - 224], which contains three parallel processing branches, the first and second of which contain a series-connected multiplier, filter and quadrator in each processing branch, while the multiplier and filter in each processing branch function as correlators, at the output of which cross-correlation values are generated functions of the input signal and its delayed and leading copies, and the third processing branch contains a multiplier, at the output of which an information signal appears, which is contained in the input wide olosnom signal. Further, this device contains a pseudo-random sequence generator, an adder, a low-pass filter in the feedback ring and a controlled generator.
Недостатком этого устройства является то, что при работе с высокой точностью в режиме слежения оно имеет длительный переходный процесс компенсации начальных расстроек по задержке, что обусловлено узкой полосой фильтра кольца регулирования. Кроме того, точность слежения существенно понижается в условиях фединга. The disadvantage of this device is that when working with high accuracy in the tracking mode, it has a long transitional process of compensating for the initial delays in the delay, which is due to the narrow filter band of the control ring. In addition, tracking accuracy is significantly reduced in fading conditions.
Фильтр низкой частоты кольца регулирования обеспечивает большую точность работы в режиме слежения при узкой полосе, но при этом увеличивается время переходного процесса компенсации начальных расстроек. Поэтому если нужно сократить время переходного процесса, то необходимо увеличить полосу фильтра, что приводит к ухудшению помехозащищенности, т.е. к увеличению среднеквадратичного значения сигнала ошибки. The low-pass filter of the control ring provides greater accuracy in tracking mode with a narrow band, but this increases the transition time of the compensation of the initial disturbances. Therefore, if it is necessary to reduce the transient time, it is necessary to increase the filter bandwidth, which leads to a decrease in noise immunity, i.e. to increase the rms value of the error signal.
Таким образом, это устройство не позволяет исключить влияние фединга на точность оценки задержки устройства слежения за задержкой в нестационарном канале связи. Следовательно, работа этого устройства является неэффективной в условиях фединга, порождаемого многолучевым распространением сигнала в канале связи. Thus, this device does not allow to exclude the influence of fading on the accuracy of estimating the delay of the delay tracking device in the non-stationary communication channel. Therefore, the operation of this device is ineffective in the conditions of fading generated by multipath signal propagation in the communication channel.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является устройство, описанное в [4, А. Гонзалес, В. Руис, М.И. Лопес и С.Валдеолмиллос. Моделирование устройства слежения за задержкой второго порядка в условиях многолучевого распространения сигнала, опубликованное в IEEE 0-7803-1266-Х/93] . Это устройство содержит три параллельные ветви обработки, первая и вторая из которых содержат последовательно соединенные перемножитель, фильтр и квадратор в каждой ветви обработки, при этом перемножитель и фильтр в каждой ветви обработки выполняют функцию корреляторов, на выходе которых формируются значения взаимно корреляционных функций входного сигнала и его запаздывающей и опережающей копий, а третья ветвь обработки содержит перемножитель, на выходе которого появляется информационный сигнал, который содержится во входном широкополосном сигнале. Квадратор в каждой ветви обработки используется для снятия модуляции соответствующих корреляционных функций информационным сигналом. Далее это устройство содержит генератор псевдослучайных последовательностей, сумматор, фильтр низкой частоты в кольце обратной связи и управляемый генератор. При этом входами устройства являются первые входы перемножителей, вторые входы которых соединены с соответствующими им выходами генератора псевдослучайных последовательностей, выходы квадраторов соединены со входами сумматора, выход которого соединен со входом фильтра низкой частоты кольца обратной связи, выход которого подключен ко входу управляемого генератора, выход которого соединен со входом генератора псевдослучайных последовательностей. The closest technical solution to the claimed invention is the device described in [4, A. Gonzales, V. Ruiz, M.I. Lopez and S. Valdeolmillos. Simulation of a second-order delay tracking device under multipath signal propagation, published in IEEE 0-7803-1266-X / 93]. This device contains three parallel processing branches, the first and second of which contain a multiplier, a filter and a quadrator connected in series in each processing branch, while the multiplier and a filter in each processing branch function as correlators, at the output of which values of the correlation functions of the input signal are generated and its delayed and leading copies, and the third processing branch contains a multiplier, at the output of which an information signal appears, which is contained in the input wide band signal. A quadrator in each processing branch is used to remove the modulation of the corresponding correlation functions by an information signal. Further, this device contains a pseudo-random sequence generator, an adder, a low-pass filter in the feedback ring and a controlled generator. The inputs of the device are the first inputs of the multipliers, the second inputs of which are connected to the corresponding outputs of the pseudo-random sequence generator, the outputs of the quadrants are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to the input of the low-pass filter of the feedback ring, the output of which is connected to the input of the controlled generator, the output of which connected to the input of the pseudo-random sequence generator.
Сумматор в этом устройстве используют для формирования дискриминационной характеристики устройства, которая представляет разность между запаздывающей и опережающей корреляционными функциями. Сигнал ошибки, возникающий на выходе этого сумматора, фильтруется в фильтре кольца и управляет частотой управляемого генератора, который генерирует сигнал тактовой частоты генератора псевдослучайной последовательности. The adder in this device is used to form a discriminatory characteristic of the device, which represents the difference between the delayed and leading correlation functions. The error signal that occurs at the output of this adder is filtered in the ring filter and controls the frequency of the controlled oscillator, which generates a clock signal of the pseudo-random sequence generator.
При совпадении псевдослучайной последовательности, генерируемой генератором псевдослучайной последовательности, с входным широкополосным сигналом величины взаимно корреляционных функций равны. Сигнал ошибки на выходе сумматора равен нулю, и управляемый генератор работает на тактовой частоте, которая равна тактовой частоте входного широкополосного сигнала. If the pseudo-random sequence generated by the pseudo-random sequence generator coincides with the input broadband signal, the values of the cross-correlation functions are equal. The error signal at the output of the adder is zero, and the controlled generator operates at a clock frequency that is equal to the clock frequency of the input broadband signal.
При несовпадении тактовых частот принимаемого широкополосного сигнала, генерируемого генератором псевдослучайных последовательностей, величины взаимно корреляционных функций не равны в каналах опережения и отставания. На выходе сумматора накапливается сигнал ошибки знака преобладающей корреляционной функции, т. е. если преобладает корреляционная функция опережающей последовательности, то величина сигнала ошибки отрицательна и пропорциональна временному рассогласованию между принимаемым широкополосным сигналом и генерируемой последовательностью. В противоположном случае сигнал ошибки будет иметь противоположный знак. If the clock frequencies of the received broadband signal generated by the pseudorandom sequence generator do not coincide, the values of the cross-correlation functions are not equal in the lead and lag channels. The signal error of the sign of the prevailing correlation function is accumulated at the output of the adder, i.e., if the correlation function of the leading sequence prevails, then the magnitude of the error signal is negative and proportional to the time mismatch between the received broadband signal and the generated sequence. In the opposite case, the error signal will have the opposite sign.
Тактовая частота, генерируемая управляемым генератором, изменяется до тех пор, пока сигнал ошибки не станет равным нулю. При этом будет полное совпадение принимаемого широкополосного сигнала с генерируемой псевдослучайной последовательностью по задержке. The clock frequency generated by the controlled oscillator changes until the error signal becomes zero. In this case, there will be a complete coincidence of the received broadband signal with the generated pseudo-random sequence in delay.
Недостатком этого устройства так же, как и предыдущего, является то, что оно при работе с высокой точностью в режиме слежения имеет длительный переходный процесс компенсации начальных расстроек по задержке, что обусловлено узкой полосой фильтра кольца регулирования, которая обеспечивает малое среднеквадратичное значение сигнала ошибки. The disadvantage of this device, as well as the previous one, is that when operating with high accuracy in the tracking mode, it has a long transitional process of compensating for the initial delays in the delay, which is due to the narrow filter band of the control ring, which provides a small rms value of the error signal.
Фильтр низкой частоты кольца регулирования обеспечивает большую точность работы в режиме слежения при узкой полосе, но при этом увеличивается время переходного процесса компенсации начальных расстроек. Если нужно сократить время переходного процесса, то необходимо увеличить полосу фильтра, что приводит к ухудшению помехозащищенности, т.е. к увеличению среднеквадратичного значения сигнала ошибки. А это приводит к уменьшению точности работы устройства слежения за задержкой, особенно в федингующих каналах связи, так как это устройство не позволяет исключить влияние фединга на точность оценки задержки в нестационарном канале связи. The low-pass filter of the control ring provides greater accuracy in tracking mode with a narrow band, but this increases the transition time of the compensation of the initial disturbances. If it is necessary to reduce the transient time, it is necessary to increase the filter band, which leads to a decrease in noise immunity, i.e. to increase the rms value of the error signal. And this leads to a decrease in the accuracy of the delay tracking device, especially in fading communication channels, since this device does not allow to exclude the influence of fading on the accuracy of delay estimation in an unsteady communication channel.
Следовательно, работа этого устройства является неэффективной в условиях фединга, порождаемого многолучевым распространением сигнала в канале связи. Therefore, the operation of this device is ineffective in the conditions of fading generated by multipath signal propagation in the communication channel.
Поэтому в основу заявляемого технического решения положена задача создания такого устройства слежения за задержкой сигнала, которое позволило бы:
- ускорить переходный процесс подстройки задержки при больших расстройках по времени за счет расширения полосы фильтра низкой частоты в кольце обратной связи и исключения влияния помех при наличии замираний в федингующих каналах связи;
- повысить точность оценки задержки за счет сужения полосы фильтра низкой частоты в кольце обратной связи и исключения влияния помех при наличии замираний в федингующих каналах связи.Therefore, the basis of the proposed technical solution is the task of creating such a device for tracking the signal delay, which would allow:
- to accelerate the transition process of adjusting the delay for large detunings in time by expanding the low-pass filter band in the feedback ring and eliminating the influence of interference in the presence of fading in the fading communication channels;
- to improve the accuracy of estimating the delay by narrowing the band of the low-pass filter in the feedback ring and eliminating the influence of interference in the presence of fading in the fading communication channels.
Эта задача достигается тем, что в устройство слежения за задержкой сигнала, содержащее по меньшей мере три параллельные ветви обработки сигнала, первая ветвь из которых содержит первый перемножитель, а вторая и третья ветви - последовательно соединенные перемножитель, интегратор со сбросом и блок функционального преобразования, при этом последовательно соединенные перемножитель и интегратор со сбросом в каждой ветви обработки используют в качестве коррелятора, генератор псевдослучайных последовательностей, сумматор и управляемый генератор, при этом первые входы перемножителей являются входами устройства, вторые их входы соединены с выходами генератора псевдослучайных последовательностей, выходы двух блоков функционального преобразования соединены соответственно с первым и вторым входом сумматора, а выход управляемого генератора - с входом генератора псевдослучайных последовательностей, дополнительно введены следующие существенные конструктивные признаки:
- сформирована первая ветвь обработки аналогично второй и третьей ветвям обработки, т.е. введены последовательно соединенные интегратор со сбросом и блок функционального преобразования, при этом вход интегратора со сбросом соединен с выходом первого перемножителя, это выполнено для того, чтобы все три ветви обработки одновременно выполняли эквивалентные функции преобразования входного сигнала;
- блок оценки фединга для выявления участков пропадания сигналов и формирования соответствующей команды управления - коммутации сигнала ошибки (текущего значения дискриминационной характеристики) и сигнала максимального значения взаимно корреляционной функции;
- блок управления для формирования кода частоты в зависимости от величины текущей расстройки и управления скоростью подстройки временного рассогласования;
- введены соответственно новые связи:
выход первого блока функционального преобразования соединен с первым входом блока оценки фединга,
выходы второго и третьего блоков функционального преобразования одновременно соединены с соответствующими им вторым и третьим входами блока оценки фединга, с первым и вторым входами сумматора и вторым и первым входами блока управления,
первый выход блока оценки фединга является выходом информационного сигнала,
второй выход блока оценки фединга соединен с четвертым входом блока управления,
третий вход блока управления соединен с сумматором,
первый и второй выходы блока управления соединены с соответствующими им первым и вторым входами управляемого генератора.This task is achieved by the fact that in the device for monitoring the signal delay, containing at least three parallel branches of the signal processing, the first branch of which contains the first multiplier, and the second and third branches - series-connected multiplier, integrator with reset and functional conversion unit, when In this case, a multiplier and an integrator connected in series with a reset in each processing branch are used as a correlator, a pseudo-random sequence generator, an adder, and a controlled an herator, while the first inputs of the multipliers are the inputs of the device, their second inputs are connected to the outputs of the pseudo-random sequence generator, the outputs of two functional transformation blocks are connected respectively to the first and second input of the adder, and the output of the controlled generator is connected to the input of the pseudo-random sequence generator, the following essential design features:
- the first processing branch is formed similarly to the second and third processing branches, i.e. a integrator with a reset and a functional conversion unit are introduced in series, while the integrator input with a reset is connected to the output of the first multiplier, this is done so that all three processing branches simultaneously perform equivalent conversion functions of the input signal;
- fading evaluation unit for detecting signal loss sections and forming the corresponding control command — switching the error signal (current value of the discriminatory characteristic) and the signal of the maximum value of the cross-correlation function;
- a control unit for generating a frequency code depending on the magnitude of the current detuning and controlling the rate of adjustment of the temporal mismatch;
- respectively introduced new relationships:
the output of the first functional conversion unit is connected to the first input of the fading evaluation unit,
the outputs of the second and third blocks of the functional transformation are simultaneously connected to the corresponding second and third inputs of the fading evaluation unit, to the first and second inputs of the adder and the second and first inputs of the control unit,
the first output of the fader evaluation unit is the output of an information signal,
the second output of the fading evaluation unit is connected to the fourth input of the control unit,
the third input of the control unit is connected to the adder,
the first and second outputs of the control unit are connected to their respective first and second inputs of a controlled generator.
Сопоставительный анализ с прототипом заявляемого устройства слежения за задержкой показывает, что заявляемое техническое решение отличается наличием новых существенных признаков. А именно введены в устройство слежения за задержкой два принципиально важных блока - это блок оценки фединга и блок управления и соответственно введенные новые связи в схему устройства. Следовательно заявляемое устройство отвечает критерию изобретения "новизна". A comparative analysis with the prototype of the inventive delay tracking device shows that the claimed technical solution is characterized by the presence of new significant features. Namely, two fundamentally important units are introduced into the delay tracking device - this is a fading evaluation unit and a control unit and, accordingly, new connections are introduced into the device circuit. Therefore, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."
Сравнение заявляемого технического решения с другими техническими решениями из известного уровня техники [1-3] не позволило выявить признаки, заявленные в отличительной части изобретения. Кроме того? из известных источников не выявлены устройства, которые позволили бы получить эквивалентный эффект, т. е. ускорить переходный процесс подстройки задержки по времени и повысить точность оценки задержки за счет исключения влияния шумов при наличии замираний в федингующих каналах связи. Comparison of the claimed technical solution with other technical solutions from the prior art [1-3] did not reveal the signs claimed in the characterizing part of the invention. Besides? From known sources, devices that would allow to obtain an equivalent effect, i.e., to accelerate the transition process of adjusting the delay in time and to increase the accuracy of estimating the delay by eliminating the influence of noise in the presence of fading in the fading communication channels, were not identified from known sources.
Все сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что заявляемое устройство отвечает критериям: "новизна", "существенные отличия", "неочевидность" и соответствует изобретательскому уровню. All of the above allows us to conclude that the claimed device meets the criteria: "novelty", "significant differences", "non-obviousness" and corresponds to the inventive step.
На фиг. 1 представлена блок-схема заявляемого устройства слежения за задержкой сигнала; на фиг. 2 - блок оценки фединга, представляющий частный вариант выполнения; на фиг. 3 - блок управления, представляющий частный вариант выполнения; на фиг. 4 - устройство формирования порога для блока оценки фединга, представляет частный вариант выполнения; на фиг. 5 - фильтр низкой частоты для блока управления, представляет частный вариант выполнения; на фиг. 6 - схема сравнения для блока управления 14; фиг. 7 иллюстрирует алгоритм работы устройства оценки фединга 13. In FIG. 1 presents a block diagram of the inventive device for tracking the delay of the signal; in FIG. 2 - block evaluating fading, representing a private embodiment; in FIG. 3 is a control unit representing a private embodiment; in FIG. 4 - a threshold formation device for a fader evaluation unit, represents a particular embodiment; in FIG. 5 - low-pass filter for the control unit, is a private embodiment; in FIG. 6 is a comparison diagram for a control unit 14; FIG. 7 illustrates the operation algorithm of the
Устройство слежения за задержкой сигнала в соответствии с фиг. 1 содержит три параллельные ветви обработки, каждая из которых содержит последовательно соединенные перемножитель, интегратор со сбросом и блок функционального преобразования, т.е. первая ветвь содержит первый перемножитель 1, первый интегратор со сбросом 2, первый блок функционального преобразования 3, вторая ветвь - второй перемножитель 4, второй интегратор со сбросом 5 и второй блок функционального преобразования 6, третья ветвь - третий перемножитель 7, третий интегратор со сбросом 8 и третий блок функционального преобразования 9; генератор псевдослучайных последовательностей 10, сумматор 11, управляемый генератор 12, блок оценки фединга 13 и блок управления 14. При этом первые входы перемножителей 1, 4, 7 являются входами устройства, вторые их входы соединены с выходами генератора псевдослучайных последовательностей 10, выход первого блока функционального преобразования 3 соединен с первым входом блока оценки фединга 13, выходы второго 6 и третьего 9 блоков функционального преобразования одновременно соединены соответственно со вторым и третьим входами блока оценки фединга 13, первым и вторым входом сумматора 11 и вторым и первым входами блока управления 14, первый выход блока оценки фединга 13 является выходом информационного сигнала, второй выход соединен с четвертым входом блока управления 14, третий вход которого соединен с выходом сумматора 11, а два выхода блока управления 14 соответственно соединены с первым и вторым входами управляемого генератора 12. The signal delay tracking device according to FIG. 1 contains three parallel processing branches, each of which contains a series-connected multiplier, an integrator with a reset, and a functional transformation unit, i.e. the first branch contains the
Блок оценки фединга 13, представляющий частный вариант выполнения, в соответствии с фиг. 2 содержит блок выбора максимума 15, устройство формирования порога 16, масштабирующий усилитель 17 и схему сравнения 18, при этом входами этого устройства являются входы блока выбора максимума 15, выход которого одновременно является выходом информационного сигнала и соединен с входом устройства формирования порога 16 и входом масштабирующего усилителя 17, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения 18, выход которой является вторым выходом этого устройства. A
Блок управления 14 представляет частный вариант выполнения и в соответствии с фиг. 3 содержит сумматор 19, первый управляемый ключ 20, второй управляемый ключ 21, первый фильтр низкой частоты 22, второй фильтр низкой частоты 23 и схему сравнения 24, при этом первый и второй входы сумматора 19 являются первым и вторым входами блока управления 14, выход сумматора 19 соединен с первым входом первого управляемого ключа 20, первый вход второго управляемого ключа 21 является третьим входом блока управления 14, вторые входы первого 20 и второго 21 управляемых ключей являются четвертыми управляемыми входами этого блока, выходы управляемых ключей соответственно соединены с первыми входами первого 22 и второго 23 фильтров низкой частоты, при этом выход первого фильтра низкой частоты 22 соединен с первым входом схемы сравнения 24, выход второго фильтра низкой частоты 23 одновременно является первым выходом устройства и соединен со вторым входом схемы сравнения 24, один выход которой одновременно соединен со вторыми входами первого 22 и второго 23 фильтров низкой частоты, а другой выход схемы сравнения является вторым выходом устройства. The control unit 14 represents a particular embodiment and in accordance with FIG. 3 contains an adder 19, a first managed key 20, a second managed key 21, a first low-pass filter 22, a second low-pass filter 23 and a comparison circuit 24, while the first and second inputs of the adder 19 are the first and second inputs of the control unit 14, the output of the adder 19 is connected to the first input of the first managed key 20, the first input of the second managed key 21 is the third input of the control unit 14, the second inputs of the first 20 and second 21 managed keys are the fourth controlled inputs of this block, the outputs of the controlled key respectively, it is connected to the first inputs of the first 22 and second 23 low-pass filters, while the output of the first low-pass filter 22 is connected to the first input of the comparison circuit 24, the output of the second low-pass filter 23 is simultaneously the first output of the device and connected to the second input of the comparison circuit 24 , one output of which is simultaneously connected to the second inputs of the first 22 and second 23 low-pass filters, and the other output of the comparison circuit is the second output of the device.
Устройство формирования порога 16 для блока оценки фединга 13 представляет частный вариант выполнения и в соответствии с фиг. 4 содержит сдвиговый регистр 25, содержащий n ячеек, и блок выбора максимума 26, при этом входом устройства является вход сдвигового регистра, n выходов его соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума 26, выход которого является выходом устройства. The threshold shaping device 16 for the
Блок-схема фильтров низкой частоты 22 и 23 для блока управления 14 представляет частный вариант выполнения и в соответствии с фиг. 5 содержит q-фильтров низкой частоты 27-1 - 27-q, параллельно включенных, и мультиплексор 28, при этом входы фильтров низкой частоты 27-1 - 27-q являются первыми входами этого устройства, выход их соединен с соответствующими им первыми входами мультиплексора 28, второй вход которого является вторым входом этого устройства, а выход которого является выходом устройства. Структурная схема, которая приведена на фиг. 5 в качестве примера, аналогична для фильтров низкой частоты 22 и 23, т. е. функциональные характеристики этих фильтров должны быть идентичны. The block diagram of the low-pass filters 22 and 23 for the control unit 14 represents a particular embodiment, and in accordance with FIG. 5 contains q-filters of low frequency 27-1 - 27-q, connected in parallel, and a
Схема сравнения 24 для блока управления 14 представляет частный вариант выполнения и в соответствии с фиг. 6 содержит i-аттенюаторов 29-1 -29-i и соответственно им схем сравнения 30-1 - 30-i, первый 31 и второй 32 преобразователи кода, при этом первым входом этого устройства являются входы аттенюаторов 29-1 - 29- i, выходы которых соединены с первыми входами схем сравнения 30-1 - 30-i, второй вход которых является вторым входом этого устройства, выходы схем сравнения 30-1 - 30-i одновременно соединены с соответствующими им входами первого 31 и второго 32 преобразователей кода, выходы которых являются выходами этого устройства. The comparison circuit 24 for the control unit 14 represents a particular embodiment and in accordance with FIG. 6 contains i-attenuators 29-1 -29-i and correspondingly comparison circuits 30-1 - 30-i, the first 31 and second 32 code converters, while the first input of this device is the inputs of the attenuators 29-1 - 29-i, the outputs of which are connected to the first inputs of the comparison circuits 30-1 - 30-i, the second input of which is the second input of this device, the outputs of the comparison circuits 30-1 - 30-i are simultaneously connected to the corresponding inputs of the first 31 and second 32 code converters, the outputs which are the outputs of this device.
Фиг. 7 иллюстрирует алгоритм работы блока оценки фединга 13, где
a иллюстрирует форму федингующего сигнала на выходе масштабирующего усилителя 17 (фиг. 2);
в иллюстрирует выходной сигнал устройства формирования порога 16 (фиг. 2), который является сигналом сравнения;
c иллюстрирует выходной управляющий сигнал схемы сравнения 18 (фиг. 2).FIG. 7 illustrates the operation algorithm of the
a illustrates the shape of the fading signal at the output of the scaling amplifier 17 (FIG. 2);
c illustrates the output of the threshold shaping device 16 (FIG. 2), which is a comparison signal;
c illustrates the output control signal of the comparison circuit 18 (FIG. 2).
Устройство слежения за задержкой сигнала в соответствии с фиг. 1 работает следующим образом. На первые входы перемножителей 1, 4 и 7 поступает входной широкополосный сигнал, а вторые входы перемножителей 1, 4 и 7 принимают псевдослучайные последовательности с генератора псевдослучайных последовательностей 10. The signal delay tracking device according to FIG. 1 works as follows. An input broadband signal is supplied to the first inputs of
Генератор псевдослучайных последовательностей 10 формирует псевдослучайные последовательности в соответствии с формой входного широкополосного сигнала. The pseudo-random sequence generator 10 generates pseudo-random sequences in accordance with the shape of the input wideband signal.
Последовательно соединенные перемножитель и интегратор со сбросом в каждой из ветвей обработки выполняют функцию коррелятора. The series-connected multiplier and integrator with a reset in each of the processing branches perform the function of a correlator.
Выходной сигнал с выхода первого перемножителя 1, пройдя через первый интегратор со сбросом 2, соответствует взаимно корреляционной функции между входным широкополосным сигналом и сигналом, генерируемым генератором псевдослучайных последовательностей 10, с задержкой относительно принятого сигнала, равной "0". В то же время выходной сигнал с первого перемножителя 1 может использоваться как информационный. The output signal from the output of the
Выходной сигнал с выхода второго перемножителя 4, пройдя через второй интегратор со сбросом 5, соответствует взаимно корреляционной функции между входным широкополосным сигналом и сигналом, генерируемым генератором псевдослучайных последовательностей 10, сдвинутым в сторону опережения на Δτ.
Выходной сигнал с выхода третьего перемножителя 7, пройдя через третий интегратор со сбросом 8, соответствует взаимно корреляционной функции между входным широкополосным сигналом и сигналом, генерируемым генератором псевдослучайных последовательностей 10, сдвинутым в сторону отставания на Δτ.
Таким образом, на выходе трех корреляторов (на выходе первого интегратора со сбросом 2, второго интегратора со сбросом 5 и третьего интегратора со сбросом 8) будет сформировано значение взаимно корреляционной функции входного сигнала и его копий.The output signal from the output of the second multiplier 4, passing through the second integrator with a reset 5, corresponds to the cross-correlation function between the input broadband signal and the signal generated by the pseudo-random sequence generator 10, shifted in the direction of advance by Δτ.
The output signal from the output of the third multiplier 7, passing through the third integrator with a reset 8, corresponds to a cross-correlation function between the input broadband signal and the signal generated by the pseudo-random sequence generator 10, shifted to the lag direction Δτ.
Thus, at the output of three correlators (at the output of the first integrator with reset 2, the second integrator with reset 5 and the third integrator with reset 8), the value of the cross-correlation function of the input signal and its copies will be generated.
Далее, в зависимости от вида входного сигнала на выходе корреляторов (интеграторов со сбросом 2, 5 и 8) могут возникнуть несколько возможных ситуаций, в частности когда входной сигнал зависит от дополнительного параметра, известной или случайной фазы, или модулирован информационным сигналом. Эти параметры сигнала непосредственно влияют на выходную взаимно корреляционную функцию с первого блока функционального преобразования 3, второго блока функционального преобразования 6 и третьего блока функционального преобразования 9. Further, depending on the type of input signal at the output of the correlators (integrators with reset 2, 5 and 8), several possible situations may arise, in particular when the input signal depends on an additional parameter, a known or random phase, or is modulated by an information signal. These signal parameters directly affect the output cross-correlation function from the first block of functional transform 3, the second block of
Поэтому в каждом индивидуальном случае необходимо использовать конкретные для данного случая алгоритмы, в соответствии с которыми следует преобразовать взаимно корреляционную функцию так, чтобы уйти от зависимости дополнительных параметров входного сигнала и выделить его взаимно корреляционную функцию в полном объеме (то есть получить максимально возможный энергетический отклик). Therefore, in each individual case, it is necessary to use specific algorithms for this case, in accordance with which the cross-correlation function should be transformed so as to get rid of the dependence of the additional parameters of the input signal and isolate its cross-correlation function in full (i.e., to obtain the maximum possible energy response) .
Например, для сигнала с неизвестной фазой φ в блоках функционального преобразования 3, 6 и 9 выполняется алгоритм вычисления модуля взаимно корреляционной функции следующим образом: выделяются ее sin и cos составляющие и далее реализуется преобразование
где ВКФ - взаимно корреляционная функция.For example, for a signal with an unknown phase φ in the
where VKF is a cross-correlation function.
Это позволяет уйти от зависимости по фазе. This allows you to get rid of phase dependency.
В другом случае если входной сигнал модулирован информационным сообщением, то для снятия этой модуляции в блоках функционального преобразования 3, 6 и 9 выполняется операция возведения взаимно корреляционной функции в квадрат (или умножение величины взаимно корреляционной функции саму на себя). In another case, if the input signal is modulated by an information message, then to remove this modulation in the blocks of
В первом блоке функционального преобразования 3 формируется взаимно корреляционная функция входного сигнала и его копии с задержкой относительно принятого сигнала, равной "0". In the first block of functional transformation 3, a cross-correlation function of the input signal and its copy is formed with a delay relative to the received signal equal to "0".
Во втором блоке функционального преобразования 6 формируется взаимно корреляционная функция входного сигнала и его копии, сдвинутой на +Δτ, а в третьем блоке функционального преобразования 9 формируется взаимно корреляционная функция входного сигнала и его копии, сдвинутой на Δτ. Далее выходные сигналы с блоков функционального преобразования 6 и 9 поступают на сумматор 11, который используется для формирования дискриминационной характеристики устройства. In the second block of
Сформированные взаимно корреляционные функции входного сигнала и его копий с блоков функционального преобразования 3, 6 и 9 поступают на входы блока оценки фединга 13. В этом устройстве выбирается максимальный из поступивших сигналов, который может использоваться как информационный. The generated cross-correlation functions of the input signal and its copies from the functional conversion blocks 3, 6 and 9 are fed to the inputs of the fading
Причем информационный сигнал может быть извлечен в процессе работы устройства в любой необходимый момент времени и с выхода любого из устройств, например с выхода первого перемножителя 1, или с выхода первого интегратора со сбросом 2, или с выхода первого блока функционального преобразователя 3, или с выхода блока выбора максимума 15, расположенного в блоке оценки фединга 13. Однако наиболее предпочтительным является съем информационного сигнала с выхода блока выбора максимума 15, так как это дает дополнительный выигрыш в помехозащищенности за счет возможности использования информационных сообщений как "центрального" канала, так и из "опережающего" и "запаздывающего" каналов. Moreover, the information signal can be extracted during operation of the device at any necessary time and from the output of any of the devices, for example, from the output of the
Далее максимальный из поступивших сигналов в блок оценки фединга 13 одновременно оценивается по уровню принятого сигнала за время нескольких периодов фединга и масштабируется, затем сравниваются уровни отфильтрованного и отмасштабированного сигналов, и выносится решение о наличии фединга. Выходной сигнал блока оценки фединга 13 поступает в качестве управляющего сигнала на блок управления 14. Next, the maximum of the received signals in the
Наряду с замиранием сигнала, вызванным федингом, может быть и пропадание сигнала, например, при работе в обратном канале СDМА, где характер передачи информации носит импульсный характер. В соответствии с этим блок оценки фединга 13 формирует управляющие команды на блок управления 14. Блок управления 14 в соответствии с этим управляющим сигналом формирует код частоты в интервалы времени, когда фединг не обнаружен, или в интервалы времени, когда сигнал отсутствует. Величина кода пропорциональна временной расстройке (ошибке), которая формируется в сумматоре 11. Выходные сигналы блока управления 14 (с соответствующими кодом и знаком) являются управляющими сигналами для управляемого генератора 12. Along with the fading of the signal caused by fading, there may also be a loss of the signal, for example, when working in the return CDMA channel, where the nature of the transmission of information is pulsed. Accordingly, the
Затем выходной сигнал с управляемого генератора 12 поступает на генератор псевдослучайных последовательностей 10, в результате чего кольцо устройства замыкается. С генератора псевдослучайных последовательностей 10 выходные сигналы (с текущим рассогласованием по времени) подаются на входы соответствующих перемножителей 1, 4 и 7. Then, the output signal from the controlled generator 12 is supplied to the pseudo-random sequence generator 10, as a result of which the ring of the device is closed. From the pseudo-random sequence generator 10, the output signals (with the current time mismatch) are supplied to the inputs of the
Блок оценки фединга 13 введен для выявления участков пропадания сигналов и формирования соответствующей команды управления - коммутации сигнала ошибки (текущего значения дискриминационной характеристики) и сигнала максимального значения взаимно корреляционной функции. The
Блок оценки фединга в соответствии с фиг. 2 работает следующим образом. The fader evaluation unit in accordance with FIG. 2 works as follows.
На входы блока выбора максимума 15 поступают выходные сигналы с трех блоков функционального преобразования 3, 6 и 9 для сравнения и выбора максимальной взаимно корреляционной функции из преобразованных в блоках функционального преобразования взаимно корреляционных функций (входного сигнала и его копий). Выходной сигнал с блока выбора максимума 15 одновременно является информационным сигналом и поступает на вход устройства формирования порога 16 и вход масштабирующего усилителя 17. The inputs of the maximum 15 selection block receive output signals from three
В случаях, когда информационный сигнал формируется (извлекается) с выхода блока выбора максимума 15, функциональные преобразователи выбирают максимальные значения взаимно корреляционных функций без устранения информационного сообщения на их выходах. In cases where an information signal is generated (extracted) from the output of the
Устройство формирования порога 16 оценивает максимальный уровень принятого сигнала за время нескольких периодов фединга. Выходной сигнал этого устройства 16 является сигналом сравнения. The threshold shaping device 16 estimates the maximum level of the received signal over the course of several fading periods. The output of this device 16 is a comparison signal.
Масштабирующий усилитель 17, на вход которого также поступает выходной сигнал с блока выбора максимума 15, выбирает подходящий уровень сигнала (т. е. как ослабляет его, так и усиливает его). The scaling amplifier 17, at the input of which the output signal from the
Выходные сигналы с устройства формирования порога 16 и масштабирующего усилителя 17 поступают на схему сравнения 18 для выделения интервалов замирания входного федингующего сигнала и формирования управляющего выходного сигнала. Схема сравнения 18 формирует управляющий сигнал двух видов. Если уровень выходного сигнала с масштабирующего усилителя 17 превышает уровень выходного сигнала с устройства формирования порога 16 (фединг не обнаружен), то с выхода схемы сравнения 18 появляется выходной управляющий сигнал на замыкание цепей в блоке управления кодом частоты подстройки 14. В противоположном случае формируется выходной управляющий сигнал на размыкание этих цепей в устройстве 14. The output signals from the threshold shaping device 16 and the scaling amplifier 17 are fed to a
Блок управления 14 в соответствии с управляющим сигналом с блока оценки фединга 13 формирует код частоты в интервалы времени, когда сигнал фединга не обнаружен, или в интервалы времени, когда сигнал отсутствует. The control unit 14 in accordance with the control signal from the
Блок управления 14 в соответствии с фиг. 3 работает следующим образом. The control unit 14 in accordance with FIG. 3 works as follows.
Выходной сигнал с блоков функционального преобразования 6 и 9 поступает на входы сумматора 19, который суммирует эти сигналы, в результате чего будет получен выходной сигнал, соответствующий максимальному значению взаимно корреляционной функции. The output signal from the
Выходной сигнал с сумматора 19 с максимальным значением взаимно корреляционной функции поступает на первый вход первого управляемого ключа 20. И далее первый ключ 20 осуществляет коммутацию в соответствии с управляющим сигналом с устройства оценки фединга 13, который поступает на второй вход ключа 20. Первый управляемый ключ 20 осуществляет коммутацию следующим образом: по сигналу, выше уровня сформированного сигнала сравнения (в схеме сравнения 18)- ключ открыт и цепь замкнута, а по сигналу, ниже уровня сформированного сигнала - ключ закрыт и цепь разомкнута. The output signal from the adder 19 with the maximum value of the cross-correlation function is supplied to the first input of the first managed key 20. And then the first key 20 commutes in accordance with the control signal from the rating device fading 13, which is fed to the second input of the key 20. The first managed key 20 performs switching as follows: by a signal above the level of the generated comparison signal (in comparison circuit 18), the key is open and the circuit is closed, and by a signal below the level of the generated signal, the key is closed and nh open.
Выходной сигнал с сумматора 11 с текущим значением дискриминационной характеристики поступает на первый вход второго ключа 21, а на второй вход этого ключа поступает выходной управляющий сигнал с блока оценки фединга 13. Второй управляемый ключ 21 осуществляет коммутацию следующим образом: по сигналу выше уровня сформированного сигнала сравнения (в схеме сравнения 18) - ключ открыт и цепь замкнута, а по сигналу, ниже уровня сформированного сигнала - ключ закрыт и цепь разомкнута. The output signal from the adder 11 with the current value of the discrimination characteristic is supplied to the first input of the second key 21, and the output control signal from the fading
Выходной сигнал с первого ключа 20 поступает на первый фильтр низкой частоты 22 для фильтрации сигнала максимального значения взаимно корреляционной функции (выходного сигнала) с сумматора 19. Выходной отфильтрованный сигнал поступает на первый вход схемы сравнения 24. The output signal from the first key 20 is fed to the first low-pass filter 22 to filter the signal of the maximum value of the cross-correlation function (output signal) from the adder 19. The output filtered signal is supplied to the first input of the comparison circuit 24.
Выходной сигнал со второго ключа 21 поступает на второй фильтр низкой частоты 23 для фильтрации текущего значения дискриминационной характеристики (выходного сигнала) с сумматора 11. Выходной отфильтрованный сигнал со второго фильтра низкой частоты 23 одновременно поступает на второй вход управляемого генератора 12, является управляющим (по знаку расстройки) для него и поступает на второй вход схемы сравнения 24, и является управляющим сигналом (о величине расстройки) для нее. The output signal from the second key 21 enters the second low-pass filter 23 to filter the current value of the discriminatory characteristic (output signal) from the adder 11. The output filtered signal from the second low-pass filter 23 simultaneously enters the second input of the controlled generator 12, is a control one (by sign detuning) for it and enters the second input of the comparison circuit 24, and is a control signal (about the magnitude of the detuning) for it.
Схема сравнения 24 формирует код управления полосой первого 22 и полосой второго 23 фильтров низкой частоты в зависимости от величины ошибки временного рассогласования, которая соответствует величине дискриминационной характеристики, и формирования кода управления частотой подстройки в зависимости от величины расстройки (ошибки). На входы схемы сравнения 24 поступают выходные сигналы соответственно первого 22 и второго 23 фильтров низкой частоты, первый выходной сигнал схемы сравнения 24 является управляющим для первого 22 и второго 23 фильтров низкой частоты, а второй выходной сигнал является управляющим для управляемого генератора 12. The comparison circuit 24 generates a control code for the band of the first 22 and the band of the second 23 low-pass filters, depending on the magnitude of the error of the temporal mismatch, which corresponds to the value of the discriminating characteristic, and the formation of the control code for the frequency of adjustment, depending on the magnitude of the detuning (error). The inputs of the comparison circuit 24 receive the output signals of the first 22 and second 23 low-pass filters, the first output signal of the comparison circuit 24 is the control for the first 22 and second 23 low-pass filters, and the second output signal is the control for the controlled generator 12.
Устройство формирования порога 16 для блока оценки фединга 13 представляет частный вариант выполнения и в соответствии с фиг. 4 работает следующим образом. Выходной сигнал с блока выбора максимума 15 поступает на вход сдвигового регистра 25, n выходных сигналов со сдвигового регистра 25 поступают на соответствующие им входы блока выбора максимума 26, выходной сигнал которого (как сигнал сравнения) поступает на схему сравнения 18. The threshold shaping device 16 for the
Фильтры низкой частоты 22 и 23, которые приведены в качестве примера для практического использования в блоке управления 14, в соответствии с фиг. 5 работают следующим образом. The low-pass filters 22 and 23, which are given as an example for practical use in the control unit 14, in accordance with FIG. 5 work as follows.
В это устройство включены фильтры низкой частоты 27-1 - 27-q, параллельно включенные и с разными полосами пропускания, на входы которых одновременно поступают выходные сигналы с управляемых первого 20 и второго 21 ключей. А выходы фильтров 27-1 - 27-q коммутируются через мультиплексор 28 по команде выходного управляющего сигнала со схемы сравнения 24. В результате чего мультиплексор 28 выбирает соответствующий фильтр с необходимой полосой пропускания и подает отфильтрованный сигнал на схему сравнения 24. Следовательно, включением необходимого фильтра регулируется полоса пропускания в кольце обратной связи. This device includes low-pass filters 27-1 - 27-q, connected in parallel with different bandwidths, the inputs of which simultaneously receive output signals from the controlled first 20 and second 21 keys. And the outputs of the filters 27-1 - 27-q are switched through the
Для практической реализации фильтр низкой частоты должен включать по меньшей мере два фильтра низкой частоты и один мультиплексор. For practical implementation, the low-pass filter should include at least two low-pass filters and one multiplexer.
Схема сравнения 24 для блока управления 14 представляет частный вариант выполнения и в соответствии с фиг. 6 работает следующим образом. На входы аттенюаторов 29-1 - 29-i поступает выходной сигнал с фильтра низкой частоты 22, который пропорционально делится аттенюаторами. Выходные сигналы аттенюаторов 29-1 - 29-i, являющиеся пороговыми сигналами и соответствующие определенным величинам расстроек, поступают на первые входы соответствующих им схем сравнения 30-1 - 30-i. The comparison circuit 24 for the control unit 14 represents a particular embodiment and in accordance with FIG. 6 works as follows. At the inputs of the attenuators 29-1 - 29-i receives the output signal from the low-pass filter 22, which is proportionally divided by the attenuators. The output signals of the attenuators 29-1 - 29-i, which are threshold signals and correspond to certain values of detunings, are fed to the first inputs of the corresponding comparison circuits 30-1 - 30-i.
На вторые входы схем сравнения 30-1 - 30-i одновременно поступает выходной сигнал с фильтра низкой частоты 23, соответствующий текущему значению временной расстройки псевдослучайной последовательности относительно принятого сигнала. The second inputs of the comparison circuits 30-1 - 30-i simultaneously receive the output signal from the low-pass filter 23, corresponding to the current value of the time detuning of the pseudo-random sequence relative to the received signal.
В схемах сравнения 30-1 - 30-i сравниваются абсолютное значение выходного сигнала с фильтра низкой частоты 23 с выходными сигналами аттенюаторов 29-1 - 29-i. Затем схемы сравнения 30-1 - 30-i формируют управляющую команду в соответствии с величиной расстройки, которая в качестве выходного управляющего сигнала поступает на входы первого 31 и второго 32 преобразователей кода, которые в соответствии с этой командой формируют код. In comparison schemes 30-1 to 30-i, the absolute value of the output signal from the low-pass filter 23 is compared with the output signals of the attenuators 29-1 - 29-i. Then, the comparison circuits 30-1 - 30-i form a control command in accordance with the detuning value, which, as an output control signal, is supplied to the inputs of the first 31 and second 32 code converters, which form a code in accordance with this command.
Выходной сигнал первого преобразователя кода 31 (соответствующий текущему значению временной расстройки псевдослучайной последовательности относительно принятого сигнала) поступает на управляемый генератор 12. Выходной сигнал второго преобразователя кода 32 представляет код управления полосой фильтра и поступает на управляющие входы первого 22 и второго 23 фильтров низкой частоты. The output signal of the first code converter 31 (corresponding to the current value of the pseudo-random sequence time offset relative to the received signal) is supplied to the controlled generator 12. The output signal of the second code converter 32 represents the filter band control code and is supplied to the control inputs of the first 22 and second 23 low-pass filters.
Фиг. 7 иллюстрирует алгоритм работы устройства оценки фединга, где
a иллюстрирует форму федингующего сигнала на выходе масштабирующего усилителя 17 (фиг. 2);
в иллюстрирует выходной сигнал устройства формирования порога 16 (фиг. 2), который является сигналом сравнения:
c иллюстрирует выходной управляющий сигнал схемы сравнения 18 (фиг. 2).FIG. 7 illustrates the operation algorithm of a fader evaluation device, where
a illustrates the shape of the fading signal at the output of the scaling amplifier 17 (FIG. 2);
in illustrates the output signal of the device forming the threshold 16 (Fig. 2), which is a comparison signal:
c illustrates the output control signal of the comparison circuit 18 (FIG. 2).
Таким образом, подробно рассмотрев работу заявляемого устройства слежения за задержкой сигнала, а также схемы блоков, входящих в это устройство и их работу, еще раз обратимся к фиг. 1 и рассмотрим принципы обработки входного сигнала (в том числе широкополосного сигнала), заложенные в заявляемом изобретении. Thus, having examined in detail the operation of the inventive signal delay tracking device, as well as the circuitry of the units included in this device and their operation, we again turn to FIG. 1 and consider the principles of processing an input signal (including a broadband signal) embodied in the claimed invention.
Во-первых, ширина спектра сигнала, в том числе и широкополосного, связана с формой его корреляционной функции преобразованием Фурье. При этом чем шире полоса спектра, в которой обрабатывается сигнал, тем уже его корреляционная функция и меньше время корреляции между соседними некоррелированными отсчетами анализируемого сигнала. Поэтому возможно, варьируя частотной полосой, в которой производится обработка сигнала, иметь на одном и том же временном интервале различное число некоррелированных значений отсчетов оцениваемого сигнала. Этот принцип и заложен в заявляемое устройство слежения за задержкой сигнала для улучшения его динамических характеристик, т. е. быстродействие в режиме захвата. Под режимом захвата здесь подразумевается переходный процесс подстройки задержки при больших расстройках по времени. First, the width of the spectrum of the signal, including broadband, is associated with the shape of its correlation function by the Fourier transform. Moreover, the wider the band of the spectrum in which the signal is processed, the narrower its correlation function and the shorter the correlation time between adjacent uncorrelated samples of the analyzed signal. Therefore, it is possible, by varying the frequency band in which the signal is processed, to have on the same time interval a different number of uncorrelated values of the samples of the estimated signal. This principle is laid down in the inventive device for tracking the signal delay to improve its dynamic characteristics, i.e., speed in capture mode. Under the capture mode here is meant a transient process of adjusting the delay for large detunings in time.
Скорость подстройки временного рассогласования между входным и опорным сигналами в устройстве слежения за задержкой сигнала определяется инерционностью (шириной частотной полосы) фильтров низкой частоты 22 и 23 (фиг. 3) в кольце обратной связи. На выходе первого фильтра низкой частоты 22 (фиг. 3) формируется сигнал максимального значения взаимно корреляционной функции. На выходе второго фильтра низкой частоты 23 формируется сигнал ошибки временного рассогласования между входным широкополосным сигналом и псевдослучайной последовательностью с генератора псевдослучайных последовательностей 10. Чем уже полоса первого 22 и второго 23 фильтров низкой частоты кольца обратной связи, тем больше времени необходимо для оценки некоррелированных значений ошибки по задержке и тем с меньшей скоростью возможна подстройка управляемого генератора 12 и генератора псевдослучайных последовательностей 10 в кольце устройства слежения за задержкой. The rate of adjustment of the time mismatch between the input and reference signals in the signal delay tracking device is determined by the inertia (frequency bandwidth) of low-pass filters 22 and 23 (Fig. 3) in the feedback ring. The output of the first low-pass filter 22 (Fig. 3) generates a signal of the maximum value of the cross-correlation function. At the output of the second low-pass filter 23, an error signal of a temporary mismatch is generated between the input broadband signal and the pseudo-random sequence from the pseudo-random sequence generator 10. The narrower the band of the first 22 and second 23 low-frequency filters of the feedback ring, the more time is needed to estimate the uncorrelated error delay and thus with a lower speed, it is possible to adjust the controlled generator 12 and the generator of pseudo-random sequences 10 in the ring of the device Twa tracking delay.
И наоборот, при широкой полосе первого 22 и второго 23 фильтров низкой частоты в кольце обратной связи (фиг. 3) требуется меньше времени для получения оценки некоррелированных значений ошибки по задержке. В результате чего подстройку по задержке можно выполнять чаще (пропорционально полосе первого 22 и второго 23 фильтров). Следовательно, скорость подстройки временного рассогласования может быть увеличена, за счет чего сокращается время переходного процесса устройства слежения за задержкой сигнала в режиме захвата. Conversely, with a wide band of the first 22 and second 23 low-pass filters in the feedback ring (Fig. 3), less time is required to obtain an estimate of the uncorrelated delay error values. As a result, delay adjustment can be performed more often (in proportion to the band of the first 22 and second 23 filters). Consequently, the speed of adjusting the temporal mismatch can be increased, due to which the time of the transient process of the tracking device for delaying the signal in the capture mode is reduced.
Во-вторых, в условиях многолучевого распространения входной сигнал устройства слежения за задержкой представляет собой результат интерференционного сложения нескольких сигналов. При этом, в зависимости от параметров конкретной комбинации поступивших компонент сигнала, возможен фединг. Для мобильных систем связи эта картина усложняется и принимает динамический характер. Исключение интервалов пропадания входного широкополосного сигнала из процесса формирования сигнала ошибки и подстройки псевдослучайной последовательности по задержке относительно входного сигнала увеличивает помехозащищенность устройства слежения за задержкой. Имея возможность идентификации временных интервалов пропадания входного сигнала за счет фединга и импульсного характера передачи информации в системе CDMA, можно адаптироваться к этой обстановке, меняя алгоритм обработки сигнала. Secondly, in conditions of multipath propagation, the input signal of the delay tracking device is the result of the interference addition of several signals. In this case, depending on the parameters of a particular combination of the received signal components, fading is possible. For mobile communication systems, this picture is becoming more complicated and takes on a dynamic character. The exclusion of the intervals of the disappearance of the input broadband signal from the process of generating the error signal and adjusting the pseudo-random sequence by the delay relative to the input signal increases the noise immunity of the delay tracking device. Having the ability to identify the time intervals of the loss of the input signal due to the fading and pulsed nature of the transmission of information in the CDMA system, you can adapt to this situation by changing the signal processing algorithm.
Один из возможных вариантов - это коммутация сигнала ошибки (текущего значения дискриминационной характеристики), поступающего на вход фильтра низкой частоты кольца обратной связи 23 и сигнала максимального значения взаимно корреляционной функции, поступающего на вход фильтра низкой частоты 22 в зависимости от величины замирания обрабатываемого сигнала. Для выполнения этой операции в заявляемое устройство введены блок оценки фединга 13, на выходе которого формируется управляющий (коммутирующий) сигнал и блок управления 14, который использует этот сигнал для формирования кода частоты в зависимости от величины текущей расстройки и управления скоростью подстройки временного рассогласования. One of the possible options is the switching of the error signal (current value of the discriminatory characteristic), which is input to the low-pass filter of the feedback ring 23 and the signal of the maximum value of the cross-correlation function, which is input to the low-pass filter 22, depending on the fading value of the processed signal. To perform this operation, a fading
Алгоритм управления (коммутации) заключается в следующем: по сигналу, превышения уровня сформированного сигнала сравнения (в схеме сравнения 18) - первый и второй ключи (20 и 21, фиг. 3 ) открыты, и цепь обратной связи замкнута, а по сигналу, ниже уровня сформированного сигнала сравнения - ключи закрыты и цепь разомкнута. The control (switching) algorithm is as follows: according to the signal, the level of the generated comparison signal is exceeded (in comparison circuit 18), the first and second keys (20 and 21, Fig. 3) are open, and the feedback circuit is closed, and the signal is lower level of the generated comparison signal - the keys are closed and the circuit is open.
Таким образом, использование в заявляемом устройстве возможности адаптации по двум описанным выше параметрам (полоса фильтра низкой частоты в кольце обратной связи в зависимости от величины ошибки расстройки по времени и признак наличия фединга) позволило создать изобретение - устройство слежения за задержкой сигнала, в том числе для федингующего канала связи. Это устройство обладает существенным преимуществом по сравнению с известными решениями в данной области техники, так как оно ускоряет переходный процесс подстройки задержки по времени и повышает точность оценки задержки. Thus, the use in the inventive device of the adaptation opportunity according to the two parameters described above (the low-pass filter band in the feedback ring depending on the magnitude of the time detuning error and the sign of the presence of fading) made it possible to create an invention - a device for tracking the signal delay, including for fading communication channel. This device has a significant advantage over known solutions in the art, as it speeds up the transient process of adjusting the time delay and improves the accuracy of the delay estimate.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97114716A RU2128398C1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Device for tracing signal delay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97114716A RU2128398C1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Device for tracing signal delay |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2128398C1 true RU2128398C1 (en) | 1999-03-27 |
Family
ID=20196824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97114716A RU2128398C1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Device for tracing signal delay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2128398C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486672C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Method of monitoring broadband signal delay and apparatus for realising said method |
-
1997
- 1997-08-13 RU RU97114716A patent/RU2128398C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Гонзалес А., Руис В., Лопес М.И., Валдеалмиллос С. Моделирование устройства сложения за задержкой второго порядка в условиях многолучевого распространения сигнала, IEEE 0-7803-1266-X/93, 1993, p.887 - 889, фиг.1. Олмос Дж.Дж., Агусти Р. Анализ и проектирование схемы слежения за задержкой второго порядка в системе СДМА, IEEE 0-7803-2/92, p.221 - 224. Спилкер Ож. Цифровая спутниковая связь. - М.: Связь, 1979, с.387 - 404. Витерби А. Монография "СДМА" Принципы широкополосной связи". (СДМА. Principles of Spread Spectrum Communication), Copyright, 1995 by Addison Wesley Pyblishing Company, 1995. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486672C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Method of monitoring broadband signal delay and apparatus for realising said method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4922506A (en) | Compensating for distortion in a communication channel | |
| EP0892528B1 (en) | Carrier recovery for DSSS signals | |
| KR100220140B1 (en) | Device and method for initially synchronizing spread-spectrum code of cdma transmission system | |
| US7349461B2 (en) | Efficient back-end channel matched filter (CMF) | |
| US6798758B1 (en) | Method and apparatus for acquiring code synchronization in a CDMA communication system | |
| RU2276460C2 (en) | Method and device for measuring quality of signal shape | |
| JP2000224077A (en) | Method for removing colored noise from received signal and receiver for maximizing s/n ratio in the presence of colored noise | |
| JP3580551B2 (en) | Path gain prediction in receiver | |
| JPH05136631A (en) | Non-modulated signal detecting and frequency pull-in device | |
| US6104747A (en) | Method for determining optimum number of complex samples for coherent averaging in a communication system | |
| JPH10501933A (en) | Receiving method and receiver | |
| Li et al. | Novel modulation detection scheme for underwater acoustic communication signal through short-time detailed cyclostationary features | |
| RU2128398C1 (en) | Device for tracing signal delay | |
| KR100312318B1 (en) | Frequency synchronizing device for ofdm/cdma system | |
| KR100327901B1 (en) | Compensation for the Doppler Frequency Shift using FFT | |
| US6690713B1 (en) | Tracking loop for a code division multiple access (CDMA) system | |
| KR20010078096A (en) | Rake receiver with low pass filter | |
| US20020136234A1 (en) | Tuning the fingers of rake receiver | |
| JPH11317694A (en) | Code synchronous acquisition circuit for spread spectrum signal | |
| JPH08204766A (en) | Frequency analysis detection system for time limit waveform | |
| JP3849122B2 (en) | Orthogonal frequency multiplex-code division multiple access transmission system receiver | |
| Missiroli et al. | Near-far resistant channel estimation for CDMA systems using the linear decorrelating detector | |
| Smith et al. | Error probabilities on fading channels with intersymbol interference and noise | |
| RU126541U1 (en) | COMMUNICATION SYSTEM USING STOCHASTIC MULTI-FREQUENCY BROADBAND CODED RADIO SIGNALS | |
| Greene et al. | An optimal receiver using a time-dependent adaptive filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | License on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20141212 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150908 |