RU2246181C2 - Receiver for quadratic-modified signals with displacement for multichannel communications system with coded channel separation - Google Patents
Receiver for quadratic-modified signals with displacement for multichannel communications system with coded channel separation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246181C2 RU2246181C2 RU2002130526/09A RU2002130526A RU2246181C2 RU 2246181 C2 RU2246181 C2 RU 2246181C2 RU 2002130526/09 A RU2002130526/09 A RU 2002130526/09A RU 2002130526 A RU2002130526 A RU 2002130526A RU 2246181 C2 RU2246181 C2 RU 2246181C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- quadrature
- code sequence
- signal
- 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 быть использовано 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 be used in cellular and satellite radio communications, telemetry systems, in radio control systems and fiber-optic information transmission systems.
Известны системы сотовой связи с кодово-временным разделением каналов, использующие для синхронизации канала так называемые преамбулы (часть временного интервала в канале, используемого для передачи синхросигналов) [1]. Однако этим системам присущи следующие недостатки.Known cellular communication systems with code-time division of channels, using for the synchronization of the channel the so-called preambles (part of the time interval in the channel used to transmit clock signals) [1]. However, these systems have the following disadvantages.
1. Низкая энергетическая эффективность, так как для обеспечения надежной синхронизации необходимо выделять для передачи синхросигналов до 40% энергетики канала.1. Low energy efficiency, since to ensure reliable synchronization, it is necessary to allocate up to 40% of the channel energy for transmitting clock signals.
2. Низкая временная эффективность использования канала, так как до 40% интервала времени, отводимого для передачи каждой посылки информации, используется для передачи синхросигналов.2. Low temporal efficiency of using the channel, since up to 40% of the time interval allotted for the transmission of each transmission of information is used to transmit clock signals.
3. При использовании систем такого типа не всегда удается обеспечивать требования по экологической безопасности, так как значительные энергетические затраты, которые необходимы для обеспечения надежной синхронизации системы, приводят к высокой спектральной плотности мощности в зоне обслуживания системы связи и, как следствие, к нарушению требований по экологической безопасности.3. When using systems of this type, it is not always possible to meet environmental safety requirements, since significant energy costs, which are necessary to ensure reliable synchronization of the system, lead to a high spectral power density in the coverage area of the communication system and, as a result, to violation of the requirements for environmental safety.
Известны также системы сотовой связи с кодовым разделением каналов, которые для синхронизации приемников используют пилот-сигнал [2] и [3].Also known are code division multiple communication cellular communication systems that use pilot signal [2] and [3] to synchronize receivers.
Отличительной особенностью их является то, что пилот-сигнал, который используется для синхронизации приемников системы, передается одновременно с информацией. Однако и в этих системах использование пилот-сигнала также требует дополнительных энергетических затрат, которые при необходимости обеспечения надежной синхронизации системы могут составлять до 30% энергетики, выделяемой для передачи информации, что приводит к высокой спектральной плотности мощности в зоне обслуживания системы связи и, как следствие, к нарушению требований по экологической безопасности.Their distinctive feature is that the pilot signal, which is used to synchronize the receivers of the system, is transmitted simultaneously with the information. However, in these systems, the use of a pilot signal also requires additional energy costs, which, if necessary, ensure reliable synchronization of the system, can be up to 30% of the energy allocated for information transfer, which leads to a high spectral power density in the coverage area of the communication system and, as a result to violation of environmental safety requirements.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является приемник псевдослучайных сигналов [3] (прототип), включающий последовательно соединенные первый преобразователь частоты (ПЧ), первый вход которого является входом приемника, первый фильтр промежуточный частоты (ФПЧ), второй ФПЧ, первый перемножитель (П), фазовый детектор (ФД), фильтр фазовой ошибки (ФФО), первый управляющий элемент (УЭ), управляемый генератор (УГ), выход которого соединен со вторым входом первого ПЧ, последовательно соединенные второй П, первый вход которого соединен с выходом первого ФПЧ, третий ФПЧ, первый сумматор (С), второй ПЧ, второй С, фильтр ошибки по задержке (ФОЗ), второй УЭ, управляемый тактовый генератор (УТГ), генератор опорных сигналов (ГОС), первый выход которого соединен со вторым входом первого П, последовательно соединенные третий П, первый вход которого соединен с выходом первого ФПЧ, четвертый ФПЧ, выход которого соединен со вторым входом первого С, а также опорный генератор (ОГ), первый выход которого соединен со вторым входом ФД, а второй его выход через фазовращатель (ФВ) соединен со вторым входом второго ПЧ, выход ФФО через усилитель (УС) соединен со вторым входом второго С, второй выход ГОС соединен со вторым входом второго П, а его третий выход соединен со вторым входом третьего П.Closest to the proposed invention is a receiver of pseudo-random signals [3] (prototype), including a series-connected first frequency converter (IF), the first input of which is the input of the receiver, the first intermediate frequency filter (PLL), the second PLL, the first multiplier (P), phase detector (PD), phase error filter (PFD), first control element (UE), controlled generator (UG), the output of which is connected to the second input of the first IF, the second P connected in series, the first input of which is connected to the output the first phase converter, the third phase converter, the first adder (C), the second frequency converter, the second C, delay error filter (FDF), the second UE, a controlled clock (UTG), a reference signal generator (GOS), the first output of which is connected to the second the input of the first P connected in series to the third P, the first input of which is connected to the output of the first PLL, the fourth PLL, the output of which is connected to the second input of the first C, as well as a reference generator (OG), the first output of which is connected to the second input of the PD, and its second the output through the phase shifter (PV) is connected to the second input House second IF output FFO via an amplifier (DC) connected to the second input of the second C, CRP second output connected to the second input of the second P and its third output connected to the second input of the third P.
Целью настоящего изобретения является создание приемника квадратурно-модулированных сигналов со смещением (OQPSK), который обеспечивал бы высокую энергетическую эффективность системы связи с кодовым разделением каналов за счет использования всей излучаемой мощности только для передачи информации, а также обеспечивал бы требования по экологической безопасности работы системы связи за счет снижения спектральной плотности мощности излучаемых сигналов при одновременном обеспечении высокой надежности синхронизации системы.The aim of the present invention is to provide a quadrature modulated bias signal receiver (OQPSK), which would ensure high energy efficiency of the communication system with code division multiplexing due to the use of all the radiated power only for information transfer, and would also provide environmental safety requirements for the communication system by reducing the spectral power density of the emitted signals while ensuring high reliability of the system synchronization.
Указанная цель достигается тем, что в известном приемнике псевдослучайных сигналов, включающем последовательно соединенные первый ПЧ, первый вход которого является входом приемника, первый ФПЧ, второй ФПЧ, первый П, ФД, ФФО, первый УЭ, УГ, выход которого соединен со вторым входом первого ПЧ, последовательно соединенные второй П, первый вход которого соединен с выходом первого ФПЧ, третий ФПЧ, первый С, второй ПЧ, второй С, ФОЗ, второй УЭ, УТГ, ГОС, первый выход которого соединен со вторым входом первого П, последовательно соединенные третий П, первый вход которого соединен с выходом первого ФПЧ, четвертый ФПЧ, выход которого соединен со вторым входом первого С, а также ОГ, первый выход которого соединен со вторым входом ФД, а второй его выход через ФВ соединен со вторым входом второго ПЧ, выход ФФО через УС соединен со вторым входом второго С, второй выход ГОС соединен со вторым входом второго П, а его третий выход соединен со вторым входом третьего П, из схемы исключены первый, второй, третий и четвертый ФПЧ, первый, второй и третий перемножители, фазовый детектор, опорный генератор, первый и второй сумматоры, усилитель и дополнительно введены новые элементы и связи между элементами, а именно: последовательно соединенные первый широкополосный фильтр нижних частот (ШФНЧ), вход которого соединен с выходом второго преобразователя частоты, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый квадратурный коррелятор (КК), фильтр нижних частот (ФНЧ) и декодер (Д), выход которого является выходом приемника, второй выход первого КК соединен со входом ФФО, выход УГ соединен со входом ФВ, первый вход второго ПЧ соединен со входом приемника, выход первого ПЧ через последовательно соединенные второй ШФНЧ и второй АЦП соединен со вторым входом первого КК, первым и вторым входами второго КК, второй выход второго КК через первый цифровой сумматор (ЦС) соединен со входом ФОЗ, выход первого АЦП соединен с первым и вторым входами третьего КК, второй выход третьего КК соединен со вторым входом первого ЦС, первый выход ГОС соединен с четвертым входом второго КК, второй выход ГОС соединен с третьим входом первого КК и четвертым входом третьего КК, третий выход ГОС соединен с четвертым входом первого КК и третьим входом второго КК, а его четвертый выход соединен с третьим входом третьего КК, причем КК включает последовательно соединенные первый перемножитель (П), первый вход которого является первым входом КК, а второй вход - четвертым входом КК, третий широкополосный фильтр нижних частот (ФНЧ), второй ЦС, выход которого является первым выходом КК, а также последовательно соединенные второй П, первый вход которого является вторым входом КК, а его второй вход - третьим входом КК, четвертый ШФНЧ, третий ЦС, третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго ЦС, и фильтр нижних частот (ФНЧ), выход которого является вторым выходом КК, выход четвертого ШФНЧ соединен со вторым входом второго ЦС, а выход третьего ШФНЧ соединен со вторым входом третьего ЦС.This goal is achieved by the fact that in the known receiver of pseudo-random signals, including a series-connected first IF, the first input of which is the input of the receiver, the first phase-converter, second phase-converter, the first П, ФД, ФФО, the first УЭ, УГ, the output of which is connected to the second input of the first IF, serially connected to the second P, the first input of which is connected to the output of the first PLL, the third PLL, the first C, the second IF, the second C, FOZ, the second UE, UTG, GOS, the first output of which is connected to the second input of the first P, the third are connected in series P, p the first input of which is connected to the output of the first PLL, the fourth PLL, the output of which is connected to the second input of the first C, as well as the exhaust gas, the first output of which is connected to the second input of the PD, and its second output through the PV is connected to the second input of the second IF, the output of the PFD through The DC is connected to the second input of the second C, the second GOS output is connected to the second input of the second P, and its third output is connected to the second input of the third P, the first, second, third and fourth phase-phase converters, the first, second and third multipliers, phase detector are excluded reference generator the first and second adders, the amplifier, and additionally introduced new elements and connections between the elements, namely: the first wide-band low-pass filter (VLF) connected in series, the input of which is connected to the output of the second frequency converter, the first analog-to-digital converter (ADC), the first quadrature correlator (KK), low-pass filter (LPF) and decoder (D), the output of which is the output of the receiver, the second output of the first KK is connected to the input of the FFD, the output of the UG is connected to the input of the PV, the first input of the second IF is connected to the input the receiver, the output of the first inverter through the second CFC and the second ADC connected in series is connected to the second input of the first KK, the first and second inputs of the second KK, the second output of the second KK through the first digital adder (DS) is connected to the input of the phase converter, the output of the first ADC is connected to the first and the second inputs of the third KK, the second output of the third KK is connected to the second input of the first KS, the first output of the GOS is connected to the fourth input of the second KK, the second output of the GOS is connected to the third input of the first KK and the fourth input of the third KK, the third output of GOS is connected to even the third input of the first KK and the third input of the second KK, and its fourth output is connected to the third input of the third KK, and KK includes serially connected first multiplier (P), the first input of which is the first input of KK, and the second input is the fourth input of KK, third broadband low-pass filter (low-pass filter), the second DS, the output of which is the first output of the QC, and also connected in series with the second P, the first input of which is the second input of the QC, and its second input is the third input of the QC, the fourth LPF, the third DS, the third alternating current resident, a second input coupled to an output of the second CA, and low-pass filter (LPF), the output of which is the second output of the QC SHFNCH fourth output connected to the second input of the second CA, and the output of the third SHFNCH connected to the second input of the third CS.
Отличительными признаками предлагаемого устройства являются введенные в схему приемника дополнительные элементы, а именно: первый и второй ШФНЧ, первый и второй АЦП, первый, второй и третий КК, ФНЧ, Д, ЦС и соответствующие связи между ними, благодаря чему удается обеспечить повышение энергетической эффективности за счет использования всей излучаемой мощности для передачи информации, а также выполнение требований по экологической безопасности при работе системы связи за счет снижения спектральной плотности мощности излучаемых сигналов при одновременном обеспечении высокой надежности синхронизации системы, что соответствует критерию "новизна".Distinctive features of the proposed device are additional elements introduced into the receiver circuit, namely: the first and second CFC, the first and second ADCs, the first, second and third QC, low-pass filter, D, CS and the corresponding connections between them, which helps to increase energy efficiency through the use of all radiated power to transmit information, as well as the fulfillment of environmental safety requirements during the operation of a communication system by reducing the spectral power density of radiated signals while ensuring high reliability of system synchronization, which meets the criterion of "novelty."
Поскольку совокупность введенных элементов и их связи до даты подачи заявки в патентной и научной литературе не обнаружены, то предлагаемое техническое решение соответствует изобретательскому уровню.Since the totality of the introduced elements and their relationship to the filing date of the application in the patent and scientific literature are not found, the proposed technical solution corresponds to the inventive step.
Структурная схема устройства представлена на фиг. 1 и 2. Цифрами на фиг. 1 обозначены:The block diagram of the device is shown in FIG. 1 and 2. The numbers in FIG. 1 marked:
1 - фазовращатель на π/2 (ФВ);1 - phase shifter on π / 2 (PV);
2 - управляемый генератор (УГ);2 - controlled generator (UG);
3, 17 - управляющий элемент (УЭ);3, 17 - control element (UE);
4 - фильтр фазовой ошибки (ФФО);4 - phase error filter (FFO);
5, 11 - преобразователь частоты (ПЧ);5, 11 - frequency converter (IF);
6, 12 - широкополосный фильтр нижних частот (ШФНЧ);6, 12 - broadband low-pass filter (SHFNCH);
7,13 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);7.13 - analog-to-digital converter (ADC);
8, 14, 20 - квадратурный коррелятор (КК);8, 14, 20 - quadrature correlator (QC);
9 - фильтр нижних частот (ФНЧ);9 - low-pass filter (low-pass filter);
10 - декодер (Д);10 - decoder (D);
15 - цифровой сумматор (ЦС);15 - digital adder (CA);
16 - фильтр ошибки по задержке (ФОЗ);16 - delay error filter (FDF);
18 - управляемый тактовый генератор (УТГ);18 - controlled clock generator (UTG);
19 - генератор опорных сигналов (ГОС).19 - reference signal generator (GOS).
На фигуре 2 цифрами обозначены:In the figure, 2 numbers indicate:
1, 4, 7 - перемножитель (П);1, 4, 7 - multiplier (P);
2, 5 - широкополосный фильтр нижних частот (ШФНЧ);2, 5 - broadband low-pass filter (HFNCH);
3, 6 - цифровой сумматор (ЦС);3, 6 - digital adder (CA);
8 - фильтр нижних частот (ФНЧ).8 - low-pass filter (low-pass filter).
Работа приемника. Порядок работы приемника рассмотрим по структурной схеме, которая изображена на фиг. 1, и при условии, что приемник находится в состоянии захвата принимаемого сигнала. Захват осуществлен устройством первоначальной синхронизации, которое в заявляемом устройстве не рассматривается.The work of the receiver. Let us consider the operating procedure of the receiver according to the block diagram shown in FIG. 1, and provided that the receiver is in a state of capturing a received signal. The capture was carried out by the initial synchronization device, which is not considered in the claimed device.
Пусть на вход приемника в момент времени tk поступает сигнал видаSuppose the receiver input at time t k receives the signal type
где SI(tk) - синфазная составляющая сигнала;where S I (t k ) is the in-phase component of the signal;
SQ(tk) - квадратурная составляющая сигнала.S Q (t k ) is the quadrature component of the signal.
В свою очередь,In turn,
где Аm - амплитуда сигнала;where A m is the amplitude of the signal;
ri - i-ый информационный символ, принимающий значение 1 или -1;r i is the i-th information symbol taking the
d'j, dj - j-ые элементы кодовой последовательности, принимающие значения 1 или -1;d ' j , d j - j-th elements of the code sequence, taking
ωc - круговая частота принимаемого сигнала;ω c is the circular frequency of the received signal;
φ - начальная фаза несущей;φ is the initial phase of the carrier;
nI(tk), nQ(tk) - синфазная и квадратурные составляющие нормального белого шума по спектральной плотности мощности N0/2;n I (t k ), n Q (t k ) - in-phase and quadrature components of normal white noise in terms of power spectral density N 0/2 ;
Т - длительность элемента кодовых последовательностей.T is the duration of the element of code sequences.
Одновременно на второй вход первого ПЧ (11) непосредственно и на второй вход второго ПЧ (5) через ФВ (1) с выхода УГ (2) подаются сигналы видаAt the same time, signals of the form are fed to the second input of the first inverter (11) directly and to the second input of the second inverter (5) through the PV (1) from the output of the UG (2)
S0I(tk)=cos(ω0tk),S 0I (t k ) = cos (ω 0 t k ),
S0Q(t)=sin(ω0tk),S 0Q (t) = sin (ω 0 t k ),
где ω0 - круговая частота управляемого генератора.where ω 0 is the circular frequency of the controlled generator.
Тогда сигнал на первом входе первого КК (8) и на первом и втором входах третьего КК (20) после фильтрации в первом ШФНЧ (6) и преобразований в первом АЦП (7) имеет видThen the signal at the first input of the first KK (8) and at the first and second inputs of the third KK (20) after filtering in the first LPF (6) and transformations in the first ADC (7) has the form
а сигнал на втором входе первого КК (8) и на первом и втором входах второго КК (14) после фильтрации во втором ШФНЧ (12) и преобразований во втором АЦП (13) имеет видand the signal at the second input of the first KK (8) and at the first and second inputs of the second KK (14) after filtering in the second LPF (12) and transformations in the second ADC (13) has the form
где xk=(ωc-ω0)tk+φ=Δωtk+φ;where x k = (ω c -ω 0 ) t k + φ = Δωt k + φ;
Δω - разность частот принимаемого и опорного сигналов.Δω is the frequency difference between the received and reference signals.
На третий вход первого КК (8) со второго выхода ГОС (19) поступает опорная кодовая последовательность псевдослучайных символов dj, идентичная и совпадающая во времени (в пределах длительности элемента кодовой последовательности Т) с кодовой последовательностью dj, содержащейся в принимаемом сигнале SI(tk).The third code input of the first QC (8) from the second GOS output (19) receives the reference code sequence of pseudorandom symbols d j identical and coinciding in time (within the duration of the code sequence element T) with the code sequence d j contained in the received signal S I (t k ).
На четвертый вход первого КК (8) с третьего выхода ГОС (19) поступает опорная кодовая последовательность псевдослучайных символов d'j, идентичная и совпадающая во времени (в пределах длительности элемента кодовой последовательности Т) с кодовой последовательностью d'j, содержащейся в принимаемом сигнале SQ(tk), но сдвинутая во времени на 0,5 такта относительно последовательности, подаваемой на третий вход.The reference code sequence of pseudorandom symbols d ' j , identical and coinciding in time (within the duration of the code element T) with the code sequence d' j contained in the received signal, is received at the fourth input of the first KK (8) from the third output of the GOS (19) S Q (t k ), but shifted in time by 0.5 clock cycles relative to the sequence supplied to the third input.
После обработки принятых и опорных сигналов в (8) на его первом выходе появляется сигнал, соответствующий переданной двоичной информационной последовательности ri, который через ФНЧ (9) поступает на декодер (10), в котором происходит коррекция и исправление ошибок, и далее информационные символы поступают на выход приемника, а на втором выходе первого КК (8) появляется сигнал, пропорциональный разности фаз несущей частоты принятого сигнала ωc и частоты ω0 УГ (2). Этот сигнал через ФФО (4) поступает на первый УЭ (3), который, воздействуя на УГ (2), подстраивает его опорную частоту ω0 под несущую частоту принимаемого сигнала ωc.After processing the received and reference signals in (8), at its first output, a signal appears corresponding to the transmitted binary information sequence r i , which through the low-pass filter (9) goes to the decoder (10), in which error correction and correction takes place, and then information symbols arrive at the output of the receiver, and a signal proportional to the phase difference of the carrier frequency of the received signal ω c and the frequency ω 0 of the ultrasonic signal (2) appears on the second output of the first KK (8). This signal through the FFO (4) enters the first UE (3), which, acting on the UG (2), adjusts its reference frequency ω 0 to the carrier frequency of the received signal ω c .
На третий вход третьего КК (20) с четвертого выхода ГОС (19) поступает опорная кодовая последовательность псевдослучайных символов, идентичная и отстающая на 0,5 такта (0,57) относительно кодовой последовательности d'j, содержащейся в принимаемом сигнале SQ(tk).At the third input of the third KK (20) from the fourth output of the GOS (19), a reference code sequence of pseudorandom symbols is received that is identical and lags by 0.5 clock cycles (0.57) relative to the code sequence d' j contained in the received signal S Q (t k ).
На четвертый вход третьего КК (20) со второго выхода ГОС (19) поступает опорная кодовая последовательность псевдослучайных символов, идентичная и опережающая во времени кодовую последовательность d'j, содержащуюся в принимаемом сигнале SQ(tk).At the fourth input of the third KK (20), from the second output of the GOS (19), a reference code sequence of pseudorandom symbols is received that is identical and ahead in time of the code sequence d ' j contained in the received signal S Q (t k ).
После обработки принятого и опорных сигналов в (20) на его втором выходе появляется сигнал, пропорциональный величине временного смещения принимаемого сигнала относительно опорных, который подается на второй вход первого ЦС (15).After processing the received and reference signals in (20), a signal proportional to the temporal offset of the received signal relative to the reference signals, which is fed to the second input of the first DS (15), appears on its second output.
На третий вход второго КК (14) с третьего выхода ГОС (19) поступает опорная кодовая последовательность псевдослучайных символов, идентичная и отстающая на 0,5 такта (0,5Т) относительно кодовой последовательности dj, содержащейся в принимаемом сигнале SI(tk).The third code input of the second QC (14) from the third GOS output (19) receives the reference code sequence of pseudorandom symbols that is identical and lags by 0.5 clock cycles (0.5T) relative to the code sequence d j contained in the received signal S I (t k )
На четвертый вход (14) с первого выхода (19) поступает опорная кодовая последовательность псевдослучайных символов, идентичная и опережающая на 0,5 такта во времени кодовую последовательность dj, содержащуюся в принимаемом сигнале SI(tk).The fourth code input (14) from the first output (19) receives the reference code sequence of pseudorandom characters that is identical and ahead by 0.5 clock cycles in time of the code sequence d j contained in the received signal S I (t k ).
После обработки принятого и опорных сигналов на втором выходе (14) появляется сигнал, пропорциональный величине временного смещения принимаемого сигнала относительно опорных, который подается на первый вход первого ЦС (15).After processing the received and reference signals at the second output (14), a signal appears proportional to the value of the temporal offset of the received signal relative to the reference, which is fed to the first input of the first DS (15).
В (15) формируется результирующий сигнал ошибки, пропорциональный рассогласованию по фактической задержке принятого сигнала S(tk) относительно опорных, формируемых ГОС (19).In (15), the resulting error signal is generated, which is proportional to the mismatch in the actual delay of the received signal S (t k ) relative to the reference ones formed by the GOS (19).
Результирующий сигнал ошибки по задержке с выхода (15) через ФОЗ (16) подается на УЭ (17), который, воздействуя на УТГ (18), подстраивает его тактовую частоту под тактовую частоту кодовой последовательности, содержащейся в принимаемом сигнале. В свою очередь, УТГ (18) управляет работой ГОС (19), обеспечивая появление на его выходах сигналов с требуемой задержкой относительно принятого.The resulting error signal for the delay from the output (15) through the FOZ (16) is supplied to the RE (17), which, acting on the UTG (18), adjusts its clock frequency to the clock frequency of the code sequence contained in the received signal. In turn, the UTG (18) controls the operation of the GOS (19), ensuring the appearance of signals at its outputs with the required delay relative to the received one.
Работу КК (8, 14 и 20) рассмотрим по схеме, представленной на фиг.2, в двух режимах: в режиме приема информации и в режиме слежения за задержкой.The work of the spacecraft (8, 14 and 20) we will consider according to the scheme presented in figure 2, in two modes: in the mode of receiving information and in the mode of tracking the delay.
Работа КК в режиме приема информации. При работе КК в режиме приема информации на первый вход П (1) подается сигнал вида (5), а на его второй вход - опорная кодовая последовательность, которая идентична кодовой последовательности, содержащейся в сигнале (5), и совпадает с ней по задержке с точностью, определяемой работой схемы слежения за задержкой, но не превышающей величины длительности элемента кодовой последовательности.Work QC in the mode of receiving information. When the QC operates in the information reception mode, a signal of the form (5) is supplied to the first input P (1), and to its second input, a reference code sequence, which is identical to the code sequence contained in the signal (5), and coincides with it in delay accuracy determined by the operation of the delay tracking circuit, but not exceeding the duration of the code sequence element.
На первый вход второго перемножителя КК (4) подается сигнал вида (4), а на его второй вход - опорная кодовая последовательность, которая идентична кодовой последовательности, содержащейся в сигнале (4), и совпадает с ней по задержке с точностью, определяемой работой схемы слежения за задержкой, но не превышающей величины длительности элемента кодовой последовательности.A signal of the form (4) is supplied to the first input of the second KK multiplier (4), and a reference code sequence, which is identical to the code sequence contained in the signal (4), and coincides with the delay in accuracy with the accuracy determined by the operation of the circuit, at its second input tracking the delay, but not exceeding the duration of the code sequence element.
В (1) и (4) осуществляется свертка входных и опорных сигналов. Результат свертки с выхода (1) через ШФНЧ (2) подается на первый вход ЦС (3) и на второй вход ЦС (6), результат свертки с выхода П (4) через ШФНЧ (5) подается на второй вход ЦС (3) и на первый вход ЦС (6).In (1) and (4), the convolution of input and reference signals is carried out. The result of the convolution from the output (1) through the LPF (2) is fed to the first input of the DS (3) and to the second input of the DS (6), the result of the convolution from the output P (4) through the LPF (5) is fed to the second input of the DS (3) and at the first input of the CA (6).
На выходе ШФНЧ (2) сигнал можно представить в видеAt the output of the LPF (2), the signal can be represented as
а на выходе ШФНЧ (5) - в видеand at the output of the creep filter (5) - in the form
Тогда на выходе ЦС (3), который выполняет функцию сложения, появится сигнал видаThen, at the output of the DS (3), which performs the addition function, a signal of the form
Первое слагаемое в данном выражении при достаточно точной синхронизации [cos(xk)≈1] является информационным символом, а последующие слагаемые - шумовые. Этот сигнал с выхода ЦС (3) подается на первый выход КК и на второй вход П (7).The first term in this expression with sufficiently accurate synchronization [cos (x k ) ≈1] is an information symbol, and the subsequent terms are noise. This signal from the output of the CA (3) is fed to the first output of the QC and to the second input P (7).
На выходе ЦС (6), который выполняет функцию вычитания, появится сигнал видаAt the output of the CA (6), which performs the function of subtraction, a signal of the form
который подается на первый вход П (7). Сигнал с выхода (7) через ФНЧ (8) подается на второй выход КК. Сигнал на втором выходе КК имеет видwhich is fed to the first input P (7). The signal from the output (7) through the low-pass filter (8) is fed to the second output of the QC. The signal at the second output of the QC has the form
где Where
Выражение после последнего знака равенства в (10) определяет ошибку синхронизации по несущей. При малой расстройке по частоте величина ошибки пропорциональна величине (2хk+ξk), которая является фазовой ошибкой. В этом режиме работает КК (8).The expression after the last equal sign in (10) determines the carrier synchronization error. With a small frequency detuning, the error value is proportional to the value (2x k + ξ k ), which is a phase error. In this mode, the QC works (8).
Работа схемы КК в режиме слежения за задержкой.The operation of the QC circuit in the delay tracking mode.
При работе КК в режиме слежения за задержкой на первый вход П (1) и на первый вход П (4) подается сигнал вида (4) или (5), а на второй вход (1) подается опорная кодовая последовательность, которая идентична кодовой последовательности, содержащейся в сигнале (4) или (5), и опережает ее на интервал времени, равный половине длительности элемента кодовой последовательности, содержащейся в сигнале (4) или (5), а на второй вход (4) подается опорная кодовая последовательность, идентичная опорной кодовой последовательности, поступающей на второй вход (1), но задержанная относительно нее на интервал времени, равный длительности элемента кодовой последовательности. В дальнейшем сигналы с выходов П (1) и (4) подвергаются той же обработке, что и в случае, изложенном выше. Однако с учетом подаваемых входных и опорных сигналов на втором выходе КК сигнал будет иметь видWhen the QC operates in the delay tracking mode, a signal of the form (4) or (5) is supplied to the first input P (1) and to the first input P (4), and a reference code sequence that is identical to the code sequence is supplied to the second input (1) contained in the signal (4) or (5), and is ahead of it by a time interval equal to half the duration of the code sequence element contained in the signal (4) or (5), and the reference code sequence identical to reference code sequence received at the second input (1), but delayed pressed relative to it for a time interval equal to the duration of the code sequence element. Subsequently, the signals from the outputs P (1) and (4) are subjected to the same processing as in the case described above. However, taking into account the supplied input and reference signals at the second output of the QC, the signal will have the form
илиor
где S1I(T/2) - сигнал на выходе ШФНЧ (2) при подаче на его первый вход сигнала типа (5);where S 1I (T / 2) is the signal at the output of the LPF (2) when a signal of type (5) is applied to its first input;
S2I(T/2) - сигнал на выходе ШФНЧ (5) при подаче на его первый вход сигнала типа (5);S 2I (T / 2) - signal at the output of the LPF (5) when a signal of type (5) is applied to its first input;
S1Q(T/2) - сигнал на выходе ШФНЧ (2) при подаче на его первый вход сигнала типа (4);S 1Q (T / 2) - signal at the output of the LPF (2) when a signal of type (4) is supplied to its first input;
S2Q(Т/2) - сигнал на выходе ШФНЧ (5) при подаче на его первый вход сигнала типа (4).S 2Q (T / 2) - signal at the output of the LPF (5) when a signal of type (4) is applied to its first input.
Эти выражения характеризуют величину ошибки по задержке принимаемого сигнала (5) или (4) относительно опорных в синфазном или квадратурном каналах соответственно.These expressions characterize the error value for the delay of the received signal (5) or (4) relative to the reference ones in common-mode or quadrature channels, respectively.
Следует заметить, что при работе КК в режиме слежения за задержкой:It should be noted that when the QC works in the delay tracking mode:
- он выполняет функции дискриминатора задержки, который является инвариантным к передаваемой информации, т.е. некогерентным;- it performs the functions of a delay discriminator, which is invariant to the transmitted information, i.e. incoherent;
- первый выход КК не используется.- the first QC output is not used.
Проведем оценку эффективности работы заявляемого устройства по значению отношения с/ш на выходе информационного канала, а также в каналах слежения за фазой несущей частоты и задержкой принимаемого сигнала. Так как сигналы на выходах выше упомянутых каналов являются случайными и эргодическими, то отношение с/ш на выходе информационного канала может быть получено посредством усреднения по времени выражения (8).Let us evaluate the performance of the claimed device by the value of the s / w ratio at the output of the information channel, as well as in the channels for tracking the phase of the carrier frequency and the delay of the received signal. Since the signals at the outputs of the above-mentioned channels are random and ergodic, the s / w ratio at the output of the information channel can be obtained by time averaging of expression (8).
Математическое ожидание уровня сигнала, его дисперсия и отношение с/ш на первом выходе КК (8) (информационный канал) имеют видThe mathematical expectation of the signal level, its dispersion and the s / w ratio at the first output of the QC (8) (information channel) are of the form
M[SI+SQ]=Amcos(x);M [S I + S Q ] = A m cos (x);
D[SI+SQ]=N0/2;D [S I + S Q ] = N 0/2 ;
с/ш=2Pc/N0.s / w = 2P c / N 0 .
Из выражений следует, что в информационном канале достигается потенциальное значение отношения с/ш, соответствующее когерентному (оптимальному) приему сигнала.From the expressions it follows that in the information channel the potential value of the s / w ratio is achieved, corresponding to the coherent (optimal) signal reception.
Источники информацииSources of information
1. Новые стандарты широкополосной радиосвязи на базе технологии W-CDMA: М.: Международный центр научно-технической информации, 1999 (Рис. 4.25, с.89; рис. 4.26, с.90).1. New standards for broadband radio communication based on W-CDMA technology: M .: International Center for Scientific and Technical Information, 1999 (Fig. 4.25, p.89; Fig. 4.26, p.90).
2. Там же (Рис. 3.11, с.56).2. In the same place (Fig. 3.11, p. 56).
3. Тузов Г.И. Статистическая теория приема сложных сигналов: - М.: Советское радио, 1977 (Рис. 4.20, с.213) (прототип).3. Aces G.I. Statistical theory of the reception of complex signals: - M .: Soviet Radio, 1977 (Fig. 4.20, p.213) (prototype).
4. Применение интегральных схем: Практическое руководство. В 2-х кн. Кн. 2. Пер. с англ. / Под ред. А.Уильямса. - М.: Мир, 1987 (Рис. 8.33, с.51).4. Application of integrated circuits: a practical guide. In 2 kn.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130526/09A RU2246181C2 (en) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | Receiver for quadratic-modified signals with displacement for multichannel communications system with coded channel separation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130526/09A RU2246181C2 (en) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | Receiver for quadratic-modified signals with displacement for multichannel communications system with coded channel separation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002130526A RU2002130526A (en) | 2004-05-10 |
RU2246181C2 true RU2246181C2 (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=35209081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002130526/09A RU2246181C2 (en) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | Receiver for quadratic-modified signals with displacement for multichannel communications system with coded channel separation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2246181C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450446C1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-05-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Device to synchronise receiving devices by carrier and clock frequencies in systems with code division of channels under high instability of frequencies in communication channel |
-
2002
- 2002-11-14 RU RU2002130526/09A patent/RU2246181C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТУЗОВ Г.И. Статистическая теория приема сложных сигналов, Москва, Советское радио, 1977, с.213, рис.4.20. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450446C1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-05-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Device to synchronise receiving devices by carrier and clock frequencies in systems with code division of channels under high instability of frequencies in communication channel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1075089B1 (en) | Correlation detector and communication apparatus | |
US5856997A (en) | Spread spectrum receiving apparatus | |
US5228056A (en) | Synchronous spread-spectrum communications system and method | |
US8040935B2 (en) | Methods and apparatus for spread spectrum modulation and demodulation | |
US5793794A (en) | Spread spectrum receiving apparatus | |
JP3229393B2 (en) | Spread spectrum communication system | |
JPH06164544A (en) | Sliding correlator | |
US5848096A (en) | Communication method and system using different spreading codes | |
US5923701A (en) | Spread spectrum pulse position modulation system | |
US6985509B2 (en) | Low cost DSSS communication system | |
RU2246181C2 (en) | Receiver for quadratic-modified signals with displacement for multichannel communications system with coded channel separation | |
JP3523609B2 (en) | Code division multiple access (CDMA) code timing tracking device | |
KR100232362B1 (en) | Satellite signal receiver using non-coherent dll | |
RU2254679C1 (en) | Coherent receiver of modulated signals with a shift of multi-channel communication system (oqpsk) with code separation of channels | |
JPH0677931A (en) | Receiver for spread spectrum signal | |
CA2320678C (en) | Synchronous spread-spectrum communications system and method | |
RU2222111C2 (en) | Device for receiving phase-keyed signals under interference conditions | |
CA2583679C (en) | Synchronous spread-spectrum communications system and method | |
CA2354687C (en) | Synchronous spread-spectrum communications system and method | |
KR0162826B1 (en) | Transmitting receiving apparatus of spread spectrum communication system for error compensation of carrier frequency | |
CA2615665C (en) | Synchronous spread-spectrum communications system and method | |
JPH09321666A (en) | Base band pn signal synchronization circuit | |
JPH08102698A (en) | Sliding correlator | |
JPH07154295A (en) | Spread spectrum communication system and spread spectrum receiver | |
JPH06204992A (en) | Communication equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081115 |