RU2476986C1 - Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method - Google Patents
Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476986C1 RU2476986C1 RU2011134973/08A RU2011134973A RU2476986C1 RU 2476986 C1 RU2476986 C1 RU 2476986C1 RU 2011134973/08 A RU2011134973/08 A RU 2011134973/08A RU 2011134973 A RU2011134973 A RU 2011134973A RU 2476986 C1 RU2476986 C1 RU 2476986C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- quadrature
- phase
- frequency
- time
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерения времени прихода сигналов с четырехпозиционной (квадратурной) фазовой манипуляцией со сдвигом на π/4 на приемной позиции.The invention relates to radio engineering and can be used to measure the arrival time of signals with four-position (quadrature) phase shift keying with a shift of π / 4 at the receiving position.
Измерение времени прихода (ВП) сигналов на приемной позиции с известными координатами имеет большое значение в системах дальней космической связи с космическими аппаратами (КА) типа Mars Polarlander, Mars Pathfinder [1] или с КА типа Voyager и Galileo [2], в том числе для определения параметров движения таких КА.The measurement of the arrival time (VP) of signals at the receiving position with known coordinates is of great importance in systems of long-distance space communications with spacecraft (SC) of the Mars Polarlander, Mars Pathfinder type [1] or with the Voyager and Galileo type spacecraft [2], including to determine the motion parameters of such spacecraft.
Известен ряд способов измерения ВП сигналов, в том числе с разнесенных приемных позиций [3-6], основанных на нахождении аргументов максимума двумерной кросс-корреляционной функции, потенциально дающих статистически оптимальные максимально правдоподобные оценки. Однако потенциальная точность способов [3-6] нереализуема на практике ввиду отсутствия плавно регулируемых эталонов времени и частоты [7, 8].A number of methods are known for measuring VP signals, including from spaced receiving positions [3-6], based on finding the arguments for the maximum of a two-dimensional cross-correlation function, which potentially give statistically optimal, most plausible estimates. However, the potential accuracy of the methods [3-6] is not feasible in practice due to the lack of continuously adjustable standards of time and frequency [7, 8].
Известен ряд цифровых способов измерения ВП сигналов с разнесенных приемных позиций [8], основанных на нахождении аргумента максимума кросс-корреляционной функции или аргумента минимума разностных дискретных кросс-корреляционных функций (ДККФ), позволяющих реализовать потенциальную точность способов [3-6] за счет исключения погрешности дискретности путем параболической интерполяции окрестностей максимума или минимума соответствующих функций. Однако цифровые способы измерения ВП сигналов [8-9] неприменимы при наличии неопределенности по частоте приема, что имеет место в системах дальней космической связи с космическими аппаратами. Другим недостатком цифровых способов измерения, представленных в работе [8], является низкая вычислительная эффективность на больших размерах выборки данных, поскольку они основаны на прямом вычислении кросс-корреляционных функций (при таком методе нахождения кросс-корреляционных функций количество операций умножения пропорционально квадрату длины (n) выборки данных, подобная пропорциональность обычно обозначается как O(n2)).A number of digital methods are known for measuring VP signals from spaced receiving positions [8], based on finding the argument of the maximum of the cross-correlation function or the argument of the minimum of the differential discrete cross-correlation functions (DKKF), allowing to realize the potential accuracy of the methods [3-6] by eliminating discreteness errors by parabolic interpolation of the neighborhoods of the maximum or minimum of the corresponding functions. However, digital methods for measuring VP signals [8–9] are not applicable in the presence of uncertainty in the frequency of reception, which occurs in systems of long-distance space communications with spacecraft. Another disadvantage of the digital measurement methods presented in [8] is the low computational efficiency on large data sample sizes, since they are based on the direct calculation of cross-correlation functions (with this method of finding cross-correlation functions, the number of multiplication operations is proportional to the square of the length (n ) data sampling, such proportionality is usually denoted as O (n 2 )).
При измерении ВП сигнала для определения дальности до КА дальней космической связи неизбежно возникает неопределенность по частоте приема, которая может быть вызвана как разностью опорных частот на КА и на земле, так и за счет эффекта Доплера, вызываемого взаимным движением наземной приемной позиции и КА. Поэтому в таких случаях при измерении ВП сигнала необходимо находить максимум двумерной кросс-корреляционной функции с одновременным разрешением неопределенности по частоте и измерением, таким образом, частоты приема или разности частоты приема (РЧП).When measuring the airborne signal for determining the distance to the spacecraft, the uncertainty in the reception frequency inevitably arises, which can be caused both by the difference in the reference frequencies on the spacecraft and on the ground, as well as due to the Doppler effect caused by the mutual movement of the ground receiving position and the spacecraft. Therefore, in such cases, when measuring the IP signal, it is necessary to find the maximum of the two-dimensional cross-correlation function with the simultaneous resolution of the frequency uncertainty and, thus, measuring the reception frequency or the difference in the reception frequency (RFI).
В патентах [10-12] представлен ряд цифровых способов совместного измерения разности времени прихода (РВП) и РЧП сигналов с разнесенных приемных позиций, основанных на нахождении аргументов максимума двумерной ДККФ (ДДККФ), которые позволяют производить измерения при наличии движения источника сигнала или приемной позиции. Основная цель, поставленная автором патентов [10-12], посвящена снижению потоков информации передаваемых между разнесенными приемными позициями и компенсации систематической погрешности, возникающей при корреляции компрессированного и опорного сигналов. Однако, в способах совместного измерения РВП и РЧП [10-12] не решены вопросы исключения погрешности дискретности (корреляционная зависимость между РВП и РЧП [13] не позволяет очевидным способом распространить на совместные измерения подходы, изложенные в [8]) и вопросы повышения вычислительной эффективности, так как кросс-корреляционные функции в способах [10-12] порождаются прямым методом через свертку двух последовательностей данных, как и в [8], а за счет n-кратного повторения (для обеспечения поиска аргумента максимума в частотной области), количество операций умножения увеличивается и пропорционально кубу длины (n) выборки данных, т.е. O(n3).In patents [10-12], a number of digital methods are presented for jointly measuring the difference in arrival time (RWP) and RFI of signals from spaced receiving positions, based on finding the arguments of the maximum of two-dimensional DKKF (DKKF), which allow measurements in the presence of movement of the signal source or receiving position . The main goal set by the author of patents [10-12] is devoted to reducing the flow of information transmitted between spaced receiving positions and compensating for the systematic error arising from the correlation of the compressed and reference signals. However, in the methods of joint measurement of RVP and RFI [10-12], the issues of eliminating discreteness errors are not resolved (the correlation between RVP and RFI [13] does not allow an obvious way to extend the approaches described in [8] to joint measurements) and questions of increasing the computational efficiency, since the cross-correlation functions in methods [10-12] are generated by the direct method through the convolution of two data sequences, as in [8], but due to n-fold repetition (to ensure the search for the maximum argument in the frequency domain), The number of multiplication operations increases and is proportional to the cube of the length (n) of the data sample, i.e. O (n 3 ).
Наиболее близким к предлагаемому способу измерения ВП сигналов, по совокупности используемых действий над сигналом, является способ [14], основанный на нахождении аргументов максимума ДДККФ (вычислительно существенно более эффективный, чем аналоги), принятый за прототип.Closest to the proposed method for measuring the VP signals, according to the totality of the actions used on the signal, is the method [14], based on finding the arguments of the maximum DKKF (computationally significantly more effective than analogues), adopted as a prototype.
Согласно этому способу:According to this method:
1. Принимают сигнал на двух разнесенных приемных позициях.1. Receive a signal at two spaced receiving positions.
2. Преобразуют сигнал, полученный от одной приемной позиции в первый цифровой поток данных, который в цифровой форме представляет сигнал как ряд значений функции времени.2. Convert the signal received from one receiving position to the first digital data stream, which digitally represents the signal as a series of values of the time function.
3. Преобразуют сигнал, полученный от другой приемной позиции в второй цифровой поток данных, который в цифровой форме представляет сигнал как ряд значений функции времени.3. Convert the signal received from another receiving position into a second digital data stream, which digitally represents the signal as a series of values of the time function.
4. Преобразуют с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ) упомянутый первый цифровой поток данных в значения первого спектра, который представляет сигнал как ряд значений функции частоты S1(k), где k - целочисленная индексная переменная, изменяющаяся в пределах длины данных.4. Using the fast Fourier transform (FFT), the aforementioned first digital data stream is converted into the values of the first spectrum, which represents the signal as a series of values of the frequency function S 1 (k), where k is an integer index variable that varies within the data length.
5. Преобразуют с использованием БПФ упомянутый второй цифровой поток данных в значения второго спектра, который представляет сигнал как ряд значений функции частоты S2(k).5. Using the FFT, the mentioned second digital data stream is converted into the values of the second spectrum, which represents the signal as a series of values of the frequency function S 2 (k).
6. Взаимно перемножают значения спектра одного из сигналов с комплексно сопряженными значениями спектра другого сигнала для порождения кросс-спектра.6. Mutually multiply the spectrum values of one of the signals with the complex conjugate values of the spectrum of another signal to generate a cross spectrum.
7. Спектр одного из сигналов Si(k), где i=1, 2 номер одного из двух спектров, преобразуют по частоте на величины m, выбираемые согласно требованиям по разрешению РЧП, из целочисленного ряда значений от единицы до (N-1), где N - длина обрабатываемого цифрового потока данных, с созданием последовательности преобразованных по частоте спектров Si,m(k), полученной из исходных спектральных составляющих сигнала по следующему правилу7. The spectrum of one of the signals S i (k), where i = 1, 2 is the number of one of the two spectra, is converted in frequency by the values of m, selected according to the requirements for resolution of the RFI, from an integer series of values from unity to (N-1) where N is the length of the processed digital data stream, with the creation of a sequence of frequency-converted spectra S i, m (k) obtained from the original spectral components of the signal according to the following rule
, ,
где i - номер одного из двух принимаемых сигналов.where i is the number of one of the two received signals.
8. Значения спектров Si,m(k) преобразованных по частоте сигналов, взаимно перемножают с комплексно сопряженными значениями спектра второго из двух исходных сигналов для порождения множества кросс-спектров.8. The values of the spectra S i, m (k) of the frequency-converted signals are mutually multiplied with the complex conjugate values of the spectrum of the second of the two source signals to generate multiple cross-spectra.
9. Вычисляют ДДККФ сигнала с использованием обратного БПФ множества кросс-спектров.9. Calculate the DKKF signal using the inverse FFT multiple cross-spectra.
10. Определяют разности времени прихода и частоты приема сигналов как аргументы максимума ДДККФ сигнала.10. Determine the difference in the time of arrival and frequency of reception of signals as the arguments of the maximum DCCF signal.
По существу способ, описанный выше [14], реализует вычислительно эффективное, по сравнению с аналогами [10-12] нахождение аргументов максимума ДДККФ с использованием при вычислении ДДККФ быстрых преобразований Фурье на основании теоремы Винера-Хинчина [15], определяющей взаимосвязь между спектром и корреляционной функцией сигнала.In fact, the method described above [14] implements a computationally efficient, in comparison with analogs [10-12], finding the arguments of the maximum DKKF using fast Fourier transforms when calculating the DKKF based on the Wiener-Khinchin theorem [15], which determines the relationship between the spectrum and signal correlation function.
В описании прототипа [14] представлена оценка объема вычислительных затрат на нахождение двумерной кросс-корреляционной функции в способе-прототипе и в аналогах, показывающая, что для выборки данных длиной n=1024 при k=n в способе-прототипе на нахождение ДДККФ требуется порядка O(k·n·log2n+k·n) или 10 миллионов операций (страница 10 описания способа-прототипа), а в аналогах требуется от O(3·k·n·log2n+k·n) до O(n3) или от 30 миллионов до миллиарда операций (страница 5 описания способа-прототипа).In the description of the prototype [14], an estimate of the amount of computational costs for finding a two-dimensional cross-correlation function in the prototype method and in analogues is presented, showing that ordering data of length n = 1024 with k = n in the prototype method for finding the DKKF requires about O (k · n · log 2 n + k · n) or 10 million operations (
Несмотря на существенное снижение вычислительных затрат по сравнению с аналогами одним из недостатков способа-прототипа является недостаточная вычислительная эффективность. Другим недостатком способа-прототипа является, как и у аналогов [10-12] длительное время нахождения аргумента максимума, то есть длительное время измерения.Despite a significant reduction in computing costs compared with analogues, one of the disadvantages of the prototype method is the lack of computing efficiency. Another disadvantage of the prototype method is, like its counterparts [10-12], a long time for finding the maximum argument, that is, a long measurement time.
Устройство-прототип [14] содержит первое средство приема сигналов, подключенное к устройству определения аргументов максимума ДДККФ, через последовательно включенные первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый процессор БПФ, вычислитель кросс-спектров и второй процессор БПФ. Выход устройства определения аргументов максимума ДДККФ является выходом устройства измерения. Между вторым средством приема сигналов и вторым входом вычислителя кросс-спектров последовательно включены второй АЦП и третий процессор БПФ. Между выходом первого процессора БПФ и третьим входом вычислителя кросс-спектров включено арифметическое устройство.The prototype device [14] contains the first means of receiving signals connected to the device for determining the arguments of the maximum DKKF through sequentially connected the first analog-to-digital Converter (ADC), the first FFT processor, a cross-spectrum computer and a second FFT processor. The output of the DCDCF maximum argument determination device is the output of the measurement device. Between the second signal receiving means and the second input of the cross-spectrum calculator, a second ADC and a third FFT processor are connected in series. Between the output of the first FFT processor and the third input of the cross-spectrum calculator, an arithmetic device is turned on.
Недостатком устройства-прототипа является недостаточное быстродействие. Другим недостатком устройства-прототипа является длительное время нахождения аргумента максимума, то есть длительное время измерения.The disadvantage of the prototype device is the lack of speed. Another disadvantage of the prototype device is the long time it takes to find the maximum argument, that is, a long measurement time.
Техническим результатом изобретения является повышение вычислительной эффективности за счет исключения неопределенности частоты приема, позволяющее исключить необходимость двумерного поиска аргументов максимума ДДККФ для сигнала с четырехпозиционной (квадратурной) фазовой манипуляцией со сдвигом на π/4, и обойтись, таким образом, поиском аргумента максимума одномерной ДККФ.The technical result of the invention is to increase computational efficiency by eliminating the uncertainty of the reception frequency, which eliminates the need for a two-dimensional search for the arguments of the maximum DKKF for a signal with four-position (quadrature) phase shift keying with a shift of π / 4, and thus dispense with the search for the maximum argument of the one-dimensional DKKF.
Технический результат достигнут тем, что в способе измерения времени прихода сигнала с четырехпозиционной (квадратурной) фазовой манипуляцией со сдвигом на π/4, включающем прием сигнала, аналого-цифровое преобразование принятого сигнала, в первый цифровой поток данных, представляющий сигнал как ряд значений функции времени, преобразованных в цифровую форму, использование быстрого преобразования Фурье (БПФ) для двух сигналов, представляющего оба сигнала в виде ряда дискретных значений функции частоты Si(k), где k - целочисленная индексная переменная, изменяющаяся в пределах длины данных, а i=1, 2 - индексная переменная, означающая порядковый номер преобразуемого с использованием БПФ цифрового потока данных в значения функции частоты, взаимное перемножение значений спектра одного из сигналов с комплексно-сопряженными значениями спектра другого сигнала, порождающее кросс-спектр, вычисление дискретной кросс-корреляционной функции (ДККФ) сигнала с использованием обратного БПФ, определение времени прихода (ВП) сигнала как аргумента максимума ДККФ сигнала, согласно изобретению осуществляют квадратурное разложение первого цифрового потока данных относительно номинальной центральной частоты модулированного сигнала, в соответствующее указанному потоку, множество синфазных и квадратурных отсчетов, полученные синфазные и квадратурные отсчеты независимо низкочастотно фильтруют с частотой среза, соответствующей половине скорости исходного битового сообщения, получают множество текущих фаз сигнала, как аргументов комплексных чисел, в качестве действительной части которых используют соответствующие отфильтрованные синфазные отсчеты, а в качестве мнимой - соответствующие отфильтрованные квадратурные отсчеты сигнала, задерживают множество полученных текущих фаз сигнала на половину длительность модулирующего символа, вычитают по модулю 2π из каждой полученной текущей фазы соответствующее значение задержанной текущей фазы сигнала, а полученный разностный цифровой поток данных преобразуют с использованием БПФ в значения первой функции частоты S1(k), исходное битовое сообщение последовательно-параллельно разделяют на синфазный битовый сигнал и квадратурный битовый сигнал, полученные битовые сигналы, преобразуют в биполярные двухуровневые сигналы с единичным уровнем, квадратурный двухуровневый сигнал последовательно умножают на π/4 и на взятый с противоположным знаком и увеличенный на два синфазный двухуровневый сигнал, отображают каждое значение результата умножения на соответствующее количество отсчетов преобразованного в цифровую форму принятого сигнала относительно шкалы времени приемной позиции и формируют, таким образом, второй цифровой поток данных, который преобразуют с использованием БПФ в значения второй функции частоты S2(k).The technical result is achieved by the fact that in the method of measuring the time of arrival of a signal with four-position (quadrature) phase shift keying with a shift of π / 4, including receiving the signal, analog-to-digital conversion of the received signal into the first digital data stream representing the signal as a series of values of the time function converted to digital form, using the fast Fourier transform (FFT) for two signals, representing both signals as a series of discrete values of the frequency function S i (k), where k is an integer index a variable that varies within the length of the data, and i = 1, 2 is an index variable that means the serial number of the digital data stream converted using the FFT into the values of the frequency function, the mutual multiplication of the spectrum values of one of the signals with the complex conjugate values of the spectrum of another signal, generating cross-spectrum, calculating a discrete cross-correlation function (DCF) of a signal using the inverse FFT, determining the arrival time (VP) of a signal as an argument of the maximum DCF of a signal according to the invention quadrature decomposition of the first digital data stream relative to the nominal center frequency of the modulated signal is carried out, corresponding to the specified stream, a plurality of in-phase and quadrature samples, the obtained in-phase and quadrature samples are independently low-pass filtered with a cut-off frequency corresponding to half the speed of the original bit message, a plurality of current signal phases are obtained, as arguments of complex numbers, the real part of which use the appropriate filter common-mode samples, and, as imaginary, the corresponding filtered quadrature signal samples, delay the set of received current signal phases by half the duration of the modulating symbol, subtract modulo 2π from each received current phase the corresponding value of the delayed current signal phase, and the resulting differential digital data stream is converted using the FFT in the values of the first frequency function S 1 (k), the original bit message is sequentially-parallel divided into an in-phase bit signal Nal and quadrature bit signal, the received bit signals are converted into bipolar two-level signals with a single level, the quadrature two-level signal is sequentially multiplied by π / 4 and taken with the opposite sign and increased by two in-phase two-level signal, each value of the multiplication result is displayed by the corresponding number samples of the digitized received signal relative to the time scale of the receiving position and thus form a second digital data stream, which convert using FFT in the values of the second frequency function S 2 (k).
Другим техническим результатом изобретения является исключение погрешности измерений, вызываемой некратностью длительности символа сигнала и частоты выборки аналого-цифрового преобразования принятого сигнала.Another technical result of the invention is the elimination of measurement error caused by the non-multiplicity of the duration of the signal symbol and the sampling frequency of the analog-to-digital conversion of the received signal.
Технический результат достигнут тем, что в способе измерения времени прихода сигнала согласно изобретению для сигнала, у которого длительность символа сигнала некратна частоте выборки аналого-цифрового преобразования принятого сигнала, отфильтрованные синфазные и квадратурные отсчеты дополнительно децимируют и интерполируют с обеспечением кратности частоты отсчетов первого цифрового потока данных длительности символа модулирующего сигнала.The technical result is achieved by the fact that in the method of measuring the arrival time of the signal according to the invention for a signal for which the signal symbol duration is not a multiple of the sampling frequency of the analog-to-digital conversion of the received signal, the filtered in-phase and quadrature samples are additionally decimated and interpolated to provide a frequency multiplicity of the samples of the first digital data stream duration of the modulating signal symbol.
Другим техническим результатом изобретения является исключение погрешности дискретности за счет использования того факта, что окрестность главного максимума дискретной кросс-корреляционной функции сигнала имеет форму параболы [13, стр.8-9], и за счет разработки оптимального, в среднеквадратическом смысле, аналитического метода оценки параметров параболы и определения аргумента ее максимума.Another technical result of the invention is the elimination of the discreteness error due to the fact that the neighborhood of the main maximum of the discrete cross-correlation signal function has the shape of a parabola [13, p. 8-9], and due to the development of an optimal, in the mean-square sense, analytical method of estimation parameters of the parabola and determining the argument of its maximum.
Технический результат достигнут тем, что в способе измерения времени прихода сигнала согласно изобретению слева и справа от аргумента максимума ДККФ сигнала выбирают по L точек указанной функции, значения ДККФ для выбранных точек и точки максимума объединяют в порядке временного следования в вектор-столбец с, из единиц формируют вектор-столбец v0 такой же размерности, как вектор с, соответствующие выбранным точкам ДККФ аргументы выражают через индексную переменную l=0, ±1, …, ±L, где индексы l с отрицательным знаком соответствуют временам до точки максимума ДККФ, нулевой индекс l соответствует точке максимума ДККФ, а индексы l с положительным знаком соответствуют временам после точки максимума ДККФ, аргументы выбранных точек ДККФ упорядочивают так же, как и компоненты вектора с, и объединяют в вектор-столбец v1, квадраты компонент вектора v1 аналогично объединяют в вектор-столбец v2, а уточненное значение ВП определяют по следующему правилуThe technical result is achieved by the fact that in the method of measuring the time of arrival of the signal according to the invention, to the left and to the right of the maximum argument DKKF signal is selected by L points of the specified function, the DKKF values for the selected points and maximum points are combined in the order of time in a column vector c, from units form a column vector v 0 of the same dimension as the vector corresponding to the selected points DKKF arguments expressed as index variable l = 0, ± 1, ..., ± L, where the indices l with a negative sign correspond to times d maximum point DKKF, zero index l corresponds to the maximum point DKKF and indices l with positive sign correspond to times when the maximum point DKKF arguments selected DKKF points are ordered in the same way as vector components, and combined into the column vector v 1, the squares of the components vectors v 1 are likewise combined into a column vector v 2 , and the refined value of VP determined by the following rule
где N=2L+l - размерность сформированных векторов, надстрочный индекс T обозначает операцию транспонирования вектора, Ts - период дискретизации сигнала, - скалярное произведение векторов v1 и с, коэффициент Р определяется выражениемwhere N = 2L + l is the dimension of the generated vectors, the superscript T denotes the transpose of the vector, T s is the sampling period of the signal, is the scalar product of vectors v 1 and c, the coefficient P is determined by the expression
, ,
коэффициент Q определяется другим выражениемthe coefficient Q is determined by another expression
, ,
а (NPv2-P2v0)Tc - скалярное произведение разностного вектора (NPv2-P2v0) с вектором с.and (NPv 2 -P 2 v 0 ) T c is the scalar product of the difference vector (NPv 2 -P 2 v 0 ) with the vector с.
Способ реализуется устройством измерения прихода сигнала с четырехпозиционной (квадратурной) фазовой манипуляцией со сдвигом на π/4, содержащим средство приема сигналов, вход которого является входом устройства измерения, соединенное с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), последовательно включенные первый процессор БПФ, вычислитель кросс-спектров, второй процессор БПФ и устройство определения аргументов максимума дискретной кросс-корреляционной функции (ДККФ) сигнала, выход которого является выходом устройства измерения, при этом к второму входу вычислителя кросс-спектров подключен третий процессор БПФ, согласно изобретению между выходом АЦП и входом первого процессора БПФ последовательно включены устройство квадратурного разложения сигнала, первый фильтр нижних частот (ФНЧ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и устройство вычитания по модулю 2π, между вторым выходом устройство квадратурного разложения сигнала и вторым входом ПЗУ включен второй ФНЧ, вычитающий вход устройства вычитания соединен с выходом ПЗУ через элемент задержки на длительность символа сигнала, а вход третьего процессора БПФ подключен к выходу формирователя битового сообщения через последовательно соединенные последовательно-параллельный преобразователь, арифметическое устройство (АУ) и экспандер частоты дискретизации, при этом второй вход АУ соединен со вторым выходом последовательно-параллельного преобразователя.The method is implemented by a signal arrival measuring device with a four-position (quadrature) phase shift keying with a shift of π / 4, containing a signal receiving means, the input of which is the input of a measuring device connected to an analog-to-digital converter (ADC), the first FFT processor, a cross computer are connected in series -spectrum, a second FFT processor and a device for determining the maximum arguments of a discrete cross-correlation function (DKKF) of the signal, the output of which is the output of the measurement device, while m, a third FFT processor is connected to the second input of the cross-spectrum calculator, according to the invention, between the ADC output and the input of the first FFT processor, a quadrature signal decomposition device, a first low-pass filter (LPF), read-only memory (ROM), and a subtraction modulo 2π , between the second output of the quadrature signal decomposition device and the second input of the ROM, a second low-pass filter is turned on, the subtracting input of the subtraction device is connected to the output of the ROM through a delay element for the duration of the symbols la signal and the third input of the FFT processor is connected to output driver bit message through successively connected in series-parallel converter, an arithmetic unit (AU) and a sampling frequency of the expander, wherein the second input UE connected to the second output serial-parallel converter.
Другим техническим результатом изобретения является исключение в устройстве погрешности дискретности за счет использования того факта, что окрестность главного максимума ДККФ сигнала имеет форму параболы, и за счет аналитического метода оценки параметров параболы и определения аргумента ее максимума.Another technical result of the invention is the elimination of discreteness errors in the device due to the fact that the neighborhood of the main maximum of the DCQF signal has the shape of a parabola, and due to the analytical method for estimating the parameters of the parabola and determining the argument of its maximum.
Технический результат достигнут тем, что в устройстве измерения прихода сигнала с четырехпозиционной (квадратурной) фазовой манипуляцией со сдвигом на π/4 согласно изобретению к выходу устройства определения аргумента максимума дискретной кросс-корреляционной функции сигнала дополнительно подключено второе арифметическое устройство.The technical result is achieved in that in the device for measuring the signal arrival with four-position (quadrature) phase shift keying by π / 4 according to the invention, a second arithmetic device is additionally connected to the output of the device for determining the maximum argument of the discrete cross-correlation function of the signal.
На фиг.1 представлен пример полной фазы сигнала при наличии частотной расстройки.Figure 1 presents an example of the complete phase of the signal in the presence of frequency detuning.
На фиг.2 представлен пример разности фаз сигналов со сдвигом на длительность символа Т.Figure 2 presents an example of a phase difference of signals with a shift by the duration of the symbol T.
На фиг.3 приведена структурная схема устройства, в котором реализуется предложенный способ.Figure 3 shows the structural diagram of a device in which the proposed method is implemented.
Согласно предлагаемому способу:According to the proposed method:
1. Принимают сигнал.1. Receive a signal.
2. Преобразуют принятый сигнал в первый цифровой поток данных, представляющий сигнал как ряд значений функции времени, преобразованных в цифровую форму.2. The received signal is converted into a first digital data stream representing the signal as a series of values of a time function converted to digital form.
3. Осуществляют квадратурное разложение первого цифрового потока данных относительно номинальной центральной частоты модулированного сигнала, в соответствующее указанному потоку, множество синфазных и квадратурных отсчетов.3. Quadrature decomposition of the first digital data stream relative to the nominal center frequency of the modulated signal is carried out, in accordance with the specified stream, a plurality of in-phase and quadrature samples.
4. Полученные синфазные и квадратурные отсчеты независимо низкочастотно фильтруют с частотой среза, соответствующей половине скорости исходного битового сообщения.4. The obtained in-phase and quadrature samples are independently low-pass filtered with a cutoff frequency corresponding to half the speed of the original bit message.
5. Получают множество текущих фаз сигнала, как аргументов комплексных чисел, в качестве действительной части которых используют соответствующие отфильтрованные синфазные отсчеты, а в качестве мнимой - соответствующие отфильтрованные квадратурные отсчеты сигнала.5. A lot of current phases of the signal are obtained as arguments of complex numbers, the corresponding filtered common-mode samples are used as the real part, and the filtered filtered quadrature samples of the signal are used as the imaginary part.
6. Задерживают множество полученных текущих фаз сигнала на длительность символа модулирующего сигнала.6. Delay the set of received current signal phases for the duration of the modulating signal symbol.
7. Вычитают по модулю 2π из каждой полученной текущей фазы соответствующее значение задержанной текущей фазы сигнала.7. Subtract modulo 2π from each received current phase the corresponding value of the delayed current phase of the signal.
8. Преобразуют с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ) полученный разностный цифровой поток данных, как первый цифровой поток данных в дискретные значения первой функции частоты S1(k), где k - целочисленная индексная переменная, изменяющаяся в пределах длины данных.8. Using the fast Fourier transform (FFT), the resulting differential digital data stream is converted, as the first digital data stream, to the discrete values of the first frequency function S 1 (k), where k is an integer index variable that varies within the data length.
9. Исходное битовое сообщение последовательно-параллельно разделяют на синфазный битовый сигнал и квадратурный битовый сигнал.9. The original bit message is sequentially-parallel divided into a common-mode bit signal and a quadrature bit signal.
10. Полученные битовые сигналы, преобразуют в биполярные двухуровневые сигналы с единичным уровнем.10. The received bit signals are converted into bipolar two-level signals with a single level.
11. Квадратурный двухуровневый сигнал последовательно умножают на π/4 и на взятый с противоположным знаком и увеличенный на два синфазный двухуровневый сигнал.11. A quadrature two-level signal is sequentially multiplied by π / 4 and taken with the opposite sign and increased by two in-phase two-level signal.
12. Отображают каждый символ полученного разностного сигнала на соответствующее количество отсчетов преобразованного в цифровую форму принятого сигнала относительно шкалы времени приемной позиции и формируют, таким образом, второй цифровой поток данных.12. Each symbol of the received difference signal is mapped to the corresponding number of samples of the digitalized received signal relative to the time scale of the receiving position and, thus, a second digital data stream is generated.
13. Преобразуют с использованием БПФ упомянутый второй цифровой поток данных в значения второго спектра, который представляет сигнал как ряд значений функции частоты S2(k).13. Using the FFT, the said second digital data stream is converted into the values of the second spectrum, which represents the signal as a series of values of the frequency function S 2 (k).
14. Взаимно перемножают значения спектра одного из сигналов с комплексно сопряженными значениями спектра другого сигнала для порождения кросс-спектра.14. Mutually multiply the spectrum values of one of the signals with the complex conjugate values of the spectrum of another signal to generate a cross spectrum.
15. Вычисляют дискретную кросс-корреляционную функцию (ДККФ) сигнала с использованием обратного БПФ кросс-спектра.15. Calculate the discrete cross-correlation function (DKKF) signal using the inverse FFT cross-spectrum.
16. Определяют время прихода сигнала как аргумент максимума ДККФ сигнала.16. Determine the time of arrival of the signal as an argument to the maximum DKKF signal.
Покажем, что в предложенном способе измерения времени прихода сигнала с четырехпозиционной (квадратурной) фазовой манипуляцией со сдвигом на π/4 возможно исключение необходимости двумерного поиска при нахождении аргумента максимума ДККФ.We show that in the proposed method of measuring the time of arrival of a signal with four-position (quadrature) phase shift keying with a shift of π / 4, the need for a two-dimensional search can be eliminated when finding the argument of the maximum DKKF.
Сигнал с четырехпозиционной (квадратурной) фазовой манипуляцией со сдвигом на π/4 (зачастую обозначаемой как π/4-QPSK) описывается следующим образом [24]:A signal with four-position (quadrature) phase shift keying with a shift by π / 4 (often denoted as π / 4-QPSK) is described as follows [24]:
где θk - значение модулирующего фазового символа на k-м интервале времени, ϕc(t)=ωct+ϕ0 - фаза несущей, p(t) - прямоугольный импульс с единичной амплитудой длительностью T, определенный на интервале [-T/2, T/2], А - амплитуда сигнала, а ωc - частота несущей.where θ k is the value of the modulating phase symbol at the kth time interval, ϕ c (t) = ω c t + ϕ 0 is the phase of the carrier, p (t) is a rectangular pulse with a unit amplitude of duration T, determined on the interval [-T / 2, T / 2], A is the amplitude of the signal, and ω c is the carrier frequency.
Множество модулирующих фазовых позиций θk для сигнала с π/4-QPSK определяется как θk∈{0, ±π/4, ±π/2, ±3π/4, ±π} [24]. При этом каждый k-й символ сигнала можно представить в видеThe set of modulating phase positions θ k for a signal with π / 4-QPSK is defined as θ k ∈ {0, ± π / 4, ± π / 2, ± 3π / 4, ± π} [24]. Moreover, each k-th signal symbol can be represented as
s(t)=ukcosϕc(t)-vksinϕc(t)=Acos(ϕc(t)+θk), kT≤t≤(k+1)Ts (t) = u k cosϕ c (t) -v k sinϕ c (t) = Acos (ϕ c (t) + θ k ), kT≤t≤ (k + 1) T
где дифференциально кодированные символы uk и vk определяются [24] в видеwhere the differentially encoded characters u k and v k are defined [24] in the form
начальные условия дифференциального кодера (3) сигнала с π/4-QPSK u0=1 и v0=1, а квадратурные символы Ik∈{±1} и Qk∈{±1} формируют путем последовательно-параллельного разделения исходного битового сообщения [24-25] на синфазный битовый сигнал и квадратурный битовый сигнал с последующим преобразованием полученных битовых сигналов в биполярные двухуровневые сигналы с единичным уровнем. Фазовые соотношения между двумя последовательными символами определяются выражениями [24]:the initial conditions of the differential encoder (3) of the signal with π / 4-QPSK u 0 = 1 and v 0 = 1, and the quadrature symbols I k ∈ {± 1} and Q k ∈ {± 1} are formed by series-parallel separation of the original bit messages [24-25] to a common-mode bit signal and a quadrature bit signal, followed by converting the received bit signals to bipolar two-level signals with a single level. The phase relations between two consecutive symbols are determined by the expressions [24]:
θk=θk-1+Δθk θ k = θ k-1 + Δθ k
. .
Полная фаза сигнала с π/4-QPSK с учетом (1) имеет видThe full phase of the signal with π / 4-QPSK, taking into account (1), has the form
При квадратурном разложении сигнала (1) несущая частота которого априорно неизвестна в полной фазе сигнала практически всегда будет частотная расстройка между частотой несущей сигнала ωc и номинальной частотой ω0, относительно которой осуществляется квадратурное разложение, то есть в полной фазе сигнала будет присутствовать компонента, линейно зависящая от времени, которая соответствует второму слагаемому выражения (4), что не позволяет напрямую использовать выражение для полной фазы для формирования ДККФ.In the quadrature decomposition of signal (1), the carrier frequency of which is a priori unknown in the full phase of the signal, there will almost always be a frequency mismatch between the frequency of the signal carrier ω c and the nominal frequency ω 0 , relative to which the quadrature decomposition is performed, i.e., a component will be present in the full phase of the signal, linearly time-dependent, which corresponds to the second term of expression (4), which does not allow directly using the expression for the full phase for the formation of DKKF.
На фиг.1 представлен пример полной фазы сигнала с π/4-QPSK при наличии частотной расстройки, демонстрирующий влияние компоненты, линейно зависящей от времени.Figure 1 presents an example of the full phase of a signal with π / 4-QPSK in the presence of frequency detuning, showing the influence of a component that is linearly dependent on time.
Из представленного на фиг.1 примера видно, что при наличии частотной расстройки полная фаза сигнала не тождественна модулирующей функции сигнала, и ее нельзя напрямую использовать для одномерной корреляционной обработки при определении времени прихода сигнала.From the example shown in Fig. 1, it can be seen that in the presence of a frequency detuning, the complete phase of the signal is not identical to the modulating function of the signal, and it cannot be directly used for one-dimensional correlation processing when determining the signal arrival time.
Разность фаз со сдвигом на длительность символа T позволяет исключить частотную расстройку как компоненту, линейно зависящую от времениThe phase difference with a shift by the duration of the symbol T eliminates the frequency detuning as a component that linearly depends on time
Как видно из выражения (5), разность фаз Ψ(t) за исключением постоянного смещения ω0Т, определяемого величиной частотной расстройки, однозначно связана с дифференциально декодированной модулирующей функцией сигнала (см. фиг.2).As can be seen from expression (5), the phase difference Ψ (t), with the exception of the constant bias ω 0 T, determined by the magnitude of the frequency detuning, is uniquely associated with the differential-decoded modulating function of the signal (see figure 2).
Поскольку постоянное смещение не влияет на аргумент кросс-корреляционной функции [19], то одномерная корреляционная обработка разностной модулирующей функции сигнала (сформированной так же, как и разность фаз Ψ(t), то есть как разность между модулирующей функцией и задержанной на символ модулирующей функцией) с функцией разности фаз сигнала Ψ(t) позволит определить время прихода сигнала как аргумент максимума кросс-корреляционной функции указанных сигналов.Since the constant bias does not affect the argument of the cross-correlation function [19], the one-dimensional correlation processing of the difference modulating function of the signal (generated in the same way as the phase difference Ψ (t), that is, as the difference between the modulating function and the modulating function delayed by the symbol ) with the function of the phase difference of the signal позволит (t) will determine the time of arrival of the signal as an argument of the maximum cross-correlation function of these signals.
Соответствие разностей фаз Δθk и квадратурных символов Ik и Qk для сигнала с π/4-QPSK [24] представлено ниже в таблице.The correspondence of phase differences Δθ k and quadrature symbols I k and Q k for a signal with π / 4-QPSK [24] is presented in the table below.
На основе таблицы 1 легко показать, что переменная Δk связана с символами Ik и Qk следующим соотношениемBased on table 1, it is easy to show that the variable Δ k is associated with the symbols I k and Q k by the following relation
Δk=Qk(2-Ik)Δ k = Q k (2-I k )
, ,
а разностная фаза Δθk, соответствующая разности фаз Ψ(t) в непрерывном времени, получается из Δk после умножения на π/4. После отображения каждого символа полученного разностного сигнала Δθk на соответствующее количество отсчетов преобразованного в цифровую форму принятого сигнала его можно использовать в качестве опорной копии для корреляции с сигналом Ψ(t) и для оценки времени прихода сигнала по аргументу максимума ДККФ сигнала.and the difference phase Δθ k corresponding to the phase difference Ψ (t) in continuous time is obtained from Δ k after multiplying by π / 4. After each symbol of the received difference signal Δθ k is mapped to the corresponding number of samples of the received signal digitized into digital form, it can be used as a reference copy for correlation with the signal Ψ (t) and for estimating the time of arrival of the signal by the argument of the maximum DKKF signal.
Согласно второму варианту предлагаемого способа, исключающему погрешность измерений, вызываемой некратностью длительности символа сигнала и частоты выборки аналого-цифрового преобразования принятого сигнала:According to the second variant of the proposed method, eliminating the measurement error caused by the non-multiplicity of the duration of the signal symbol and the sampling frequency of the analog-to-digital conversion of the received signal:
1. Принимают сигнал.1. Receive a signal.
2. Преобразуют принятый сигнал в первый цифровой поток данных, представляющий сигнал как ряд значений функции времени, преобразованных в цифровую форму.2. The received signal is converted into a first digital data stream representing the signal as a series of values of a time function converted to digital form.
3. Осуществляют квадратурное разложение первого цифрового потока данных относительно номинальной центральной частоты модулированного сигнала, в соответствующее указанному потоку, множество синфазных и квадратурных отсчетов.3. Quadrature decomposition of the first digital data stream relative to the nominal center frequency of the modulated signal is carried out, in accordance with the specified stream, a plurality of in-phase and quadrature samples.
4. Полученные синфазные и квадратурные отсчеты независимо низкочастотно фильтруют с частотой среза, соответствующей половине скорости исходного битового сообщения.4. The obtained in-phase and quadrature samples are independently low-pass filtered with a cutoff frequency corresponding to half the speed of the original bit message.
5. Отфильтрованные синфазные и квадратурные отсчеты дополнительно децимируют и интерполируют с обеспечением кратности частоты отсчетов первого цифрового потока данных длительности символа сигнала.5. The filtered in-phase and quadrature samples are additionally decimated and interpolated to provide a frequency multiplicity of the samples of the first digital data stream of the signal symbol duration.
6. Получают множество текущих фаз сигнала как аргументов комплексных чисел, в качестве действительной части которых используют соответствующие синфазные отсчеты, а в качестве мнимой - соответствующие квадратурные отсчеты сигнала.6. A plurality of current signal phases are obtained as arguments of complex numbers, the corresponding in-phase samples are used as the real part, and the corresponding quadrature samples of the signal are used as the imaginary part.
7. Задерживают множество полученных текущих фаз сигнала на длительность символа модулирующего сигнала.7. The set of received current signal phases is delayed by the duration of the modulating signal symbol.
8. Вычитают по модулю 2π из каждой полученной текущей фазы соответствующее значение задержанной текущей фазы сигнала.8. Subtract modulo 2π from each received current phase the corresponding value of the delayed current phase of the signal.
9. Преобразуют с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ) полученный разностный цифровой поток данных, как первый цифровой поток данных в дискретные значения первой функции частоты S1(k), где k - целочисленная индексная переменная, изменяющаяся в пределах длины данных.9. Using the fast Fourier transform (FFT), the resulting differential digital data stream is converted, as the first digital data stream, into discrete values of the first frequency function S 1 (k), where k is an integer index variable that varies within the data length.
10. Исходное битовое сообщение последовательно-параллельно разделяют на синфазный битовый сигнал и квадратурный битовый сигнал.10. The original bit message is sequentially-parallel divided into a common-mode bit signal and a quadrature bit signal.
11. Полученные битовые сигналы преобразуют в биполярные двухуровневые сигналы с единичным уровнем.11. The received bit signals are converted into bipolar two-level signals with a single level.
12. Квадратурный двухуровневый сигнал последовательно умножают на π/4 и на взятый с противоположным знаком и увеличенный на два синфазный двухуровневый сигнал.12. A quadrature two-level signal is sequentially multiplied by π / 4 and taken with the opposite sign and increased by two in-phase two-level signal.
13. Отображают каждый символ полученного разностного сигнала на соответствующее количество отсчетов преобразованного в цифровую форму принятого сигнала относительно шкалы времени приемной позиции и формируют, таким образом, второй цифровой поток данных.13. Each symbol of the received difference signal is mapped to the corresponding number of samples of the digitized received signal relative to the time scale of the receiving position and, thus, a second digital data stream is generated.
14. Преобразуют с использованием БПФ упомянутый второй цифровой поток данных в значения второго спектра, который представляет сигнал как ряд значений функции частоты S2(k).14. Using the FFT, the said second digital data stream is converted into the values of the second spectrum, which represents the signal as a series of values of the frequency function S 2 (k).
15. Взаимно перемножают значения спектра одного из сигналов с комплексно сопряженными значениями спектра другого сигнала для порождения кросс-спектра.15. Mutually multiply the spectrum values of one of the signals with the complex conjugate values of the spectrum of another signal to generate a cross spectrum.
16. Вычисляют дискретную кросс-корреляционную функцию (ДККФ) сигнала с использованием обратного БПФ кросс-спектра.16. The discrete cross-correlation function (DKKF) of the signal is calculated using the inverse FFT cross-spectrum.
17. Определяют время прихода сигнала как аргумент максимума ДККФ сигнала.17. Determine the time of arrival of the signal as an argument of the maximum DKKF signal.
Некратность длительности символа сигнала и частоты выборки аналого-цифрового преобразования принятого сигнала можно устранить, к примеру, полифазной фильтрацией [18], позволяющей за счет интерполяции и децимации обеспечить целочисленное количество отсчетов сигнала на длительности символа на конечном интервале времени.Irrelevance of the signal symbol duration and the sampling frequency of the analog-to-digital conversion of the received signal can be eliminated, for example, by polyphase filtering [18], which allows, due to interpolation and decimation, to provide an integer number of signal samples for the symbol duration over a finite time interval.
Согласно другому варианту предлагаемого способа, исключающему погрешность дискретности:According to another variant of the proposed method, eliminating the discreteness error:
1. Принимают сигнал.1. Receive a signal.
2. Преобразуют принятый сигнал в первый цифровой поток данных, представляющий сигнал как ряд значений функции времени, преобразованных в цифровую форму.2. The received signal is converted into a first digital data stream representing the signal as a series of values of a time function converted to digital form.
3. Осуществляют квадратурное разложение первого цифрового потока данных относительно номинальной центральной частоты модулированного сигнала, в соответствующее указанному потоку, множество синфазных и квадратурных отсчетов.3. Quadrature decomposition of the first digital data stream relative to the nominal center frequency of the modulated signal is carried out, in accordance with the specified stream, a plurality of in-phase and quadrature samples.
4. Полученные синфазные и квадратурные отсчеты независимо низкочастотно фильтруют с частотой среза, соответствующей половине скорости исходного битового сообщения.4. The obtained in-phase and quadrature samples are independently low-pass filtered with a cutoff frequency corresponding to half the speed of the original bit message.
5. Получают множество текущих фаз сигнала, как аргументов комплексных чисел, в качестве действительной части которых используют соответствующие отфильтрованные синфазные отсчеты, а в качестве мнимой - соответствующие отфильтрованные квадратурные отсчеты сигнала.5. A lot of current phases of the signal are obtained as arguments of complex numbers, the corresponding filtered common-mode samples are used as the real part, and the filtered filtered quadrature samples of the signal are used as the imaginary part.
6. Задерживают множество полученных текущих фаз сигнала на длительность символа модулирующего сигнала.6. Delay the set of received current signal phases for the duration of the modulating signal symbol.
7. Вычитают по модулю 2π из каждой полученной текущей фазы соответствующее значение задержанной текущей фазы сигнала.7. Subtract modulo 2π from each received current phase the corresponding value of the delayed current phase of the signal.
8. Преобразуют с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ) полученный разностный цифровой поток данных, как первый цифровой поток данных в дискретные значения первой функции частоты S1(k), где k - целочисленная индексная переменная, изменяющаяся в пределах длины данных.8. Using the fast Fourier transform (FFT), the resulting differential digital data stream is converted, as the first digital data stream, to the discrete values of the first frequency function S 1 (k), where k is an integer index variable that varies within the data length.
9. Исходное битовое сообщение последовательно-параллельно разделяют на синфазный битовый сигнал и квадратурный битовый сигнал.9. The original bit message is sequentially-parallel divided into a common-mode bit signal and a quadrature bit signal.
10. Полученные битовые сигналы, преобразуют в биполярные двухуровневые сигналы с единичным уровнем.10. The received bit signals are converted into bipolar two-level signals with a single level.
11. Квадратурный двухуровневый сигнал последовательно умножают на π/4 и на взятый с противоположным знаком и увеличенный на два синфазный двухуровневый сигнал.11. A quadrature two-level signal is sequentially multiplied by π / 4 and taken with the opposite sign and increased by two in-phase two-level signal.
12. Отображают каждый символ полученного разностного сигнала на соответствующее количество отсчетов преобразованного в цифровую форму принятого сигнала относительно шкалы времени приемной позиции и формируют, таким образом, второй цифровой поток данных.12. Each symbol of the received difference signal is mapped to the corresponding number of samples of the digitalized received signal relative to the time scale of the receiving position and, thus, a second digital data stream is generated.
13. Преобразуют с использованием БПФ упомянутый второй цифровой поток данных в значения второго спектра, который представляет сигнал как ряд значений функции частоты S2(k).13. Using the FFT, the said second digital data stream is converted into the values of the second spectrum, which represents the signal as a series of values of the frequency function S 2 (k).
14. Взаимно перемножают значения спектра одного из сигналов с комплексно-сопряженными значениями спектра другого сигнала для порождения кросс-спектра.14. Mutually multiply the spectrum values of one of the signals with the complex conjugate spectrum values of another signal to produce a cross spectrum.
15. Вычисляют дискретную кросс-корреляционную функцию (ДККФ) сигнала с использованием обратного БПФ кросс-спектра.15. Calculate the discrete cross-correlation function (DKKF) signal using the inverse FFT cross-spectrum.
16. Определяют время прихода сигнала как аргумент максимума ДККФ сигнала.16. Determine the time of arrival of the signal as an argument to the maximum DKKF signal.
17. Слева и справа от аргумента максимума ДККФ сигнала выбирают по L точек указанной функции.17. To the left and right of the argument of the maximum DKKF signal select L points of the specified function.
18. Значения ДККФ для выбранных точек и точки максимума объединяют в порядке временного следования в вектор-столбец с.18. The values of DKKF for the selected points and maximum points are combined in the order of temporal sequence in the column vector c.
19. Из единиц формируют вектор-столбец v0 такой же размерности как вектор с.19. The column vector v 0 of the same dimension as the vector c is formed from units.
20. Соответствующие выбранным точкам ДККФ аргументы, выражают через индексную переменную l=0, ±1,…, ±L, где индексы l с отрицательным знаком соответствуют временам до точки максимума ДККФ, нулевой индекс l соответствует точке максимума ДККФ, а индексы l с положительным знаком соответствуют временам после точки максимума ДККФ.20. The arguments corresponding to the selected DKKF points are expressed through the index variable l = 0, ± 1, ..., ± L, where the indices l with a negative sign correspond to the times to the maximum point of the DKKF, the zero index l corresponds to the maximum point of the DKKF, and the indices l with the positive sign correspond to the times after the maximum point DKKF.
21. Аргументы выбранных точек ДККФ, упорядочивают также как и компоненты вектора с, и объединяют в вектор-столбец v1.21. The arguments of the selected DKKF points are ordered as well as the components of the vector c, and combined into a column vector v 1 .
22. Квадраты компонент вектора v1 аналогично объединяют в вектор-столбец v2.22. The squares of the components of the vector v 1 are likewise combined into a column vector v 2 .
23. Определяют по следующему правилу уточненное значение ВП 23. Determine, according to the following rule, the specified value of VP
, ,
где N=2L+1 - размерность сформированных векторов, надстрочный индекс T обозначает операцию транспонирования вектора, Ts - период дискретизации сигнала, - скалярное произведение векторов v1 и с, коэффициент Р определяется выражениемwhere N = 2L + 1 is the dimension of the generated vectors, the superscript T denotes the transpose of the vector, T s is the signal sampling period, is the scalar product of vectors v 1 and c, the coefficient P is determined by the expression
, ,
коэффициент Q определяется другим выражениемthe coefficient Q is determined by another expression
, ,
а (NPv2-P2v0)Tc - скалярное произведение разностного вектора (NPv2-P2v0) с вектором с.and (NPv 2 -P 2 v 0 ) T c is the scalar product of the difference vector (NPv 2 -P 2 v 0 ) with the vector с.
При цифровом преобразовании непрерывного сигнала неизбежно появляются погрешности дискретности [17-18], их влияние может быть существенно снижено интерполяцией ДККФ в окрестности экстремума, что не влечет значительных вычислительных затрат, возникающих при интерполяции сигнала в целом.When digitally transforming a continuous signal, discreteness errors inevitably appear [17-18], their influence can be significantly reduced by interpolating the DCQF in the vicinity of the extremum, which does not entail significant computational costs arising from the interpolation of the signal as a whole.
Вариант предлагаемого способа, исключающий погрешность дискретности при оценке параметров дискретной кросс-корреляционной функции основан на том, что в окрестности максимума указанная функция имеет форму параболы [13, стр.8-9], оценив параметры которой в результате решения системы линейных уравнений, можно уточнить значение времени прихода, как аргумента максимума ДККФ, поскольку ДККФ является выборочной от кросс-корреляционной функции в непрерывном времени.A variant of the proposed method, which eliminates the discreteness error when estimating the parameters of a discrete cross-correlation function, is based on the fact that in the vicinity of the maximum the specified function has the shape of a parabola [13, p. 8-9], evaluating the parameters of which as a result of solving a system of linear equations, we can clarify the value of the arrival time, as an argument of the maximum DKKF, since DKKF is selective from the cross-correlation function in continuous time.
Уравнение, описывающее вершину кросс-корреляционной функции CXY(γ) как параболу, имеет видThe equation describing the vertex of the cross-correlation function C XY (γ) as a parabola has the form
Для заданных отсчетов сn кросс-корреляционной функции CXY(τ)For given samples with n cross-correlation functions C XY (τ)
где ξn - погрешность задания отсчетов КФ, Ts - период дискретизации.where ξ n is the error in specifying the CF samples, T s is the sampling period.
Для параболы (6) оценка точки экстремума (в данном случае максимума, исходя из смысла задачи и предположения о единственности экстремума в рассматриваемой окрестности) определяется соотношениемFor parabola (6), the estimate of the extremum point (in this case, the maximum, based on the meaning of the problem and the assumption of uniqueness of the extremum in the considered neighborhood) is determined by the relation
Оценки для коэффициентов а, b в (8) могут быть получены из линейной системы видаThe estimates for the coefficients a, b in (8) can be obtained from a linear system of the form
где ξ - вектор погрешностей задания отсчетов кросс-корреляционной функции (7). Кроме того, в (9) предполагается нечетное число исходных данных (7) и принята симметричная индексация n=-K, -(K-1), …, -1, 0, 1, 2, …, K, и хотя данные предположения не существенны для общей оценки по методу наименьших квадратов (МНК), они не умаляют общность, а их смысл будет пояснен позднее.where ξ is the vector of errors in specifying the samples of the cross-correlation function (7). In addition, an odd number of source data (7) is assumed in (9) and symmetric indexing n = -K, - (K-1), ..., -1, 0, 1, 2, ..., K is accepted, and although these assumptions are not essential for a general least squares (LSM) estimate, they do not detract from the generality, and their meaning will be explained later.
Согласно [22] МНК оценка вектора коэффициентов для (9) и соответствующая (8) оценка задержки имеют видAccording to [22] OLS, the estimate of the coefficient vector for (9) and the delay estimate corresponding to (8) are of the form
где V† - псевдообратная матрица, которая при существовании W=(VTV)-1 имеет вид V†=WVT [22-23].where V † is a pseudo-inverse matrix, which, if there is W = (V T V) -1, has the form V † = WV T [22-23].
Приняв оценку , определяемую в (8) за требуемое решение, заметим, что для ее получения в указанном виде должна быть использована операция обращения матрицы, что не всегда вычислительно эффективно, особенно при реализации слежения за задержкой в реальном времени. Матрица V† не зависит от исходных измерений (7), и может быть рассчитана априорно, но она зависит от объема данных N. При таком подходе необходимо хранить набор матриц для различных N, либо требовать работы с всегда фиксированным объемом, что тоже может оказаться не оптимальным. Кроме того, при вычислении оценки согласно первому выражению в (10) осуществляются затраты на оценку не используемую далее. С целью повышения вычислительной эффективности получим для величины тождественные соотношения видаAccepting grade defined in (8) for the required solution, we note that to obtain it in the indicated form, the matrix inversion operation should be used, which is not always computationally effective, especially when real-time delay tracking is implemented. The matrix V † does not depend on the initial measurements (7), and can be calculated a priori, but it depends on the volume of data N. With this approach, it is necessary to store a set of matrices for different N, or to require work with an always fixed volume, which may also not be optimal. In addition, when calculating the score according to the first expression in (10), the costs of assessment not used further. In order to increase computational efficiency, we obtain for identical relations of the form
где αN, βN - весовые N-вектора, определяемые явными арифметическими зависимостями от N.where α N , β N are weighted N-vectors defined by explicit arithmetic dependences on N.
Рассматривая в (9) матрицу как совокупность ее столбцов, определения которых очевидно из (9), заметим, что в силу симметрии, имеют место следующие свойстваConsidering the matrix in (9) as a set of its columns, the definitions of which are obvious from (9), we note that, due to symmetry, the following properties hold
Тогда используемая в оценке (10) и требующая обращения матрица W принимает видThen the matrix W used in estimate (10) and requiring inversion takes the form
где D=det(VTV)=S(NQ-S2) - определитель, значение которого для дальнейшего можно и не вычислять.where D = det (V T V) = S (NQ-S 2 ) is a determinant, the value of which for later can not be calculated.
Из определений (10) и (11) видно, что искомые весовые функции , являются второй и третьей строками матрицы V†, соответственно получимIt follows from definitions (10) and (11) that the desired weight functions , are the second and third rows of the matrix V † , respectively, we obtain
Тогда с учетом (14) из определения (11) можно найти уточненную искомую оценку времени прихода в видеThen, taking into account (14), from definition (11) we can find the updated desired estimate of the arrival time in the form
Таким образом, при соответствующем выборе точек в окрестности максимума ДККФ, являющейся, в дискретном времени, выборочной функцией для кросс-корреляционной функции CXY(τ), с соответствующим формированием из выбранных отсчетов ДККФ вектора с, с формированием из аргументов выбранных отсчетов и их квадратов векторов v1 и v2, а также с формированием вектора v0 из единиц можно найти уточненную оценку времени прихода при использовании правила (15).Thus, with the appropriate choice of points in the vicinity of the DQF maximum, which is, in discrete time, a sample function for the cross-correlation function C XY (τ), with the corresponding formation of a vector c from the selected DQF samples, with the formation of the selected samples and their squares from the arguments vectors v 1 and v 2 , as well as with the formation of the vector v 0 from units, you can find an updated estimate of the time of arrival using rule (15).
Полученная на основе выведенных здесь преобразований над сигналом последовательность действий и реализует патентуемый способ.The sequence of actions obtained on the basis of the transformations derived here above the signal implements the patented method.
Устройство для реализации способа измерения времени прихода сигнала с четырехпозиционной (квадратурной) фазовой манипуляцией со сдвигом на π/4 (фиг.3) содержит средство приема сигналов 1, соединенное с аналого-цифровым преобразователем 2 (АЦП), последовательно включенные первый процессор БПФ 3, вычислитель кросс-спектров 4, второй процессор БПФ 5 и устройство определения аргумента максимума ДККФ сигнала 6. Вход средства приема сигналов 1 является входом устройства измерения. Выход устройства 6 является выходом устройства измерения. Ко второму входу вычислителя кросс-спектров 4 подключен третий процессор БПФ 7. Между выходом АЦП 2 и входом первого процессора БПФ 3 последовательно включены устройство квадратурного разложения сигнала 8, первый ФНЧ 9, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 10 и устройство вычитания по модулю 2π 11. Между вторым выходом устройства квадратурного разложения сигнала 8 и вторым входом ПЗУ 10 включен второй ФНЧ 12. Вычитающий вход устройства вычитания 11 соединен с выходом ПЗУ 10 через элемент задержки на длительность символа сигнала 13. Вход третьего процессора БПФ 7 подключен к выходу формирователя битового сообщения 14 через последовательно соединенные последовательно-параллельный преобразователь 15, арифметическое устройство 16 (АУ) и экспандер частоты дискретизации 17. Второй вход АУ 16 соединен со вторым выходом последовательно-параллельного преобразователя 15.A device for implementing a method of measuring the time of arrival of a signal with a four-position (quadrature) phase shift keying with a shift of π / 4 (Fig. 3) contains a signal receiving means 1 connected to an analog-to-digital converter 2 (ADC), the
В другом варианте, устройства измерения времени прихода сигнала к выходу устройства определения аргумента максимума ДККФ сигнала 6 дополнительно подключено арифметическое устройство 18.In another embodiment, the device for measuring the time of arrival of the signal to the output of the device for determining the argument of the maximum DCFK signal 6 is additionally connected to an arithmetic device 18.
Предлагаемое устройство для реализации способа измерения времени прихода сигнала с четырехпозиционной (квадратурной) фазовой манипуляцией со сдвигом на π/4 работает следующим образом.The proposed device for implementing the method of measuring the time of arrival of a signal with four-position (quadrature) phase shift keying with a shift of π / 4 works as follows.
Средство приема сигналов 1 принимает сигнал. С выхода первого средства приема сигналов 1 принятый сигнал подают на вход АЦП 2 и преобразуют сигнал в первый цифровой поток данных, который в цифровой форме представляет сигнал как ряд значений функции времени. Устройство квадратурного разложения сигнала 8 осуществляет квадратурное разложение первого цифрового потока данных относительно номинальной центральной частоты модулированного сигнала, в соответствующее указанному потоку, множество синфазных и квадратурных отсчетов. Полученные синфазные и квадратурные отсчеты независимо низкочастотно фильтруют ФНЧ 9 и 12 с частотой среза, соответствующей скорости манипуляции модулирующего сигнала. В ПЗУ 10 получают множество текущих фаз сигнала, как аргументов комплексных чисел, в качестве действительной части которых используют соответствующие отфильтрованные синфазные отсчеты, а в качестве мнимой - соответствующие отфильтрованные квадратурные отсчеты сигнала. Элемент задержки 13 задерживает множество полученных текущих фаз сигнала на длительность символа модулирующего сигнала. В устройстве вычитания 11 вычитают по модулю 2π из каждой полученной текущей фазы соответствующее значение задержанной текущей фазы сигнала. В первом процессоре БПФ 3 преобразуют полученный разностный цифровой поток данных, как первый цифровой поток данных в дискретные значения первой функции частоты S1(k), где k - целочисленная индексная переменная, изменяющаяся в пределах длины данных. Формирователь 14 формирует исходное битовое сообщение. Последовательно-параллельный преобразователь 15 разделяет исходное битовое сообщение на синфазный битовый сигнал Ik и квадратурный битовый сигнал Qk и подает указанные сигналы в АУ 16, где они преобразуются в разностную фазу Δθk следующим образомMeans for receiving
. .
Каждую разностную фазу отображают на соответствующее количество отсчетов преобразованного в цифровую форму принятого сигнала относительно шкалы времени приемной позиции путем увеличения частоты дискретизации с использованием экспандера частоты дискретизации 17, и формируют, таким образом, второй цифровой поток данных. В третьем процессоре БПФ 7 преобразуют упомянутый второй цифровой поток данных в значения второго спектра, который представляет сигнал как ряд значений функции частоты S2(k). В вычислителе кросс-спектров 4 взаимно перемножают значения спектра одного из сигналов с комплексно сопряженными значениями спектра другого сигнала, поступившие из первого 3 и третьего 7 процессоров БПФ для порождения кросс-спектра. Выходной сигнал из вычислителя 4 подается на вход второго процессора БПФ 5, в котором с использованием обратного БПФ кросс-спектра вычисляют ДККФ сигнала. Полученная ДККФ сигнала с выхода второго процессора БПФ 5 поступает на вход устройства 2, где определяют время прихода сигнала как аргумент максимума ДККФ сигнала.Each difference phase is mapped to the corresponding number of samples of the digitized received signal relative to the time scale of the receiving position by increasing the sampling frequency using the sampling frequency expander 17, and thus form a second digital data stream. In the third processor, the FFT 7 converts said second digital data stream into the values of the second spectrum, which represents the signal as a series of values of the frequency function S 2 (k). In the
В другом варианте устройства измерения времени прихода сигнала выходной сигнал устройства определения аргумента максимума 6 дополнительно подается на арифметическое устройство 18, которое работает в соответствии с правилом (15) и определяет уточненное значение времени прихода сигнала.In another embodiment of the device for measuring the time of arrival of the signal, the output signal of the device for determining the argument of maximum 6 is additionally supplied to the arithmetic device 18, which operates in accordance with rule (15) and determines the updated value of the time of arrival of the signal.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Harcke, L., and G.Wood, Laboratory and Flight Performance of the Mars Pathfinder (15, 1/6) Convolutionally Encoded Telemetry Link, TDA PR 42-129, January-March 1997, pp.1-11, May 15, 1997.1. Harcke, L., and G. Wood, Laboratory and Flight Performance of the Mars Pathfinder (15, 1/6) Convolutionally Encoded Telemetry Link, TDA PR 42-129, January-March 1997, pp. 1-11, May 15, 1997.
2. Rebold, Т.A., M.Tinto, S.W.Asmar, and E.R.Kursinski, Neptune Revisited: Synthesizing Coherent Doppler From Voyager's Noncoherent Downlink, TDA PR 42-131, July-September 1997, pp.1-19, November 15, 1997.2. Rebold, T. A., M. Tinto, SWAsmar, and ERKursinski, Neptune Revisited: Synthesizing Coherent Doppler From Voyager's Noncoherent Downlink, TDA PR 42-131, July-September 1997, pp. 1-19, November 15 , 1997.
3. Knapp C.H. and Carter G.C., Estimation of time delay in the presence of source or receiver motion, J. Acoust. Soc. Amer., vol.61, no.6, pp.1545-1549, June 1977.3. Knapp C.H. and Carter G.C., Estimation of time delay in the presence of source or receiver motion, J. Acoust. Soc. Amer., Vol. 61, no.6, pp. 1545-1549, June 1977.
4. Adams W.В., Kuhn J.P., and Whyland W.P., Correlator compensation requirements for passive time-delay estimation with moving source or receivers, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-28, pp.158-168, Apr. 1980.4. Adams W. B., Kuhn J. P., and Whyland W. P., Correlator compensation requirements for passive time-delay estimation with moving source or receivers, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-28, pp. 158-168, Apr. 1980.
5. Stuller J. A., Maximum-likelihood estimation of time-varying delay - Part I, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-35, pp.300-313, Mar. 1987.5. Stuller J. A., Maximum-likelihood estimation of time-varying delay - Part I, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-35, pp. 300-313, Mar. 1987.
6. Jin Q., Wong K.M., and Luo Z.Q.Т., The estimation of time delay and doppler stretch of wideband signals, IEEE Trans. Signal Processing, vol.43, pp.904-916, Apr. 1995.6. Jin Q., Wong K.M., and Luo Z.Q.T., The estimation of time delay and doppler stretch of wideband signals, IEEE Trans. Signal Processing, vol. 43, pp. 904-916, Apr. 1995.
7. Одуан К., Гино Б., Измерение времени. Основы GPS, M., Техносфера, 2002, 400 с.7. Oduan K., Gino B., The measurement of time. Fundamentals of GPS, M., Technosphere, 2002, 400 pp.
8. Jacovitti G. and Scarano G., Discrete time techniques for time delay estimation, IEEE Trans. Signal Processing, vol.41, pp.525-533, Feb. 1993 (аналоги).8. Jacovitti G. and Scarano G., Discrete time techniques for time delay estimation, IEEE Trans. Signal Processing, vol. 41, pp. 525-533, Feb. 1993 (analogues).
9. US Patent No. 6201499, Hawkes K.D., Koehler J.L., Time difference of arrival measurement system, МПК 7: G01S 001/24, March 13, 2001 (аналог).9. US Patent No. 6201499, Hawkes K. D., Koehler J. L., Time difference of arrival measurement system, IPC 7: G01S 001/24, March 13, 2001 (analogue).
10. US Patent No. 5570099, DesJardins G.A., TDOA/FDOA technique for locating a transmitter, МПК 7: G01S 003/16; G01S 005/04; G01S 015/00; G01S 003/80, October 29, 1996 (аналог).10. US Patent No. 5570099, DesJardins G.A., TDOA / FDOA technique for locating a transmitter, IPC 7: G01S 003/16; G01S 005/04; G01S 015/00; G01S 003/80, October 29, 1996 (analog).
11. US Patent No. 5874916, DesJardins G.A., Frequency selective TDOA/FDOA cross-correlation, February 23, 1999 (аналог).11. US Patent No. 5874916, DesJardins G.A., Frequency selective TDOA / FDOA cross-correlation, February 23, 1999 (analog).
12. European Patent No. 0649033 A2, DesJardins G.A., Improved TDOA/FDOA technique for locating a transmitter, МПК 7: G01S 5/06, April 19, 1995 (аналог).12. European Patent No. 0649033 A2, DesJardins G.A., Improved TDOA / FDOA technique for locating a transmitter, IPC 7:
13. Moura Jose M.F., Baggeroer A.B., Passive Systems Theory with Narrow-band and linear Constrraints: Part 1 - Spatial Diversity, IEEE Journal on Ocean Engineering, vol.OE-3, pp.5-13, No.1 Jan. 1978.13. Moura Jose M.F., Baggeroer A.B., Passive Systems Theory with Narrow-band and linear Constrraints: Part 1 - Spatial Diversity, IEEE Journal on Ocean Engineering, vol.OE-3, pp.5-13, No.1 Jan. 1978.
14. Подчиненно Н.Е., Скрипкин А.А., Щербачев В.А., Патент РФ №2256192, Способ измерения разностей времени прихода и частоты приема сигналов и устройство для его реализации (Способ и устройство-прототип).14. Subordinate N.E., Skripkin A.A., Scherbachev V.A., Patent of the Russian Federation No. 2256192, Method for measuring differences in the time of arrival and frequency of reception of signals and device for its implementation (Method and device prototype).
15. Радиотехнические цепи и сигналы, - под ред. К.А.Самойло. - М., Радио и связь, 1982. - 528 с.15. Radio engineering circuits and signals, - ed. K.A. Samoilo. - M., Radio and communications, 1982. - 528 p.
16. Блейхут Р., Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов, М., Мир, 1989, 448 с.16. Bleikhut R., Fast Algorithms for Digital Signal Processing, M., Mir, 1989, 448 pp.
17. Рабинер Л., Гоулд Б., Теория и применение цифровой обработки сигналов, М., Мир, 1978, 848 с.17. Rabiner L., Gould B., Theory and application of digital signal processing, M., Mir, 1978, 848 p.
18. Оппенгейм А.В., Шафер Р.В., Цифровая обработка сигналов, М., Связь, 1979, 416 с.18. Oppenheim A.V., Schafer R.V., Digital signal processing, M., Communication, 1979, 416 p.
19. Бендат Дж., Пирсол А., Прикладной анализ случайных данных, М., Мир, 1989, 540 с.19. Bendat J., Piersol A., Applied analysis of random data, M., Mir, 1989, 540 pp.
20. Френкс Л., Теория сигналов, М., Сов. радио, 1974, 344 с.20. Franks L., Theory of signals, M., Owls. Radio, 1974, 344 p.
21. Беклемишев Д.В., Курс аналитической геометрии и линейной алгебры, М., Наука, 1974, 320 с.21. Beklemishev DV, Course of analytic geometry and linear algebra, M., Nauka, 1974, 320 pp.
22. Альберт А., Регрессия, псевдоинверсия, рекуррентное оценивание, М., Наука, 1977, 223 с.22. Albert A., Regression, pseudo-inversion, recurrent estimation, M., Nauka, 1977, 223 pp.
23. Гантмахер Ф.Р., Теория матриц. М., Наука, 1988, 552 с.23. Gantmakher FR, Theory of matrices. M., Science, 1988, 552 p.
24. F.Xiong, Digital Modulation Techniques, Artech House, Second Edition. 2006.24. F.Xiong, Digital Modulation Techniques, Artech House, Second Edition. 2006.
25. Liu, С.L., and Feher K., π/4-QPSK Modems for Satellite Sound/Data Broadcast Systems, IEEE Trans. Broadcasting, March 1991.25. Liu, C. L., and Feher K., π / 4-QPSK Modems for Satellite Sound / Data Broadcast Systems, IEEE Trans. Broadcasting, March 1991.
Claims (5)
где N=2L+1 - размерность сформированных векторов, надстрочный индекс Т обозначает операцию транспонирования вектора, Ts - период дискретизации сигнала, x T c - скалярное произведение векторов x и с, коэффициент Р определяется выражением
коэффициент Q определяется другим выражением
a (NPq-P21)T c - скалярное произведение разностного вектора (NPq-P21) с вектором с.3. The method of measuring the time of arrival of a signal according to claim 1 or 2, characterized in that to the left and to the right of the maximum argument DKKF signal select L points of the specified function, the DKKF values for the selected points and maximum points are combined in the order of time following in a column vector c , from units form a column vector 1 of the same dimension as the vector c , the arguments corresponding to the selected DKKF points are expressed through the index variable l = 0, ± 1, ..., ± L, where the indices l with a negative sign correspond to the times to the DKKF maximum point, zero and index l corresponds to the maximum point of DCCF, and the indices l with a positive sign correspond to the times after the maximum point of DCCF, the arguments of the selected points of DCCF are ordered in the same way as the components of vector c , and are combined into a column vector x , the squares of the components of vector x are similarly combined into a vector- column q , and the adjusted value of the VP determined by the following rule
where N = 2L + 1 is the dimension of the generated vectors, the superscript T denotes the transpose of the vector, T s is the sampling period of the signal, x T c is the scalar product of the vectors x and c , the coefficient P is determined by the expression
the coefficient Q is determined by another expression
a (NP q -P 2 1) T c is the scalar product of the difference vector (NP q -P 2 1) with vector c .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134973/08A RU2476986C1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134973/08A RU2476986C1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2476986C1 true RU2476986C1 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011134973/08A RU2476986C1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2476986C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2137143C1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-09-10 | Военная академия связи | Method and device ( versions ) evaluating carrier frequency |
US6201499B1 (en) * | 1998-02-03 | 2001-03-13 | Consair Communications | Time difference of arrival measurement system |
RU2256192C2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-07-10 | Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент" (ГКБ "Связь") | Method and device for measuring difference in signal arrival time and in signal reception frequency |
US20100246645A1 (en) * | 2003-04-15 | 2010-09-30 | Fenton Patrick C | Apparatus for and method of making pulse-shape measurements |
RU2409905C2 (en) * | 2006-05-31 | 2011-01-20 | Нокиа Корпорейшн | Method, apparatus and computer software providing synchronisation for ofdma downlink signal |
-
2011
- 2011-08-19 RU RU2011134973/08A patent/RU2476986C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6201499B1 (en) * | 1998-02-03 | 2001-03-13 | Consair Communications | Time difference of arrival measurement system |
RU2137143C1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-09-10 | Военная академия связи | Method and device ( versions ) evaluating carrier frequency |
US20100246645A1 (en) * | 2003-04-15 | 2010-09-30 | Fenton Patrick C | Apparatus for and method of making pulse-shape measurements |
RU2256192C2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-07-10 | Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент" (ГКБ "Связь") | Method and device for measuring difference in signal arrival time and in signal reception frequency |
RU2409905C2 (en) * | 2006-05-31 | 2011-01-20 | Нокиа Корпорейшн | Method, apparatus and computer software providing synchronisation for ofdma downlink signal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Akopian | Fast FFT based GPS satellite acquisition methods | |
CN106855628B (en) | Rapid acquisition and tracking system and method for high-dynamic satellite navigation signals | |
US6370207B1 (en) | Method for mitigating multipath effects in radio systems | |
CN103760522B (en) | For the method and system that TDOA estimation and multistation clocking error are calibrated | |
JP4462574B2 (en) | System and method for processing wideband pre-detection signals for passive coherent search applications | |
Zhao et al. | Modifications on multichannel reconstruction algorithm for SAR processing based on periodic nonuniform sampling theory and nonuniform fast Fourier transform | |
US9465115B2 (en) | Processing of signals to provide a delay Doppler map | |
CN109507704B (en) | Double-satellite positioning frequency difference estimation method based on mutual ambiguity function | |
BR102013009851A2 (en) | Method for estimating the arrival time of electromagnetic signals | |
Tian et al. | A new motion parameter estimation algorithm based on SDFC-LVT | |
US8907844B2 (en) | Dual frequency receiver for satellite based positioning and associated method of reception | |
RU2483319C2 (en) | Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method | |
Liu et al. | Computationally efficient TDOA, FDOA and differential Doppler rate estimation algorithm for passive emitter localization | |
JP2014081311A (en) | Radar system | |
Maskell et al. | The estimation of subsample time delay of arrival in the discrete-time measurement of phase delay | |
RU2524843C2 (en) | Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method | |
RU2476986C1 (en) | Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method | |
CN103323828A (en) | Ultrahigh-resolution spaceborne SAR imaging processing method and device | |
Ahamed et al. | Fast acquisition of GPS signal using FFT decomposition | |
RU2256192C2 (en) | Method and device for measuring difference in signal arrival time and in signal reception frequency | |
RU2483318C2 (en) | Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method | |
Shen et al. | A new phase difference measurement algorithm for extreme frequency signals based on discrete time Fourier transform with negative frequency contribution | |
RU2476985C1 (en) | Method of measuring time of arrival of signal and apparatus for realising said method | |
RU2642846C2 (en) | Method for determining coordinates of radio emission source | |
Wang et al. | An efficient time-frequency algorithm for weak signal acquisition of modernized GNSS signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130820 |