RU2206180C2 - Device for initial synchronization of pseudorandom signal receiver - Google Patents
Device for initial synchronization of pseudorandom signal receiver Download PDFInfo
- Publication number
- RU2206180C2 RU2206180C2 RU2001120594A RU2001120594A RU2206180C2 RU 2206180 C2 RU2206180 C2 RU 2206180C2 RU 2001120594 A RU2001120594 A RU 2001120594A RU 2001120594 A RU2001120594 A RU 2001120594A RU 2206180 C2 RU2206180 C2 RU 2206180C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- selector
- output
- sequence
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области передачи информации посредством электромагнитных волн и может найти применение в системах сотовой и спутниковой радиосвязи, телеметрии, в системах управления по радио и волоконно-оптических системах передачи информации. The invention relates to the field of information transmission by means of electromagnetic waves and can find application in cellular and satellite radio communications, telemetry systems, in radio control systems and fiber-optic information transmission systems.
При использовании псевдослучайных сигналов для обеспечения многоканальной связи с кодовым разделением каналов одной из важных проблем, требующей решения, является обеспечение начальной синхронизации, поскольку выделение информации в названных системах возможно только лишь при условии установления синхронизации. В перспективных системах передачи информации с кодовым уплотнением сигналов, таких как сотовые системы связи третьего поколения, системы спутниковой связи ("Global Star") и вычислительные сети связи, использующие радиорелейные или волоконно-оптические линии связи, предполагается применение длинных и сверхдлинных псевдослучайных кодовых последовательностей (ПСП) длинной порядка 215-218 элементов. В связи с этим решение проблемы установления начальной синхронизации в таких системах оказывается чрезвычайно сложным.When using pseudo-random signals to provide multichannel communication with code division multiplexing, one of the important problems that needs to be solved is to ensure initial synchronization, since the extraction of information in these systems is possible only if synchronization is established. In promising information transmission systems with code compression of signals, such as third-generation cellular communication systems, satellite communication systems ("Global Star") and computer communication networks using radio-relay or fiber-optic communication lines, it is proposed to use long and ultra-long pseudo-random code sequences ( PSP) of a long order of 2 15 -2 18 elements. In this regard, the solution to the problem of establishing initial synchronization in such systems is extremely difficult.
Известны устройства начальной синхронизации, такие как устройства по авт. св. 399070, 425367, 588880, в которых реализуется принцип многоканального сканирования опорными последовательностями приемника по всей области неопределенности временного положения принимаемого сигнала. Время поиска сигнала в этих устройствах пропорционально длине кодовых последовательностей. Поэтому для перспективных систем передачи информации, использующих длинные последовательности, время поиска сигнала оказывается недопустимо большим. Initial synchronization devices, such as devices according to ed. St. 399070, 425367, 588880, which implements the principle of multi-channel scanning by the reference sequences of the receiver over the entire region of uncertainty of the temporal position of the received signal. The signal search time in these devices is proportional to the length of the code sequences. Therefore, for promising information transmission systems using long sequences, the signal search time is unacceptably long.
Известны и другие устройства начальной синхронизации, такие как Фурье-процессоры и согласованные фильтры (см., например, Г.Л.Турин. Согласованные фильтры. Зарубежная радиоэлектроника, 1961 г., 3; А.И.Алексеев, А.Г.Шереметьев, Г.И.Тузов, Б.И.Глазов. Теория и применение псевдослучайных сигналов. М. : Наука, 1969 г.; Введение в цифровую фильтрацию./Под ред. Р.Богнера и А.Констандинидиса. М.: Мир, 1976 г. Other initial synchronization devices are also known, such as Fourier processors and matched filters (see, for example, G.L. Turin. Matched filters. Foreign Radio Electronics, 1961, 3; A.I. Alekseev, A.G. Sheremetev , G.I. Tuzov, B.I. Glazov, Theory and Application of Pseudorandom Signals, Moscow: Nauka, 1969; Introduction to Digital Filtering, Edited by R. Bogner and A. Konstandinidis, Moscow: Mir, 1976
Данные устройства обеспечивают минимальное время поиска сигнала, равное длительности последовательности, однако практическая их реализация ограничена длиной последовательности порядка единиц тысяч, что определяется технологическими возможностями современной микроэлектроники. These devices provide the minimum signal search time equal to the duration of the sequence, however, their practical implementation is limited by the sequence length of the order of units of thousands, which is determined by the technological capabilities of modern microelectronics.
Таким образом, создание перспективных систем связи с указанными выше длинами кодовых последовательностей зависит от возможности преодоления названных проблем. Предлагается устройство начальной синхронизации приемника псевдослучайных сигналов, сочетающее достоинства аналогов (А.И.Алексеев и др. Теория и применение псевдослучайных сигналов. М.: Наука, 1969 г., стр. 193 и авт. св. 588880) и преодолевающее недостатки, присущие им. Thus, the creation of promising communication systems with the aforementioned lengths of code sequences depends on the ability to overcome these problems. An initial synchronization device for a pseudo-random signal receiver is proposed that combines the advantages of analogs (A.I. Alekseev et al. Theory and application of pseudo-random signals. M: Nauka, 1969, p. 193 and auth. St. 588880) and overcomes the inherent disadvantages them.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является многоканальное устройство поиска, описанное в книге "Шумоподобные сигналы в системах передачи информации". /Под ред. Пестрякова В.Б., М.: Сов. Радио, 1973, рис. 5.2.1, стр. 154 и представленное на фиг.1, где обозначено:
1 - генератор опорных сигналов,
2 - канальные корреляторы,
3 - селектор максимального сигнала.The closest technical solution to the claimed invention is a multi-channel search device described in the book "Noise-like signals in information transmission systems." / Ed. Pestryakova V.B., Moscow: Sov. Radio, 1973, fig. 5.2.1, p. 154 and presented in figure 1, where indicated:
1 - reference signal generator,
2 - channel correlators,
3 - maximum signal selector.
Устройство прототип содержит N канальных корреляторов 2, сигнальные входы корреляторов объединены и являются входом устройства, генератор 1 опорных сигналов, соответствующие выходы которого соединены с опорными входами N канальных корреляторов 2, селектор максимального сигнала 3, N входов которого соединены соответственно с каждым из выходов корреляторов 2. Выход селектора максимального сигнала является выходом устройства. The prototype device contains N channel correlators 2, the signal inputs of the correlators are combined and are the input of the device, the
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
На вход устройства поступает синхросигнал, модулированный одной или несколькими псевдослучайными последовательностями (ПСП). Сигнал поступает одновременно на сигнальные входы N канальных корреляторов 2. На каждой из N шин генератора опорных сигналов 1 формируется набор опорных ПСП, аналогичных модулирующим. Опорные ПСП на различных шинах отличаются значениями задержки. Эти опорные ПСП поступают одновременно на опорные шины корреляторов 2. Выходные сигналы корреляторов 2 подаются на селектор максимума 3. Алгоритм поиска заключается в принятии гипотезы о той задержке сигнала, которая соответствует канальному коррелятору 2 с максимальным сигналом. Если область неопределенности задержек значительная и все значения задержек не могут быть проанализированы одновременно N каналами корреляторов 2, то поиск осуществляется в несколько этапов с выбором максимума из последовательности максимальных значений, выбранных на каждом этапе. Поэтому данное устройство обладает значительным временем поиска сигналов. The input of the device receives a clock signal modulated by one or more pseudo-random sequences (PSP). The signal is simultaneously supplied to the signal inputs of N channel correlators 2. On each of the N buses of the
Задача, которую решает предлагаемое изобретение, - уменьшение времени поиска сигнала. The problem that the invention solves is to reduce the signal search time.
Для решения этой задачи в устройство начальной синхронизации приемника псевдослучайных сигналов, содержащее генератор опорных сигналов, выходы которого соединены с соответствующими опорными входами N канальных корреляторов, а сигнальные входы корреляторов объединены и являются входом устройства, выходы корреляторов соединены с соответствующими входами селектора максимального сигнала, дополнительно введены:
- селектор синхропоследовательности,
- селектор фазы синхропоследовательности,
- блок управления поиском,
- причем
- вход селектора синхропоследовательности соединен со входом устройства,
- селектор синхропоследовательности и селектор фазы синхропоследовательности соединены последовательно,
- выход селектора фазы синхропоследовательности соединен с управляемым входом генератора опорных сигналов,
- установочный вход генератора опорных сигналов соединен с первым выходом блока управления поиском,
- второй выход блока управления поиском соединен с соответствующим входом селектора максимального сигнала,
- третий выход блока управления поиском соединен со вторым входом селектора фазы синхропоследовательности,
- выход селектора максимального сигнала соединен со входом блока управления поиском.To solve this problem, a device for initial synchronization of a pseudo-random signal receiver, containing a reference signal generator, the outputs of which are connected to the corresponding reference inputs of N channel correlators, and the signal inputs of the correlators are combined and are the device input, the outputs of the correlators are connected to the corresponding inputs of the maximum signal selector, are additionally introduced :
- sync selector,
- phase selector sync sequence,
- search control unit,
- moreover
- the input of the sync selector is connected to the input of the device,
- the sync sequence selector and the sync sequence phase selector are connected in series,
- the output of the phase sequence selector is connected to a controlled input of the reference signal generator,
- the installation input of the reference signal generator is connected to the first output of the search control unit,
- the second output of the search control unit is connected to the corresponding input of the maximum signal selector,
- the third output of the search control unit is connected to the second input of the phase selector of the sync sequence,
- the output of the maximum signal selector is connected to the input of the search control unit.
Селектор синхропоследовательности может состоять, например, из двух квадратурных ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные перемножитель и фильтр промежуточной частоты, при этом сигнальные входы перемножителей объединены и соединены со входом устройства, а опорные входы перемножителей соединены с соответствующими выходами генератора квадратурных компонент гармонического сигнала, в свою очередь выходы фильтров промежуточной частоты соединены с соответствующими входами третьего перемножителя, выход которого через фильтр нижних частот соединен со входом селектора фазы синхропоследовательности. The sync selector can consist, for example, of two quadrature branches, each of which contains a series multiplier and an intermediate frequency filter, while the signal inputs of the multipliers are combined and connected to the input of the device, and the reference inputs of the multipliers are connected to the corresponding outputs of the generator of the quadrature components of the harmonic signal, in turn, the outputs of the intermediate frequency filters are connected to the corresponding inputs of the third multiplier, the output of which is A low-pass filter is connected to the input of the phase sequence selector.
Генератор опорных сигналов можно представить состоящим из генераторов длинной и короткой псевдослучайных последовательностей, отношение периодов которых кратно и равно N-числу используемых корреляторов, при этом разрядные выходы генератора длинной псевдослучайной последовательности соединены с соответствующими входами коммутатора и дешифратора, а выход последнего соединен с установочными входами генератора короткой последовательности и делителя тактовой частоты, N выходов коммутатора соединены с опорными синфазными входами корреляторов непосредственно и через N сумматоров по модулю два - с опорными квадратурными входами корреляторов, вторые входы сумматоров по модулю два объединены и соединены с выходом генератора короткой псевдослучайной последовательности, при этом тактовый вход генератора длинной последовательности и управляемый вход дешифратора объединены и соединены с выходом генератора тактовой частоты непосредственно и через делитель тактовой частоты - с тактовым входом генератора короткой последовательности, установочные входы генератора длинной последовательности соединены с соответствующими выходами селектора фазы синхропоследовательности, а установочные входы коммутатора соединены с соответствующими выходами блока управления поиском. The reference signal generator can be represented as consisting of generators of long and short pseudorandom sequences, the ratio of the periods of which is a multiple of and equal to the N-number of used correlators, while the bit outputs of the generator of a long pseudorandom sequence are connected to the corresponding inputs of the switch and the decoder, and the output of the latter is connected to the installation inputs of the generator a short sequence and a clock divider, N outputs of the switch are connected to the reference common-mode inputs there are two adders directly and through N adders modulo two - with reference quadrature correlator inputs, the second adders modulo two inputs are combined and connected to the output of the short pseudorandom sequence generator, while the clock input of the long sequence generator and the controlled input of the decoder are combined and connected to the output of the clock generator frequency directly and through a clock divider - with a clock input of a short-sequence generator, the generator installation inputs are long sequences coupled to respective outputs of the phase selector synchronization sequence and the positioning switch inputs coupled to respective outputs of the search control unit.
Селектор фазы синхропоследовательности состоит, например, из последовательно соединенных согласованного фильтра и порогового элемента, при этом вход согласованного фильтра соединен с выходом селектора синхропоследовательности, а выход порогового элемента присоединен к установочным входам генератора опорных сигналов, опорный вход порогового элемента соединен с соответствующим опорным выходом блока управления поиском. The sync sequence phase selector consists, for example, of a matched filter and a threshold element connected in series, while the matched filter input is connected to the output of the sync sequence selector, and the threshold element output is connected to the setting inputs of the reference signal generator, the reference input of the threshold element is connected to the corresponding reference output of the control unit search.
Селектор фазы синхропоследовательности состоит, например, из последовательно соединенных Фурье-процессора и порогового элемента, при этом вход Фурье-процессора соединен с выходом селектора синхропоследовательности, а выход порогового элемента соединен с управляемым входом Фурье-процессора, в свою очередь фазные выходы Фурье-процессора присоединены к установочным входам генератора опорных сигналов, а опорный вход порогового элемента соединен с соответствующим опорным выходом блока управления поиском. The sync sequence phase selector consists, for example, of a Fourier processor and a threshold element connected in series, while the input of the Fourier processor is connected to the output of the sync sequence selector, and the output of the threshold element is connected to the controlled input of the Fourier processor, in turn the phase outputs of the Fourier processor are connected to the installation inputs of the reference signal generator, and the reference input of the threshold element is connected to the corresponding reference output of the search control unit.
Сопоставительный анализ устройства начальной синхронизации приемника псевдослучайных сигналов с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение существенно отличается от прототипа, так как позволяет уменьшить время поиска сигнала. A comparative analysis of the initial synchronization device of the pseudo-random signal receiver with the prototype shows that the present invention differs significantly from the prototype, as it allows to reduce the signal search time.
Сопоставительный анализ заявляемого способа с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемый способ определения местоположения мобильного абонента отвечает критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладает неочевидностью решения. A comparative analysis of the proposed method with other technical solutions in the art did not allow to identify the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, the inventive method for determining the location of a mobile subscriber meets the criteria of "novelty", "technical solution of the problem", "significant differences" and has non-obvious solutions.
Графические материалы, приведенные далее, поясняют данное изобретение. The graphic materials below illustrate the invention.
Фиг.1 - блок-схема устройства прототипа. Figure 1 - block diagram of the device of the prototype.
Фиг.2 - блок-схема предлагаемого устройства. Figure 2 - block diagram of the proposed device.
Фиг.3 - вариант выполнения селектора синхропоследовательности. Figure 3 is an embodiment of a sync sequence selector.
Фиг.4 - пример выполнения генератора ПСП. Figure 4 is an example implementation of the generator SRP.
Фиг. 5 - первый вариант выполнения селектора фазы синхропоследовательности. FIG. 5 is a first embodiment of a phase sequence selector.
Фиг. 6 - второй вариант выполнения селектора фазы синхропоследовательности. FIG. 6 is a second embodiment of a phase sequence selector.
Фиг.7 - временные диаграммы начальной синхронизации. 7 is a timing diagram of the initial synchronization.
Предлагаемое устройство представлено на фиг.2, где обозначено:
1 - генератор опорных сигналов,
2 - канальные корреляторы,
3 - селектор максимального сигнала,
4 - блок управления поиском,
5 - селектор синхропоследовательности,
6 - селектор фазы синхропоследовательности.The proposed device is presented in figure 2, where it is indicated:
1 - reference signal generator,
2 - channel correlators,
3 - selector maximum signal
4 - search control unit,
5 - sync sequence selector,
6 - phase selector sync sequence.
Устройство содержит N канальных корреляторов 2, сигнальные входы корреляторов объединены и являются входом устройства, генератор 1 опорных сигналов, соответствующие выходы которого соединены с опорными входами N канальных корреляторов 2, селектор максимального сигнала 3, N входов которого соединены соответственно с каждым из выходов корреляторов 2. Выход селектора максимального сигнала 3 соединен со входом блока управления поиском 4, а два опорных выхода блока управления поиском 4 соединены с соответствующими входами селектора максимального сигнала 3 и селектора фазы синхропоследовательности 6, выход которого присоединен к установочному входу генератора 1. Второй вход селектора фазы синхропоследовательности 6 соединен с выходом селектора синхропоследовательности 5, вход которого соединен со входом устройства. Выход блока 3 управления поиском соединен также с управляемым входом генератора 1 опорных сигналов. The device contains N channel correlators 2, the signal inputs of the correlators are combined and are the input of the device, a
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
На вход устройства поступает синхросигнал, состоящий из двух синхронных составляющих. Одна из составляющих модулирована длинной псевдослучайной последовательностью, а другая короткой. Отношение периодов кодовых последовательностей кратно, т.е. Тд/Тк=N - числу корреляторов 2 устройства. Фазы длинной и короткой последовательностей привязаны друг к другу так, как показано на фиг. 7 (а, б), где вертикальные прямоугольники изображают начало периодов соответствующих ПСП. В качестве примера отношение периодов принято равным 4, в общем случае оно равно N. На фиг.7 (в, г) показаны фазы опорных последовательностей, формируемых генератором опорных сигналов 1 на выходе 1-го канала. Длинные опорные последовательности смещены по фазе относительно принимаемых на произвольную величину τд, а короткие - на величину τк. Момент времени t1 условно отображает начало времени работы устройства. Селектор синхропоследовательности 5 осуществляет выделение и предварительную фильтрацию короткой синхропоследовательности из смеси сигналов и помех. Селектор фазы синхропоследовательности 6 осуществляет оптимальную фильтрацию и измерение фазы принятой последовательности. Сигнал с выхода селектора 6 при превышении им порогового уровня напряжения, подаваемого из блока управления поиском, подается в момент времени t2 на установочные входы генератора опорного сигнала 1, привязывая его к фазе принимаемой короткой последовательности. С этого момента времени короткая опорная последовательность оказывается синфазной с принимаемой. Привязка длинных опорных последовательностей является неоднозначной в пределах периода длинной последовательности на величину Δt=n•tk, n=1,2...N-1. Этот результат не является отрицательным, поскольку мы имеем N корреляторов 2, на опорные входы которых подаются длинные последовательности с генератора опорного сигнала 1 со смещением по фазе на величину, кратную периоду короткой последовательности Тк, так, что в одном из корреляторов 2 обязательно имеет место совпадение по фазе принимаемой и опорной длинных кодовых последовательностей. В рассматриваемом примере согласно фиг.7 (г-ж) совпадение фаз принимаемой и опорной длинных последовательностей произошло в 4-м канале. В общем случае совпадение фаз может произойти в любом корреляторе 2. Определение номера канала (коррелятора), где произошло совпадение фаз, осуществляет селектор максимального сигнала 3, сравнивая уровни сигналов, поступающих с выходов корреляторов 2. Очевидно, что сигнал на выходе коррелятора 2, в котором принимаемый и опорные сигналы совпадают по фазе, будет максимальным. Селектор максимального сигнала 3 не только оценивает номер канала с максимальным уровнем сигнала, но и устанавливает факт начала синхронизации, сравнивая уровень выбранного максимального сигнала с опорным уровнем напряжения, подаваемого из блока управления поиском 4. В случае превышения порогового напряжения максимальным сигналом на блок управления поиском 4 подается номер коррелятора 2 с максимальным уровнем сигнала.The input of the device receives a clock signal, consisting of two synchronous components. One of the components is modulated by a long pseudo-random sequence, and the other by a short one. The ratio of the periods of the code sequences is a multiple, i.e. TD / TK = N - the number of correlators 2 devices. The phases of the long and short sequences are linked to each other as shown in FIG. 7 (a, b), where the vertical rectangles represent the beginning of the periods of the corresponding SRP. As an example, the ratio of the periods is taken to be 4, in the general case it is N. Figure 7 (c, d) shows the phases of the reference sequences generated by the
Таким образом, время поиска сокращается за счет фактического разделения поиска на два этапа поиска фазы короткой и последующего поиска фазы длинной последовательностей. Длительности последовательностей кратны, а их фазы в передаваемом сигнале жестко привязаны друг к другу. Поэтому после окончания поиска фазы короткой последовательности неопределенность фазы длинной последовательности сокращается. Thus, the search time is reduced by actually dividing the search into two stages of searching for a short phase and subsequent searching for a phase of long sequences. The durations of the sequences are multiple, and their phases in the transmitted signal are rigidly attached to each other. Therefore, after the search for the short sequence phase is completed, the uncertainty of the long sequence phase is reduced.
Блок управления поиском 4 в соответствии с заложенным в него алгоритмом дальнейшей работы приемника осуществляет формирование порогового уровня напряжения для селектора фазы 6, формирование опорного уровня напряжения для селектора максимального сигнала 3 и коммутацию опорных последовательностей, подаваемых на корреляторы 2. Блок управления поиском 4 может быть выполнен на микропроцессоре, например, ТМS 320Схх, Motorola 56xxx, Intel и т.п. Содержание алгоритма последующего функционирования приемника не является предметом изобретения и поэтому здесь не рассматривается. The search control unit 4, in accordance with the algorithm for further operation of the receiver incorporated in it, generates a threshold voltage level for the phase 6 selector, generates a voltage reference level for the
В случае, когда короткая и длинная последовательности в принимаемом сигнале аддитивны, то селектор короткой последовательности 5 осуществляет обычное гетеродинирование и низкочастотную фильтрацию принимаемой последовательности. Однако в большинстве практических случаев, имеющих место в спутниковых и сотовых системах связи, синхросигнал состоит из двух длинных синхропоследовательностей, сложенных в квадратуре. Для уменьшения времени поиска сигнала необходимо каким-то образом передать короткую синхропоследовательность, а в приемнике ее следует выделить. Эта задача может быть решена следующим образом. Одна из двух принимаемых длинных синхропоследовательностей, сложенных в квадратуре, отличается от другой посредством ее сложения по модулю два с короткой синхропоследовательностью. Тогда для уменьшения времени поиска сигнала селектор синхропоследовательности 5 может быть выполнен, например, так, как показано на фиг.3, где обозначено:
7 - перемножитель,
8 - фильтр промежуточной частоты,
9 - фильтр нижних частот,
10 - генератор квадратурных компонент.In the case where the short and long sequences in the received signal are additive, the short sequence selector 5 performs the usual heterodyning and low-pass filtering of the received sequence. However, in most practical cases that take place in satellite and cellular communication systems, the clock signal consists of two long clock sequences, folded in quadrature. To reduce the search time of the signal, it is necessary to somehow transmit a short sync sequence, and in the receiver it should be highlighted. This problem can be solved as follows. One of the two accepted long sync sequences folded in quadrature differs from the other by adding modulo two to a short sync sequence. Then, to reduce the search time of the signal, the sync sequence selector 5 can be performed, for example, as shown in figure 3, where it is indicated:
7 - multiplier,
8 - intermediate frequency filter,
9 - low pass filter,
10 - generator of quadrature components.
Селектор синхропоследовательности 5 состоит из двух квадратурных ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные перемножитель 7 и фильтр промежуточной частоты 8, при этом сигнальные входы перемножителей 7 объединены и соединены со входом устройства, а опорные входы перемножителей 7 соединены с соответствующими выходами генератора квадратурных компонент 10 гармонического сигнала. Выходы фильтров промежуточной частоты 8 соединены с соответствующими входами третьего перемножителя частоты 7, выход которого через фильтр нижних частот 9 соединен со входом селектора фазы синхропоследовательности 6. The sync selector 5 consists of two quadrature branches, each of which contains a
Работа селектора синхропоследовательности 5 состоит в следующем. Две длинные квадратурные синхропоследовательности со входа устройства приводятся к одной фазе на промежуточной частоте в двух параллельных ветвях посредством двух перемножителей 7, на опорные входы которых подаются соответствующие сигналы от генератора квадратурных компонент 10 гармонического сигнала, фильтруются от шумов и внешних помех фильтрами промежуточной частоты 8. Короткая последовательность выделяется посредством перемножения сигналов с выходов фильтров промежуточной частоты 8 на третьем перемножителе 7 с последующей фильтрацией ее в фильтре нижних частот 9. Затем короткая последовательность подается на селектор фазы последовательности 6. The operation of the sync sequence selector 5 is as follows. Two long quadrature sync sequences from the input of the device are reduced to one phase at an intermediate frequency in two parallel branches by means of two
На практике длинная синхропоследовательность может быть настолько большой, что длина короткой последовательности также будет значительной, а реализация селектора 6 фазы синхропоследовательности будет трудно осуществимой и дорогой по стоимости или же потребуется большое число корреляторов, что также приведет к увеличению габаритов и стоимости устройства. Для упрощения устройства и уменьшения стоимости его исполнения можно найти компромиссное техническое решение, позволяющее преодолеть эти проблемы. Этого можно достигнуть, если тактовые частоты для формирования длинной и короткой последовательностей выбрать различными и кратными, при этом тактовую частоту для формирования короткой последовательности выбрать меньшей. Тогда отношение длин кодовых последовательностей Lд/Lк=n* Тд/Тк=nN, где n отношение тактовых частот Fд/Fк, а N отношение периодов длинной и короткой последовательностей Тд/Тк соответственно. Таким образом, отношение длин кодовых последовательностей можно увеличить в n раз за счет уменьшения в n раз тактовой частоты формирования короткой последовательности. За счет этого решения упрощается реализация селектора 6 фазы короткой последовательности также в n раз. In practice, the long sync sequence can be so large that the length of the short sequence will also be significant, and the implementation of the phase 6 selector of the sync sequence will be difficult and expensive in cost, or a large number of correlators will be required, which will also lead to an increase in the size and cost of the device. To simplify the device and reduce the cost of its performance, you can find a compromise technical solution to overcome these problems. This can be achieved if the clock frequencies for forming a long and short sequences are different and multiple, while the clock frequency for forming a short sequence is lower. Then the ratio of the lengths of the code sequences Ld / Lk = n * Td / Tk = nN, where n is the ratio of the clock frequencies Fd / Fk, and N is the ratio of the periods of the long and short sequences Td / Tk, respectively. Thus, the ratio of the lengths of code sequences can be increased n times by reducing n times the clock frequency of the formation of a short sequence. Due to this solution, the implementation of the phase selector 6 of the short sequence is also simplified n times.
Вариант выполнения генератора опорных сигналов 1 представлен на фиг.4, где обозначено:
11 - генератор длинной ПСП,
12 - генератор короткой ПСП,
13 - дешифратор,
14 - коммутатор,
15 - сумматоры,
16 - генератор тактовой частоты,
17 - делитель тактовой частоты.An embodiment of a
11 - generator long memory bandwidth,
12 - generator short memory bandwidth,
13 - decoder,
14 - switch
15 - adders
16 is a clock generator,
17 - clock divider.
Генератор опорного сигнала 1 состоит из генераторов длинной 11 и короткой 12 псевдослучайных последовательностей, отношение периодов которых кратно и равно N числу используемых корреляторов 2. При этом разрядные выходы генератора длинной последовательности 11 соединены с соответствующими входами коммутатора 14 и дешифратора 13, а выход последнего соединен с установочными входами генератора короткой последовательности 12 и делителя тактовой частоты 17. N выходов коммутатора 14 соединены с опорными синфазными входами корреляторов 2 непосредственно и через N сумматоров по модулю два 15 с опорными квадратурными входами корреляторов 2, а вторые входы сумматоров по модулю два 15 объединены и соединены с выходом генератора короткой последовательности 12, при этом тактовый вход генератора длинной последовательности 11 и управляемый вход дешифратора 13 объединены и соединены с выходом генератора тактовой частоты 16 непосредственно и через делитель тактовой частоты 17 с тактовым входом генератора короткой последовательности 12. В свою очередь, установочные входы генератора длинной последовательности 11 соединены с соответствующими выходами селектора фазы синхропоследовательности 6, а установочные входы коммутатора 14 соединены с соответствующими выходами блока управления поиском 4. The
Работа генератора опорных сигналов 1 состоит в следующем. Опорные синхропоследовательности, формируемые генератором длинной псевдослучайной последовательности 11 и снимаемые с его N разрядных выходов, через коммутатор 14 подаются на опорные синфазные входы корреляторов 2 и дополнительно через сумматоры по модулю два 15 на опорные квадратурные входы корреляторов 2, на вторые входы которых подается последовательность, формируемая генератором короткой псевдослучайной последовательности 12. Генератор 12 и делитель 17 фазируются импульсом состояния генератора длинной псевдослучайной синхропоследовательности 11, вырабатываемым дешифратором 13. Этот импульс стробируется импульсом генератора тактовой частоты 16. В свою очередь, сигналы с генератора тактовой частоты 16 хронируют работу генератора 11 непосредственно и генератора 12 через делитель 17. Состояние коммутатора 14 определяется сигналами, подаваемыми на него из блока управления поиском 4. И, наконец, фазирование генератора опорных сигналов по отношению к принимаемым синхропоследовательностям осуществляется сигналами, подаваемыми на установочные входы генератора длинной синхропоследовательности 11 от селектора фазы синхропоследовательности 6. The operation of the
Селектор 6 фазы синхропоследовательности может быть выполнен так, как представлено на фиг.5, где обозначено:
18 - согласованный фильтр,
19 - пороговый элемент.The selector 6 phase synchronization sequence can be performed as shown in figure 5, where indicated:
18 - matched filter,
19 is a threshold element.
Согласно фиг. 5 селектор фазы синхропоследовательности 6 представляет собой последовательно соединенные согласованный фильтр 18 и пороговый элемент 19. При этом вход согласованного фильтра 18 соединен с выходом селектора синхропоследовательности 5, а выход порогового элемента 19 соединен с установочными входами генератора опорных сигналов 1, при этом опорный вход порогового элемента 19 соединен с соответствующим опорным выходом блока управления поиском 4. According to FIG. 5, the sync sequence phase selector 6 is a matched filter 18 and a
Согласованный фильтр 18 осуществляет фильтрацию принимаемой короткой последовательности так, что на его выходе появляются через одинаковые промежутки времени, равные периоду последовательности, импульсы длительностью, равной периоду тактовой частоты сигнала. Если амплитуда этих импульсов превышает пороговый уровень напряжения, подаваемого из блока управления поиском 4, то сигнал с выхода порогового элемента 19 устанавливает фазу генератора опорных сигналов 1 по принимаемой последовательности. The matched filter 18 filters the received short sequence so that at its output, at equal intervals of time equal to the period of the sequence, pulses of duration equal to the period of the clock frequency of the signal appear. If the amplitude of these pulses exceeds the threshold voltage level supplied from the search control unit 4, the signal from the output of the
Дальнейшего уменьшения времени синхронизации можно достигнуть, если вместо согласованного фильтра применить Фурье-процессор. Для такого случая вариант выполнения селектора фазы синхропоследовательности 6 представлен на фиг. 6 и состоит из последовательно соединенных Фурье-процессора 20 и порогового элемента 19, при этом вход Фурье-процессора 20 соединен с выходом селектора синхропоследовательности 5, а выход порогового элемента 19 соединен с управляемым входом Фурье-процессора 20, в свою очередь фазные выходы Фурье-процессора 20 подключены к установочным входам генератора опорных сигналов 1, а опорный вход порогового элемента 19 соединен с соответствующим выходом блока управления поиском 4. A further reduction in the synchronization time can be achieved by using a Fourier processor instead of a matched filter. For such a case, an embodiment of the phase selector of the sync sequence 6 is shown in FIG. 6 and consists of series-connected Fourier processor 20 and a
Работа Фурье-процессора 20 по существу не отличается от работы согласованного фильтра 18, за исключением того, что отклик на выходе Фурье-процессора 20 может появится несколько раньше, чем на выходе согласованного фильтра 18, и фазирование генератора опорных сигналов 1 может быть произведено также раньше. The operation of the Fourier processor 20 is essentially no different from the operation of a matched filter 18, except that the response at the output of the Fourier processor 20 may appear earlier than at the output of the matched filter 18, and phasing of the
Преимущество данного предлагаемого решения заключается в сокращении времени поиска, которое обеспечивается за счет фактического разделения поиска на два этапа поиска фазы короткой последовательности и последующего поиска фазы длинной последовательности. Длительности последовательностей кратны, а их фазы в передаваемом сигнале жестко привязаны друг к другу. Поэтому после окончания поиска фазы короткой последовательности неопределенность фазы длинной последовательности сокращается, что приводит к сокращению полного времени поиска. The advantage of this proposed solution is to reduce the search time, which is ensured by actually dividing the search into two stages of searching for a phase of a short sequence and subsequent search for a phase of a long sequence. The durations of the sequences are multiple, and their phases in the transmitted signal are rigidly attached to each other. Therefore, after the search for the phase of the short sequence is completed, the uncertainty of the phase of the long sequence is reduced, which leads to a reduction in the total search time.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001120594A RU2206180C2 (en) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | Device for initial synchronization of pseudorandom signal receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001120594A RU2206180C2 (en) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | Device for initial synchronization of pseudorandom signal receiver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2206180C2 true RU2206180C2 (en) | 2003-06-10 |
| RU2001120594A RU2001120594A (en) | 2003-06-27 |
Family
ID=29210090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001120594A RU2206180C2 (en) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | Device for initial synchronization of pseudorandom signal receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2206180C2 (en) |
-
2001
- 2001-07-24 RU RU2001120594A patent/RU2206180C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Шумоподобные сигналы в системах передачи информации./Под ред. Пестрякова В.Б. - М.: Советское радио, 1973, с. 154, рис. 5.2.1. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5625641A (en) | Correlator, synchronizer provided with the correlator, and fast frequency hopping spread spectrum receiver provided with the synchronizer | |
| CA2360061C (en) | Sequential-acquisition, multi-band, multi-channel, matched filter | |
| US4280222A (en) | Receiver and correlator switching method | |
| US5144641A (en) | Spread spectrum communication device | |
| JP2003121538A (en) | Method for sharing radio frequency in time-multiplex modulation | |
| US7940212B2 (en) | Method of processing a digital signal derived from an analog input signal of a GNSS receiver, a GNSS receiver base band circuit for carrying out the method and a GNSS receiver | |
| AU769506B2 (en) | Matched filter and spread spectrum receiver | |
| US5084901A (en) | Sequential chirp modulation-type spread spectrum communication system | |
| EP1928119B1 (en) | Method of acquiring initial synchronization in impulse wireless communication and receiver | |
| US6842475B2 (en) | Apparatus for acquisition of asynchronous wideband DS/CDMA signal | |
| US6212222B1 (en) | Initial acquisition circuit | |
| RU2206180C2 (en) | Device for initial synchronization of pseudorandom signal receiver | |
| RU2210860C1 (en) | Broadband-signal communication system | |
| RU2193278C1 (en) | Radio communication link | |
| SU1506561A1 (en) | Device for receiving batched data in satellite communication system | |
| SU683029A1 (en) | Communication system with time-compression of noise -like signals | |
| RU2254679C1 (en) | Coherent receiver of modulated signals with a shift of multi-channel communication system (oqpsk) with code separation of channels | |
| SU1109935A1 (en) | Device for receiving signals with linear frequency modulation | |
| SU708531A1 (en) | Device for receiving frequency-phase manipulated signals | |
| SU902287A1 (en) | Device for measuring clock frequency of pseudorandom sequence | |
| RU2222111C2 (en) | Device for receiving phase-keyed signals under interference conditions | |
| RU2190300C1 (en) | Signal transmission system in three-phase power mains | |
| RU2012143C1 (en) | Data transmission system with multiple access and time sharing of distant stations | |
| SU1501293A1 (en) | Radio communication system with pseudorandom signals | |
| RU2271606C1 (en) | Radio communication line |
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 |