RU2543567C2 - Method of character synchronisation when receiving code pulse modulation or frequency keying with familiar structure - Google Patents

Method of character synchronisation when receiving code pulse modulation or frequency keying with familiar structure

Info

Publication number
RU2543567C2
RU2543567C2 RU2013128158A RU2013128158A RU2543567C2 RU 2543567 C2 RU2543567 C2 RU 2543567C2 RU 2013128158 A RU2013128158 A RU 2013128158A RU 2013128158 A RU2013128158 A RU 2013128158A RU 2543567 C2 RU2543567 C2 RU 2543567C2
Authority
RU
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
frequency
character
signal
information
symbol
Prior art date
Application number
RU2013128158A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013128158A (en )
Inventor
Артём Сергеевич Дуников
Александр Александрович Бянкин
Андрей Иванович Лоскутов
Александр Павлович Пантенков
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: search of informational signal binary character limits involves two-level processing of an input signal. At the first level, the search of the character sequence limit is performed using FFT and calculation of coefficients for correlation between an instantaneous spectrum and frequency images of the information characters, as well as a frequency image of the character differentiation. If the spectrum "spreading" is registered, then strobe signals are generated and sent to a run-down generator of the character frequency to generate reference pulses of the character synchronisation. The second level involves the determination of the received information message character nominal value using a two-channel demodulating circuit, and generation of a synchronous code sequence. As a result, the processes of the character limit search and received binary character demodulation are transferred from the temporal field to the time-and-frequency field.
EFFECT: lower locking in synchronism duration.
5 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотелеметрических системах при приеме телеметрической информации. The invention relates to radio engineering and may be used in telemetry systems when receiving telemetry information.

В настоящее время все существующие способы синхронизации в информационно-телеметрических системах реализованы во временной области. Currently, all existing methods of synchronization information and telemetry systems are implemented in the time domain. В связи с увеличением скорости передачи информации, влиянием преднамеренных и непреднамеренных помех снижается вероятность точного определения границ следования символов в информационном сообщении. Due to the increased data transfer rate, the influence of intentional and unintentional interference probability decreases precise delimitation information message symbols in sequence. Неточное определение границ следования символов приводит к потере телеметрической информации. Imprecise definition of the boundaries of symbol rate results in a loss of telemetry data. Для минимизации потерь телеметрической информации предлагается способ синхронизации в частотно-временной области. To minimize losses telemetry information is provided a method of synchronization in a frequency-time domain. Анализ способов показал возможность проведения обработки сигнала в частотно-временной области [1-3]. Analysis has shown the possibility of the methods of signal processing in the time-frequency region [1-3]. Указанные патенты описывают способы, основанные на использовании преобразования Фурье, вейвлет-анализа, нейронных сетей, применяемые для демодуляции сигнала. These patents describe methods based on the Fourier transform, wavelet analysis, neural networks used for demodulation. Вопросы синхронизации данные способы не раскрывают. Synchronization these methods do not reveal.

Известен способ улучшенной синхронизации линейно-частотно-модулированных последовательностей [1]. Improved synchronization method known linear-frequency-modulated sequence [1]. Изобретение раскрывает способы и устройства для идентификации корректных пиков в выходных сигналах согласованных фильтров. The present invention discloses methods and apparatus for identifying valid peaks in the output signals of matched filters. Принимаемый сигнал коррелируют с копией сигнала синхронизации, тем самым формируя выходной сигнал корреляции. The received signal is correlated with a copy clock signal, thereby generating a correlation output signal. Пики детектируют в выходном сигнале корреляции. The peaks were detected in the output correlation. Пик тестируется на множестве заранее определенных местоположений, которые задаются свойствами сигнала синхронизации, тем самым формируется множество сигналов тестирования сигнальных пиков [1]. Peak tested on a set of predetermined locations that are specified properties synchronization signal, thereby forming a plurality of test signals of signal peaks [1].

Данный способ применяется для синхронизации сигналов сотовой связи с использованием алгоритмов цифровой обработки сигналов. This method is used for synchronizing the cellular signals using digital signal processing algorithms. Его недостатком является то, что он не применим для структуры символьной синхронизации группового телеметрического сигнала. Its disadvantage is that it is not applicable for the structure of a symbol timing group telemetry signal.

В работе [2] предлагается способ распознавания сигналов, основанный на быстром преобразовании Фурье. In [2] provides a method of signal detection based on FFT.

Данный подход имеет недостаток, выраженный в применении нескольких контуров подстройки при полном распознавании входного сигнала. This approach has the disadvantage, expressed in applying several tuning circuits with full recognition of the input signal. Это приводит к невозможности обработки сигналов в режиме непосредственного приема информации. This leads to the impossibility of direct signal processing in the reception mode information.

Наиболее близким по п.1 формулы для решения вопросов синхронизации в информационно-телеметрических системах является способ распознавания и демодуляции сигнала с неизвестной структурой [3], который выбран в качестве прототипа. The closest in claim 1 for the address synchronization information and telemetry systems is a method of recognition and demodulation of unknown structure [3], which is chosen as a prototype. Данный подход к распознаванию и демодуляции сигнала основан на применении контура двухуровневой обработки сигнала. This approach to the recognition and demodulation based on the use of a two-level signal processing circuit. Вначале осуществляется первичная вейвлет-обработка для грубой оценки параметров сигнала (максимальная, минимальная амплитуды и частота), присутствия фазовых искажений. Initially, the primary performed wavelet processing for a rough estimate of signal parameters (maximum, minimum amplitude and frequency), the presence of phase distortion. Для точного определения параметров сигнала применяется вторичный анализ нейронными сетями и автоматическая подстройка под каждый тип входного сигнала. To accurately determine the waveform parameters applied secondary analysis of neural networks and automatic adjustment for each type of input signal. Достигаемым техническим результатом является определение параметров и демодуляция сигнала с неизвестной структурой на основе самообучающейся нейронной сети. The achieved technical result is the determination of parameters of the signal and demodulation of the unknown structure based on a self-learning neural network. При этом точность обработки сигнала ограничена шумовыми составляющими входного сигнала [3]. The accuracy of the signal processing is limited by noise components input [3]. Данный способ может быть использован для решения задачи повышения устойчивости синхронизации. This method can be used to solve the problem of increasing the stability of synchronization. Его недостатком является сложность разработки формализованных алгоритмов настройки и определения оптимальной структуры нейронной сети. Its disadvantage is the complexity of the development of formalized algorithms determine the optimum configuration and structure of the neural network.

В предлагаемом способе по аналогии с прототипом осуществляется распознавание границ символов и демодуляция информационного телеметрического сигнала модуляцией КИМ 2 -ЧМ с использованием контура двухуровневой обработки сигнала. In the proposed method, by analogy with the prior art pattern recognition is carried out border characters and demodulation of the information signal modulated telemetry KIM -CHM 2 using a two-level signal processing circuit. В данном способе, для устранения недостатков прототипа, вместо нейронной сети применяется алгоритм быстрого преобразования Фурье, с помощью которого из мгновенного спектра сигнала получают информацию, необходимую для определения границ символов и демодуляции информационного сообщения в режиме непосредственного приема информации. In this method, to eliminate prior art shortcomings, the neural network is used instead of the fast Fourier transform algorithm by which the instant of the signal spectrum is obtained the information necessary for determining the boundaries of symbols and demodulation data message in direct reception mode information. Аналитическое представление сигнала с модуляцией КИМ 2 -ЧМ описывается следующей математической формулой: An analytical representation of the signal with the modulation KIM 2 -CHM described by the following mathematical formula:

S(t)=S m cos(2πf i t+φ), i=1,2, (1) S (t) = S m cos (2πf i t + φ), i = 1,2, ( 1)

где Where

S(t) - передаваемый сигнал; S (t) - the transmitted signal;

S m - амплитуда модулированного сигнала; S m - amplitude of the modulated signal;

t - значение времени; t - time value;

φ - фазовый сдвиг сигнала; φ - the phase shift of the signal;

f i - частота информационного символа; f i - frequency information symbol;

i - индекс частоты. i - frequency index.

При двоичном кодировании сигнал частотной манипуляции передается на двух различных частотах. When coding binary frequency shift keying signal is transmitted at two different frequencies.

Графический вид смоделированного в среде Matlab сигнала с модуляцией КИМ 2 -ЧМ изображен на фиг.1. Graphic form a simulated environment in Matlab signal modulated KIM -CHM 2 is shown in Figure 1.

Предлагаемый способ основывается на применении преобразования Фурье принимаемого сигнала. The proposed method is based on the use of the Fourier transform of the received signal. Математически преобразование Фурье описывается следующей формулой: Mathematically, the Fourier transform of the formula:

S S ˙ ˙ ( ( ω ω ) ) = = - S S ( ( t t ) ) e e - j j ω ω t t d d t t , . (2) (2)

Figure 00000001

где Where

S S ˙ ˙ ( ( ω ω ) )

Figure 00000002
- спектральная функция сигнала S(t); - signal spectral function S (t);

ω=2πf - круговая частота. ω = 2πf - circular frequency.

Информационное сообщение «0» «1» с модуляцией КИМ 2 -ЧМ в спектральной области представлено на фиг.2. Information Message "0" to "1" with the modulation KIM -CHM 2 in the spectral region shown in Figure 2.

Из фиг.2 видно, что амплитуда спектра максимальна на номиналах частот передаваемых символов. It is seen from Figure 2 that the amplitude spectrum maximum at nominal values ​​of frequencies of the transmitted symbols.

На фиг.3 изображены спектры одиночных информационных символов. Figure 3 shows the spectra of individual information symbols.

В настоящее время при обработке сигнала в частотной области анализируют спектр всего принимаемого сигнала, вследствие чего в частотной области появляются копии спектра и возникает межсимвольная интерференция. At the moment when the signal processing in the frequency domain of all analyzed spectrum of the received signal, whereby the spectrum copies appear in the frequency domain and there is intersymbol interference. Применение преобразования Фурье на всем временном интервале приема сигнала не позволяет проводить одновременно его обработку в частотной и временной области. Application of Fourier transform on the entire time interval of the reception signal does not allow simultaneous processing it in the frequency and time domain. Суть применения разработанного способа синхронизации информационно-телеметрических систем заключается в построении мгновенных спектров от участков принимаемого сигнала в режиме непосредственного приема информации. The essence of the developed method for synchronizing information and telemetry systems is to construct the instantaneous spectra of the received signal portions in direct reception mode information. Это позволит связать анализ сигнала в частотной области со временем и избежать появления копий спектра. It will link with the time signal analysis in the frequency domain and avoid spectrum copies. Информационные символы сигнала с модуляцией КИМ 2 -ЧМ отличаются друг от друга номиналом частоты передачи. Information symbols signal modulation KIM 2 -CHM different denomination transmission frequency. При построении мгновенных спектров переход от одного символа к другому характеризуется «растеканием» спектра на частотной оси. In the construction of the instantaneous spectra transition from one character to another it is characterized by "spreading" the spectrum on the frequency axis. Данный факт подтвержден результатами моделирования в среде Matlab. This fact is confirmed by the results of simulation in Matlab environment. Графический вид результатов моделирования представлен на фиг.4. Graphical view simulation results presented in Figure 4.

Явление «растекания» спектра математически описывается следующим образом. The phenomenon of "spreading" the spectrum is mathematically described as follows. Формула преобразования Фурье в дискретной форме имеет следующий вид: Formula Fourier transform in discrete form is:

S S ( ( m m ) ) = = Σ n n = = 0 0 N N - 1 one S S ( ( n n ) ) [ [ cos cos ( ( 2 2 π π m m n n / / N N ) ) - j j sin sin ( ( 2 2 π π m m n n / / N N ) ) ] ] , . (3) (3)

Figure 00000003

где Where

S(m) - m-й компонент дискретного преобразования Фурье; S (m) - m-th component of the discrete Fourier transform;

m - индекс дискретного преобразования Фурье в частотной области, m=0, 1, 2, 3,…N-1; m - the index of the discrete Fourier transform in the frequency domain, m = 0, 1, 2, 3, ... N-1;

S(n) - последовательность дискретных отсчетов входного сигнала; S (n) - the input sequence of discrete signal samples;

n - временной индекс входных отсчетов, n=0, 1, 2, 3,…N-1; n - time index of input samples, n = 0, 1, 2, 3, ... N-1;

j - мнимая единица; j - imaginary unit;

N - количество отсчетов входной последовательности и количество частотных отсчетов результата дискретного преобразования Фурье. N - number of samples of the input sequence and the number of frequency samples result of the discrete Fourier transform.

Индексы входных значений n и выходных отсчетов преобразования Фурье m всегда принимают значения от 0 до N-1. Indices n input values ​​and the output of the Fourier transform samples m always take the values ​​from 0 to N-1. Это значит, что при наличии N входных отсчетов во временной области преобразование Фурье рассчитывает спектральный состав в N равномерно распределенных точках частотной оси. This means that in the presence of N input samples in the time domain the Fourier transform calculates the spectral composition are uniformly distributed in N points of the frequency axis. Значение N определяет необходимое количество входных отсчетов, разрешающую способность преобразования Фурье по частоте. The value N determines the required number of input samples, the resolution of the Fourier transform in frequency.

Разрешающая способность f s /N определяет расстояние по частоте между отсчетами преобразования Фурье. The resolution of f s / N defines the frequency distance between samples of the Fourier transform. При построении спектра сигнала вместо разрешающей способности рассчитывают значения анализируемых частот преобразования Фурье определяемых по следующей формуле: In the construction of the signal spectrum is calculated instead of the resolving power of the analyzed values ​​of the Fourier transform frequency defined by the following formula:

f an (m)=(mf s )/N, (4) f an (m) = (mf s) / N, ( 4)

где Where

f an - анализируемые частоты; f an - analyzed frequencies;

m - индекс дискретного преобразования Фурье в частотной области, m=0, 1, 2, 3,…N-1; m - the index of the discrete Fourier transform in the frequency domain, m = 0, 1, 2, 3, ... N-1;

f s - частота дискретизации сигнала; f s - sampling frequency signal;

N - количество частотных отсчетов результата дискретного преобразования Фурье. N - number of frequency samples of the discrete Fourier transform result.

В результате проведения преобразования Фурье принимаемого сигнала вычисляется ряд значений S(m) на анализируемых частотах f an , являющихся значениями амплитуды спектра принимаемого сигнала. As a result of the Fourier transform of the received signal is evaluated a series of values S (m) on the analyzed frequencies f an, are values of the amplitude spectrum of the received signal. Частоты анализа остаются постоянными, так как значения m, f s , N постоянны. Analyzing frequencies remain constant, as the value of m, f s, N are constant. При анализе сигнала S(t) значения амплитуды спектра S(m) не изменяются до того момента, пока сигнал S(t) передается номиналом частоты f 1 . In the analysis values of the amplitude spectrum S (t) signal S (m) are not changed until such time as the S (t) signal is transmitted to the frequency nominal value f 1. Как только в последовательности дискретных отсчетов сигнала S(t) появляются отсчеты с номиналом частоты f 2 , значения амплитуды спектра S(m) изменяются, в результате чего наблюдается «растекание» спектра. Once a sequence S (t) sampled signal samples appear with the frequency f 2 in nominal value, the values of the amplitude spectrum S (m) are changed, whereby there is a "spreading" the spectrum.

Фиксируя моменты начала «растекания» спектра, генератор тактовых импульсов вырабатывает синхроимпульсы, подаваемые на вход устройства формирования кодовой последовательности. Fixing start points "spreading" the spectrum clock generator generates the clock pulses fed to the input of the device forming the code sequence. На втором уровне обработки принимаемого сигнала рассчитывается мгновенный спектр между границами символов информационного сообщения. At the second level of the received signal is calculated instantaneous spectrum boundaries between symbols information message. Рассчитанный мгновенный спектр сравнивается в устройстве принятия решения с частотным образом символа (ряд значений спектральных составляющих). The calculated instantaneous spectrum is compared in the device with a decision symbol frequency manner (number of spectral components). В результате сравнения решающее устройство принимает решение о номинале символа и передает номинальное значение символа на устройство формирования кодовой последовательности. The comparison decision unit decides the symbol and transmits the nominal rated value symbol to the device forming the code sequence. Устройство формирования кодовой последовательности генерирует Forming apparatus generates a code sequence

синхронизированные двоичные импульсы видеочастоты. binary pulses synchronized video frequency. С выхода устройства формирования кодовой последовательности информация поступает для дальнейшей обработки. From the output of the code sequence forming apparatus information is received for further processing.

На фиг.5 представлено схематическое изображение способа символьной синхронизации в частотно-временной области сигнала с модуляцией КИМ 2 -ЧМ, где Figure 5 is a schematic view of the method symbol synchronization in a frequency-time domain signal with modulation KIM -CHM 2, wherein

1. ПР - приемник; 1. OL - receiver;

2. ПЧ - преобразователь частоты; 2. IF - the frequency converter;

3. КП - контур подстройки; 3. CP - locked loop;

4. Д - дискретизатор; 4. D - sampler;

5. Г1 - генератор частоты дискретизации; 5. G1 - generator sampling frequency;

6. PC - регистр сдвига; 6. PC - a shift register;

7. УВМС - устройство вычисления мгновенного спектра; 7. UVMS - instantaneous spectrum calculating device;

8. «0» - устройство хранения частотных составляющих символа «0»; 8. "0" - unit of storage of the frequency components of "0" symbol;

9. «1» - устройство хранения частотных составляющих символа «1»; 9. "1" - storage device frequency components "1" symbol;

10. «01» - устройство хранения частотных составляющих перепада символов; 10. "01" - storage device symbols differential frequency components;

11. РУ - решающее устройство; 11. RU - solver;

12. УВКК - устройство вычисления коэффициента корреляции; 12. UVKK - correlation coefficient calculation unit;

13. Г2 - генератор символьной частоты; 13. T2 - character generator frequency;

14. УПРС - устройство принятия решения о значении символа 14. GPRS - the device deciding a symbol value

15. УФКП - устройство формирования кодовой последовательности. 15. UFKP - the device forming the code sequence.

В соответствии со схемой способа выполняется следующая последовательность действий: In accordance with the method of the scheme, the following sequence of actions:

1. Входной радиосигнал модуляции КИМ 2 -ЧМ поступает на вход приемного устройства. 1. An input radio signal modulation KIM -CHM 2 is input to the receiver.

2. В приемном устройстве сигнал переносится на промежуточную частоту. 2. At the receiver, the signal is transferred to an intermediate frequency.

3. В контуре подстройки по хранимым в нем известным значениям номиналов частот передаваемых символов информационного сообщения вычисляется доплеровский сдвиг частоты. 3. The tuning circuit therein according to the stored nominal known values ​​of transmitted symbols a frequency-information message computed Doppler frequency shift.

4. Значения доплеровского сдвига частоты передаются на устройства хранения частотных образов символа и перепада символов (ряды значений спектральных составляющих), где значения спектральных составляющих информационного символа пересчитываются с учетом доплеровского сдвига. 4. The Doppler values ​​are transmitted to the storage device and the frequency of images symbol differential symbols (rows spectral component values), where the values ​​of the spectral components of an information symbol recalculated taking into account the Doppler shift.

5. В дискретизаторе информационный радиосигнал промежуточной частоты дискретизируется в соответствии с частотой, вырабатываемой генератором частоты дискретизации. 5. The sampler intermediate frequency information signal is sampled in accordance with the frequency generated by the oscillator sampling frequency. В результате дискретизации на длительности информационного символа радиосигнала укладывается множество N дискретных отсчетов. As a result of discretization on duration information symbol radio stacked plurality N of discrete samples. N={N 1 , N 2 , … N k }, где k является целым, положительным числом и вычисляется, исходя из заданной частоты дискретизации. N = {N 1, N 2, ... N k}, where k is an integer and positive number is calculated from a predetermined sampling frequency. Частота дискретизации задается оператором. The sampling frequency set by the operator.

6. Значения дискретных отсчетов поступают на входы регистров сдвига демодулятора и устройства определения границ символов. 6. Values ​​discrete samples supplied to the demodulator input shift register and a symbol determination device boundaries.

7. В устройстве определения границ символов множество N дискретных отсчетов информационного сигнала накапливается в регистре. 7. In the detecting apparatus of a plurality of N discrete samples of the information signal stored in the symbol boundary register. По накопленным отсчетам устройство вычисления мгновенного спектра рассчитывает мгновенный спектр, который сравнивается в устройстве сравнения и принятия решения с частотными образами «0», «1» и перепада символов. By accumulated counts calculating device calculates instantaneous spectrum instantaneous spectrum, which is compared in the comparison device and deciding a frequency images of "0", "1", and the differential symbols. Каждый следующий поступающий дискретный отсчет N k+1 вытесняет из регистра хранящийся в нем отсчет. Each next incoming binary count N k + 1 displaces from the register count stored therein. С каждым новым поступившим отсчетом выполняется операция вычисления мгновенного спектра и сравнения его с частотными образами. With every new entered readout operation is performed calculating the instantaneous spectrum and comparing it with the frequency images. Результатами сравнения являются значения коэффициентов корреляции. The comparison results are correlation coefficients.

8. Поиск границы символа в устройстве сравнения и принятия решения начинается с определения максимального коэффициента корреляции мгновенного спектра с образом одного из символов. 8. Search symbol boundary in a comparison unit and a decision begins with the definition of the maximum rate of the instantaneous spectrum correlation with the image of one of the characters. В случае следования подряд одинаковых значений кода при одинаковом уровне входного сигнала вычисляемые значения коэффициента корреляции остаются постоянными. In the case of following a row of identical code values ​​for the same level of the computed values ​​of the correlation coefficient of the input signal remains constant. При поступлении в регистр дискретного отсчета N j , являющегося дискретным отсчетом символа, следующего за обрабатываемым и имеющего противоположное значение (смена кодовой посылки с «0» на «1» или с «1» на «0»), наблюдается «растекание» спектра. On admission to register the discrete frame N j, which is sampled symbol following the treated and having opposite value (change of a message frame from "0" to "1" or from "1" to "0"), there is a "spreading" the spectrum. «Растекание» спектра характеризуется уменьшением коэффициента корреляции. "Spreading" of the spectrum is characterized by a decrease in correlation coefficient. Устройство сравнения и принятия решения фиксирует временное положение N j дискретного отсчета в качестве границы символа и проверяет данное предположение вычислением коэффициентов корреляции мгновенных спектров с образом перепада символов и образом символа, имеющего противоположное значение. Comparison and decision device detects a temporal position of N j reference as discrete symbol boundary and verify this assumption by calculating correlation coefficients from instantaneous spectra way differential characters and character image having opposite value. Для подтверждения предположения об обнаруженной границе символа проверяется выполнение двух условий. To confirm the assumption that the detected symbol boundary is checked two conditions. Во-первых, момент максимума коэффициента корреляции мгновенного спектра с образом перепада символов должен наступить через k/2 обработанных дискретных отсчетов, начиная с момента начала «растекания» спектра, то есть на отсчете N (j+k/2) . Firstly, the time of maximum instantaneous spectrum the correlation coefficient with the image of the differential symbols must occur through k / 2 discrete samples treated starting from the beginning of "spreading" the spectrum, i.e. at count N (j + k / 2). Во-вторых, момент максимума коэффициента корреляции мгновенного спектра с образом противоположного символа должен наступить через k дискретных отсчетов от предполагаемой границы символа. Second, the time of maximum instantaneous spectrum of the correlation coefficient with the image of the opposite character must come through k discrete samples of the estimated symbol boundary. При выполнении данных условий принимается окончательное решение о том, что временное положение N j дискретного отсчета является границей информационного символа. When these conditions the final decision that the temporary position N j is the boundary of a discrete reference information symbol. Определив момент времени границы символов, устройство сравнения и принятия решения вырабатывает строб-сигналы, подаваемые на вход инерционного генератора символьной частоты. Having determined the time boundaries of the symbols, the comparison and decision device generates strobe signals supplied to the input of the inertial character generator frequency. При изменении информативности принимаемого сигнала пересчитывается значение k, проверяется совпадение момента времени k/2 и максимума коэффициента корреляции мгновенного спектра с образом перепада символов и производится корректировка выдачи строб-сигналов. When changing the information content of the received signal is recalculated k value is checked points in time coincidence k / 2 and the maximum correlation coefficient with the image of the instantaneous spectrum and the differential symbol is performed issuing adjustment strobe signals.

9. После определения границ символов решающее устройство настраивает регистр сдвига демодулятора на анализ М дискретных отсчетов информационного символа. 9. Once the symbol boundary decision unit adjusts the shift register M demodulator for analysis of discrete samples of the information symbol. Количество М дискретных отсчетов определяется решающим устройством таким образом, чтобы в их число не вошли дискретные отсчеты другого информационного символа и отсчеты, попадающие на интервал межсимвольной интерференции. The number M of discrete samples is determined by the deciding device so that their number is not entered discrete samples of another information symbol and counts falling in interval the intersymbol interference. M={M 1 , M 2 , … M r }, где r<k и r является целым, положительным числом. M = {M 1, M 2, ... M r}, where r <k and r is an integer positive number.

10. Устройство вычисления мгновенного спектра демодулятора вычисляет мгновенный спектр по принятым М дискретным отсчетам. 10. Apparatus calculating instantaneous spectrum demodulator calculates the instantaneous spectrum of M discrete readings taken.

11. В устройствах вычисления коэффициента корреляции вычисляется значение коэффициента корреляции мгновенного спектра с образами информационных символов (ряда значений спектральных составляющих). 11. The correlation coefficient calculating device calculates the value of the correlation coefficient of the instantaneous spectral imaging information symbols (number of spectral component values).

12. Устройство принятия решения о значении символа принимает решение о номинале информационного символа путем сравнения коэффициентов корреляции мгновенного спектра с образом «0» и «1» и выбора большего значения, после чего выдает это решение на устройство формирования кодовой последовательности. 12. The apparatus deciding a symbol value decision about the denomination information symbol by comparing the instantaneous spectrum of the correlation coefficients with an image "0" and "1" and selecting the larger value, and then outputs the decision on the device forming the code sequence.

13. В инерционном генераторе символьной частоты формируются опорные импульсы символьной синхронизации, соответствующие границе символов путем выделения из последовательности импульсов, управляющих дискретизацией непрерывного входного радиосигнала, полученных от генератора частоты дискретизации в моменты времени получения стробирующих сигналов. 13. The inertial generator symbol frequency generated reference pulses symbol timing corresponding to the boundary of symbols by extracting the pulse sequence control continuously sampled RF input signal derived from the sampling frequency generator at the time points receive strobe signals. Импульсы символьной синхронизации подаются на устройство формирования кодовой последовательности. Symbol timing pulses are supplied to the device forming the code sequence. Инерционность генератора символьной частоты обусловлена необходимостью сохранения символьной частоты при приеме кодовых комбинаций с набором символов одинакового значения, когда границу символа определить невозможно. The inertia of the character generator frequency is caused by the need to preserve the character of frequency when receiving codewords from the set of values ​​of the same symbols, when the border is impossible to determine the character.

14. Устройство формирования кодовой последовательности формирует двоичные импульсы видеочастоты с длительностью, определяемой инерционным генератором символьной частоты. 14. The code sequence forming apparatus generates binary video frequency pulses with a duration determined by the inertial character generator frequency.

15. С выхода устройства формирования кодовой последовательности информация в виде двоичного кода в сопровождении импульсов символьной частоты поступает в контур дальнейшей обработки информации. 15. From the output of the device forming the code sequence information in binary form accompanied symbol frequency pulses supplied to the circuit for further processing.

Техническим результатом изобретения является способ символьной синхронизации наземной приемно-регистрирующей аппаратуры телеметрической информации при приеме сигнала с модуляцией КИМ 2 -ЧМ в частотно-временной области. The technical result of the invention is a method for symbol timing terrestrial transceivers telemetry information recording apparatus when receiving a signal modulated with KIM 2 -CHM in time-frequency domain.

Новизна изобретения заключается в новом подходе к процессу символьной синхронизации, переносу процесса синхронизации из временной области в частотно-временную область. The novelty of the invention is a new approach to the process of symbol timing, synchronization of the transfer process from the time domain in a frequency-time domain.

Изобретательский уровень характеризуется применением известного ранее математического аппарата преобразования Фурье для решения задачи по поиску границ следования информационных символов сообщения и выявлением закономерностей при вычислении мгновенных спектров на данных границах. Inventive step is characterized by the use of a known Fourier Transform mathematical apparatus for solving the problem of finding following information symbols posts boundaries and identifying patterns of the calculation of the instantaneous spectra data limits.

Промышленная применимость - данное изобретение является промышленно применимым, так как может быть реализовано на существующих программируемых логических интегральных микросхемах. INDUSTRIAL APPLICABILITY - the present invention is industrially applicable because it can be implemented on existing programmable logic integrated circuits.

Источники информации Information sources

1. Патент RU 2472295 С2, H04L 27/26, опубл. 1. Patent RU 2472295 C2, H04L 27/26, publ. 10.01.2013. 01.10.2013. Улучшенная синхронизация линейно-частотно-модулированных последовательностей. Improved synchronization of linear-frequency-modulated sequences.

2. Патент RU 2216748 С2, G01R 23/16, опубл. 2. Patent RU 2216748 C2, G01R 23/16, publ. 20.11.2003. 20.11.2003. Способ распознавания сигналов систем радиосвязи. signal recognition method for radio communication systems.

3. Патент RU 2386165 С2, G06F 17/14, G06N 3/02, G01R 23/16, опубл. 3. Patent RU 2386165 C2, G06F 17/14, G06N 3/02, G01R 23/16, publ. 10.04.2010. 10.04.2010. Способ определения структуры и демодуляции сигнала с неизвестной структурой. A method for determining the structure and demodulation of unknown structure.

4. Сергиенко А.Б. 4. Sergienko AB Цифровая обработка сигналов: учебное пособие / А.Б.Сергиенко. Digital Signal Processing: A Training Manual / A.B.Sergienko. - 3-е изд. - 3rd ed. - Спб.: БХВ-Петербург, 2011. - 768 с. - Spb .: BHV-Petersburg, 2011. - 768 p.

5. Мановцев А.П. 5. Manovtsev AP Введение в цифровую радиотелеметрию / А.П.Мановцев. Introduction to digital radiotelemetry / A.P.Manovtsev. - Москва: Энергия, 1967. - 343 с. - Moscow: Energy, 1967. - 343 p.

Claims (1)

  1. Способ символьной синхронизации при приеме сигнала кодоимпульсной модуляции - частотной манипуляции с известной структурой, заключающийся в определении границ символов двоичной кодовой последовательности и демодуляции принятых информационных символов, отличающийся тем, что процесс символьной синхронизации осуществляют в частотно-временной области с применением контура двухуровневой обработки сигнала, использующего алгоритм быстрого преобразования Фурье дискретизированного радиосигнала, где на первом уровне обработки осуществл Method symbol timing when receiving kodoimpulsnoy modulation signal - the frequency of manipulation of known structure, comprising: determining symbol boundaries of the binary code sequence, and demodulating the received information symbols, characterized in that the process symbol timing is performed in the time-frequency domain using the circuit two-level signal processing, using algorithm fast Fourier transform of the sampled RF signal, wherein the first processing level is carried яют поиск границ информационных символов, основанный на вычислении коэффициентов корреляции мгновенного спектра с частотными образами информационных символов «0» и «1» и перепада символов с «0» на «1» или с «1» на «0», при этом в моменты фиксирования начала «растекания» спектра вырабатывают строб-сигналы, формируют опорные импульсы символьной синхронизации, а на втором уровне обработки сигнала осуществляют демодуляцию информационных символов на основе вычисления коэффициентов корреляции мгновенного спектра от фрагмента сигнала, соотв yayut search information symbol boundaries based on the calculation of "0" correlation coefficients instantaneous spectrum with frequency imaging information of "0" symbols and "1" and symbols differential with "1" or from "1" to "0", while at the instants fixing the start of "spreading" the spectrum generate strobe signals, form a symbol timing reference pulses, while the second level signal processing demodulation is carried out based on information symbols instantaneous spectrum calculating correlation coefficients of the signal fragment, respectively тствующего длительности информационного символа с частотными образами двоичных символов. favoring the duration of the information symbol to the frequency of binary images of characters.
RU2013128158A 2013-06-19 2013-06-19 Method of character synchronisation when receiving code pulse modulation or frequency keying with familiar structure RU2543567C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128158A RU2543567C2 (en) 2013-06-19 2013-06-19 Method of character synchronisation when receiving code pulse modulation or frequency keying with familiar structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128158A RU2543567C2 (en) 2013-06-19 2013-06-19 Method of character synchronisation when receiving code pulse modulation or frequency keying with familiar structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013128158A true RU2013128158A (en) 2014-12-27
RU2543567C2 true RU2543567C2 (en) 2015-03-10

Family

ID=53278480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013128158A RU2543567C2 (en) 2013-06-19 2013-06-19 Method of character synchronisation when receiving code pulse modulation or frequency keying with familiar structure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2543567C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595952C2 (en) * 2015-01-26 2016-08-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method of character synchronization when receiving code pulse modulation - phase-shift keying with familiar structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2216748C2 (en) * 2001-06-21 2003-11-20 Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент" Method of recognition of signals of radio communication systems
US7006587B1 (en) * 2001-11-20 2006-02-28 Cisco Technolgy, Inc. Preamble aided synchronization
US7613104B2 (en) * 2006-05-31 2009-11-03 Nokia Corporation Method, apparatus and computer program product providing synchronization for OFDMA downlink signal
RU2386765C2 (en) * 2008-07-04 2010-04-20 Андрей Алексеевич Юрик Method for construction of quakeproof structures and development of areas
RU2449471C2 (en) * 2006-10-03 2012-04-27 Квэлкомм Инкорпорейтед Synchronisation transmissions in wireless communication system
RU2472295C2 (en) * 2007-04-30 2013-01-10 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) Improved synchronisation of linear-frequency modulated sequences

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2216748C2 (en) * 2001-06-21 2003-11-20 Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент" Method of recognition of signals of radio communication systems
US7006587B1 (en) * 2001-11-20 2006-02-28 Cisco Technolgy, Inc. Preamble aided synchronization
US7613104B2 (en) * 2006-05-31 2009-11-03 Nokia Corporation Method, apparatus and computer program product providing synchronization for OFDMA downlink signal
RU2449471C2 (en) * 2006-10-03 2012-04-27 Квэлкомм Инкорпорейтед Synchronisation transmissions in wireless communication system
RU2472295C2 (en) * 2007-04-30 2013-01-10 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) Improved synchronisation of linear-frequency modulated sequences
RU2386765C2 (en) * 2008-07-04 2010-04-20 Андрей Алексеевич Юрик Method for construction of quakeproof structures and development of areas

Also Published As

Publication number Publication date Type
RU2013128158A (en) 2014-12-27 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080232513A1 (en) Apparatus and method for preamble detection and integer carrier frequency offset estimation
US6832172B2 (en) Apparatus and method for spectrum analysis-based serial data jitter measurement
Tian et al. A GLRT approach to data-aided timing acquisition in UWB radios-Part I: Algorithms
Gerdes et al. Device Identification via Analog Signal Fingerprinting: A Matched Filter Approach.
US20050036564A1 (en) Method for processing an OFDM signal
Dobre et al. Second-order cyclostationarity of mobile WiMAX and LTE OFDM signals and application to spectrum awareness in cognitive radio systems
Beidas et al. Higher-order correlation-based approach to modulation classification of digitally frequency-modulated signals
US6263031B1 (en) Method and apparatus for signal burst classification
WO1997026742A1 (en) Multi-carrier symbol synchronisation
US7835319B2 (en) System and method for identifying wireless devices using pulse fingerprinting and sequence analysis
US4216543A (en) Means for deriving baud timing from an available AC signal
US5598439A (en) Method and apparatus for symbol clock phase recovery
Blázquez et al. Coarse acquisition for ultra wideband digital receivers
Quan et al. Optimal spectral feature detection for spectrum sensing at very low SNR
Beidas et al. Asynchronous classification of MFSK signals using the higher order correlation domain
US8160163B1 (en) Method for OFDM signal identification and parameter estimation
WO2008033117A1 (en) Detection of time-frequency hopping patterns
US20050111530A1 (en) Communication receiver
CN101355383A (en) Signal detection method for stochastic access channel
WO1993011605A1 (en) Digital demodulator for preamble-less burst communications
US4227252A (en) Method and device for acquiring the initial phase of the clock in a synchronous data receiver
Rebeiz et al. Optimizing wideband cyclostationary spectrum sensing under receiver impairments
Maeda et al. Recognition among OFDM-based systems utilizing cyclostationarity-inducing transmission
US20050185708A1 (en) Apparatus for measuring jitter, method of measuring jitter and computer-readable medium storing a program thereof
EP1528738A2 (en) ASK demodulation device and wireless device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150620