SE515911C2 - Förfarande och anordning för mottagning av en symbolsekvens - Google Patents

Description

:Ido Û u O O co I 0 onto en 0 II I Q u 0 nun 0 I Q I :oo OI: nøu 0000 000 0 0 0 n 0 0 10 15 20 N U1 51 5 911 2 vill hålla reda på bär på en sändare som sänder en unik signal.

Denna signal sänds vid en för mottagaren okänd tidpunkt, vilket innebär att signalen asynkront~ och vid detekteringen av den kända signalen registreras detta i systemet.

En välkänd teknik för att asynkront mottaga den för mottagaren. kända digitala sekvensen är att använda en korrelator, som t.ex. kan implementeras som ett transversalfilter där längden på filtret är lika lång som den kända digitala sekvensen. Med detta filter utförs en korrelation av en mottagen digital sekvens och den för mottagaren tidigare kända digitala sekvensen, och som resultat erhålles ett värde proportionellt mot likheten mellan den mottagna sekvensen och den kända sekvensen. För att registrera att en kändi digital sekvens är mottagen måste resultatet av korrelationen överstiga ett tidigare bestämt tröskelvärde.

De prestanda som kan uppnås genom av den ovan beskrivna utförda korreleringen är direkt avhängig av längden på den kända digitala sekvensen. Ju längre en känd digital sekvens är, desto bättre prestanda erhålles på korrelationen. Det finns dock en övre praktisk gräns på transversalfiltrets längd eftersom långa filter ger en hög effektförbrukning. Denna effektförbrukning är viktig att hälla låg i exempelvis mobila enheter. Långa transversalfilter är även komplexa att realisera.

En nackdel med ovan beskriven teknik är sålunda att ett långt filter ger en hög effektförbrukning, och är dessutom komplex att realisera.

I En annan nackdel med att använda ett långt transversalfilter är att långa transversalfilter kräver stor minnesarea för att realiseras vilken minnesarea är begränsad i en mobil enhet. 0000 Q I 0 nu o o bro uno oc: coon 10 15 20 |.\) U1 nu o Ytterligare en nackdel med den ovan beskrivna tekniken är att längden på den kända sekvensen är fix d.v.s. dess kan ej ändras.

I US Patentet 5,422 916 beskrivs ett synkroniseringsförfarande med en känd digital sekvens där omgivningen kan ha påverkat den mottagna sekvensen med ett skurvis infallande brus så att mer än endast en korrelering av den mottagna digitala sekvensen och den kända digitala sekvensen krävs för att kunna identifiera en känd digital sekvens. En 64 bitars sekvens härledd från en s.k.

Barker-sekvens används som den kända digitala sekvensen.

I detta kända förfarande jåmföres den mottagna digitala sekvensen och den kända digital sekvensen för att räkna antalet fel i den mottagna digitala sekvensen, och om resultatet överstiger ett bestämt tröskelvärde fortsätter detekteringen med att kontrollera att antalet fel i den mottagna digitala sekvensen ej överstiger en övre gräns. Om så inte är fallet, delas den mottagna digitala sekvensen upp i fyra stycken delar bestående av vardera 16 bitar. Dessa fyra delar länkas ihop två och två, vilket ger sex nya 32-bitars ord. Antalet fel beräknas därefter i vart och ett av dessa nya 32-bitars orden, och för vart och ett av orden där antalet fel inte överstiger ett bestämt värde ökas en räknare med ett. När alla sex orden är kontrollerade antages att den kända digitala sekvensen är mottagen om resultatet i räknaren överstiger ett bestämt värde.

Det kända förfarandet löser enbart skurvis problemet med infallande brus och problemet med långa korrelatorer och långa korrelationer kvarstår.

På konferensen PIMRC september 1995 redovisades för en hybrid parallell korrelator (An Improved Hybrid PN Code Acquisition for CDMA Personal Wireless Communication, IEEE-95:O-7803-3002-1/95). 515 911 4 oooooo o o n o I detta dokument är den hybrid parallella korrelatorn beskriven, d.v.s. en blandning av en seriell och parallell korrelator. Den kända sekvensen. delasi upp i segment som är= beroende, av två konstruktionsparametrar Nl och N2. Dessa parametrar väljs olika med avseende på vilken grad av parallellism (N1) och seriellism (N2) som önskas. Används många parallella korrelatorer bliri kodåtkomsttiden låg medan komplexiteten på maskinvaran blir hög.

Används en seriell korrelator blir maskinvaran enkel medan kodåtkomsttiden läng. Den i dokumentet beskrivna metoden är en metod för en kompromiss mellan parallell och seriell korrelator.

Längden M på segmentet väljs enligt M=®/(N1> längden på den kända sekvensen. Var och en av korrelatorerna har något av de M segmenten som korrelationssegment. När ett först segment är funnet övergår systemet från en sökmod (H0) till en verifikationsmod (H1). I verifikationsmoden utförs A tester och om B tester av dessa har en utsignal från korrelatorn som överskrider ett set av tröskelvärden övergår man till en spårningsprocess. Om rätt kodfas tillhandahållas till kodspårningssystemet så terminerar åtkomstprocessen annars, när en falsk kodfas levereras, reaktiveras åtkomstprocessen.

Denna metod är endast ett sätt att öka hastigheten för en korrelationsmottagnig, vilken metod kan användas i system där .detta är kritiskt. Metoden löser således inte de problem som oooo o U oo I 'III II oo o o o o ooo o oooo n o o oo ooo ooo oooo [\.} U1 föreliggande uppfinning avser att lösa.

REDOGÖRELSE FÖR ÜPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser att lösa problemet att asynkront detektera en lång digital sekvens med en korrelator vars längd är mindre än längden av den digitala sekvensen. Detekteringen utföres med huvudsakligen lika hög sannolikhet som för en korrelator lika läng som den kända digitala sekvensen. 0 o noen n 0 Q t ooo coli CO av; 0 0 0 Ino nu! u » 51 5 91 f: .jfz-jzgï; l Ett annat problem som uppfinningen avser att lösa är att hålla nere effektförbrukningen vid asynkron mottagning av den digitala sekvensen.

Ytterligare ett problem som uppfinningen avser att lösa är att förenkla implementeringen av korrelatorn som används vid. asynkron mottagning av digitala sekvenser.

I enlighet med föreliggande uppfinning löses ovanstående problem genom att den kända digitala sekvensen indelas i ett förutbestämt antal segment, av vilka vardera segmentet tilldelas ett motsvarande tröskelvärde. Korreleringen med den inkommande digitala sekvensen sker segmentvis och om något segment skall antagas vara mottaget, skall summan av det ljust mottagna segmentets korrelationsvärde och summan av de tidigare utförda korreleringarna överstiga det just mottagna segmentets motsvarande tröskelvärde. När alla segmenten är nmttagna, och det sista segmentets korrelationsvärde adderat till summan av de tidigare segmentens korrelationsvärden, vilken summa ger ett slutligt korrelationsvärde, överstiger det mot det sista segmentet svarande tröskelvärdet anses att en känd digital sekvens är mottagen. Därefter genereras en synktidpulssignal.

Förfarandet enligt uppfinningen är därvid kännetecknat så som det framgår av patentkravet 1.

Enligt en fördelaktig utföringsform av uppfinningen utföres en korrelering av en till mottagaren inkommande senare del av symbolsekvensen på samma sätt, varvid hänsyn tages till en ev. senare inkommen verklig symbolsekvens. Denna utföringsform är kännetecknad så som det framgår av patentkravet 9.

Förfarandet innebär att en i mottagaren ingående korrelator endast behöver vara lika lång som ett segment, vilket medför en oooo o oo I COIÖ II II o o o o ooo o oooo o I o o o o IIÛ .II III ICO' I.\J U1 515,911 6 kortare korrelator som i sin tur innebär en reducering av korrelatorns komplexitet, minnesanvändning och effektförbrukning.

En anordning för utförande av förfarandet enligt uppfinningen löser problemet genom att den digitala sekvensen mottages i en mottagare innefattande: en korrelator, en styrenhet, en timer, ett minne och en adderare. Den- mottagna digitala sekvensen indelas i ett förutbestämt antal segment, och segmenten. har varsitt tillhörande tröskelvärde tilldelat. Den mottagna sekvensen kommer att korreleras segment för segment och. man adderar varje korrelationsvärde till summan alla tidigare korrelationsvärden. På detta sätt kommer storleken på summan av de tidigare korrelationsvärdena att inverka vid jämförelsen med tröskelvärdena, d.v.s. en ackumulationseffekt erhålles. Initialt väntar korrelatorn på att det första segmentet skall anlända.

När korrelatorns utsignal överstiger tröskelvärdet som motsvarar det första segmentet, antages att det första segmentet är mottaget. Korrelatorns utsignal för det första segmentet sparas i ett av minnena, och en av timrarna laddas med det tidpunkt när korrelatorns utsignal för det andra segmentet skall mätas. Denna tidpunkt är när nästkommande mottagna digitala segmentet antages ha sitt neximala korrelationsvärde. På en signal från timern adderas korrelatorns nya utsignal till värdet som är lagrat i minnet. Denna summa skall överstiga tröskelvärdet tillhörande en kombination av första och andra segmentet, och om så är fallet sparas denna summa i minnet. Överstiger däremot summan ej motsvarande tröskelvärde nollställes minnet och korrelatorn väntar återigen på det första segmentet.

Anordningen är därvid kännetecknad så- som framgår av patentkravet 14. Fördelaktiga utföringsformer av den föreslagna oooo ooo ooo oo ooo ooo o o oo oo oo oooo oo o o o o o o o o o o o o o o o o p o o o *o o ooo o o o o ooo ooo o o ooo o o o o o o o o o o o oo o o o o o o o o o o o o oo oo ol oo IOIO anordningen är kännetecknade så som det framgår av patentkraven 15-19.

Den ovan beskrivna proceduren utföres för alla segmenten, och om summan av korrelatorns utsignal och värdet i minnet någon gång under mottagningen ej överstiger det för tillfället korrelerade, segmentets motsvarande tröskelvärdet, nollställes minnet och korrelatorn väntar åter på det första segmentet. När alla segmenten. i sekvensen. är mottagna, och summan av det sista segmentets korrelationsvärde och. det i minnet sparade värdet överstigit det mot det sista segmentet motsvarande tröskelvärdet antages det att hela den digital sekvensen har mottagits.

Styrenheten genererar då synktidpulssignalen på en utgång för att indikera att en digital sekvens är mottagen, och därmed kan en kommunikationslänk mellan en sändare och mottagaren sättas upp.

Föreliggande uppfinning har fördelen att en betydligt kortare korrelator kan användas vid detektering av en lång digital sekvens, en s.k. signatur, för synkronisering av en sändare och mottagare i radiosystem eller datakommunikationssystem eller vid detektering av en igenkänningssignal för ett automatiskt identifikationssystem.

En annan fördel som föreliggande uppfinning har är att användandet av den kortare korrelatorn ger en låg strömförbrukning, vilket är ytterst viktigt i exempelvis mobila enheter med en begränsad batteriresurs.

Ytterligare en fördel med föreliggande uppfinning är att långa digitala sekvenser, vilka ger" bättre sannolikhet för korrekt detektion, kan användas som signatur utan att behöva använda en lika lång korrelator som den digitala sekvensen. o I D nan o man; n n uno un. un: men» 10 15 20 [U U'| 515 911 8 o-en 3 :Ivana 2 I o ...uu o Avsikten med föreliggande uppfinning är att kunna utnyttja den digitala sekvensen vid asynkron synkronisering, men då använda en kortare korrelator än vad den digitala sekvensen är lång.

En annan avsikt med föreliggande uppfinning är att hushålla med effektförbrukningen i mobila enheter genom att använda relativt- 'korta korrelatorer.

FIGURBESKRIVNING Utföringsexempel av uppfinningen skall beskrivas nedan i anslutning till bifogande ritningar, av vilka: figur 1 visar en schematisk vy över ' ett trådlöst telekommunikationssystem; figur 2 visar ett blockschema över en korrelator implementerad som ett transversalfilter; figur 3 visar ett blockschema av uppfinningsenlig sekventiell korrelator; figur 4-7 visar tidsdiagram med skilda exempel på sekvensintervall; figur 8 visar ett flödesdiagram över förfarandet för sekventiell korrelering; figur 9 visar ett blockschema över en annan utföringsform av den sekventiella korrelatorn enligt uppfinningen; figur 10 visar ett blockschema med ytterligare ett exempel på den sekventiella korrelatorn; figur ll visar ett mer detaljerat blocksehema över en styrenhet, en timer, en adderare och ett minne; figur 12 visar ett annat mer detaljerat blockschema över timern, styrenheten, adderaren och minnet; figur 13 visar ett flödesdiagram för ett alternativt utföringsexempel på förfarandet för sekventiell korrelering; Q 0 sant to nl in I 0 0 I Q 000 0 Olai 0 0 0 0 000 Gun 000 IIJO no! av Il 0 4 0 son Gul O 0 U ul in 10 15 20 N U1 b.) CJ 51 5 91 'i ÉÃÉï-Ilz: figur 14 visar ytterligare ett flödesdiagram på förfarandet för sekventiell korrelering; figur 15 visar ett blockschema över korrelatorn där man tagit samplingspunkten i beaktande.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Figur 1 visar en schematisk bild hur ett trådlöst telekommunikationssystem synkroniserar en mottagare 103 med en sändare 100 genom att asynkront mottaga en känd Symbolsekvens SS. Sändaren 100 sänder den för mottagaren 103 kända sekvensen SS via en antenn 101, och den kända sekvensen SS mottages distorderad i en antenn 102 ansluten till mottagaren 103. Den mottagna sekvensen SS gär via en nedblandare 104, en A/D~ omvandlare 105 och in i en korrelator 300 som den kända symbolsekvensen i digital form men distorderad p.g.a. ofullkomligheter i överföringsmediet. Korrelatorn 300 och en beslutsenheten 107 är i sökningsmod, dvs väntar på den kända digitala sekvensen SS som vid detektering i mottagaren 103 avser att initiera en synktidpulssignal 108. I sökningsmoden ger korrelatorn 300 ett korrelationsvärde 110 till beslutsenheten 107 som jämför korrelationsvärdet med ett förutbestämt värde.

När den kända digitala symbolsekvensen SS är mottagen i korrelatorn 300, kommer korrelationsvärdet 110 att överstiga det förutbestämda värdet. Beslutsenheten 107 skickar då synktidpulssignalen 108 till gen mottagarenhet 109 där återvinning (demodulering) av en från sändaren 100 utsänd informationsbärande radiosignal sker. Mottagaren 103 får därmed samma tidsreferens som sändaren 100 och en kommunikationslänk kan därefter sättas upp. När kommunikationslänken är uppsatt behandlas ett meddelande 111, som har erhållits genom RF- demodulering (nedblandning i 104) av en. mottagen radiosignal ooou n I a unna I c O t 00 aula ng I I oil O un» 0000 .i 0 l I Û ll OO I 1 d I 0 I I! oo; Ino oc 10 15 20 [U U'l 30 515 91 1 ..;2-:,=i 10 från sändaren 100,2 och därefter A/D-omvandlat i 105.

Mottagarenheten 109 genererar en utsignal 112, som utgör det önskade meddelandet.

Figur 2 visar hur en korrelator, exempelvis korrelatorn 300, kan implementeras med ett transversalfilter på känt sätt. En sådan. korrelator används i många sammanhang inom trådlös telekommunikation och datakommunikation bland annat för vatt asynkront mottaga en digital sekvens, och vid igenkänning av den mottagna digitala sekvensen genereras synktidpulssignalen 108 från en beslutsenhet i mottagaren så att sändare och mottagare därmed blir synkroniserade med varandra.

Transversalfiltret innefattar ett skiftregister 200 med en ingång 201 och. ett förutbestämt antal tidsfördröjningsenheter 220, 221, 222, 223 med utgångar 202, 203, 204, 205 och ett förutbestämt antal multiplikatorer 206, 207, 208, 209 , med vardera två ingångar och vardera en utgång 210, 211, 212, 213, varav en ingång på vardera multiplikator är ansluten till var sin utgång 202, 203, 204, 205 från skiftregistret. Den andra ingången 214, 215, 216, 217 på vardera multiplikator är ansluten till en korrelationssekvens med korrelationskoefficienter C0AQJC2,..,Cb1, vilka är den kända digitala sekvensen lagrad i mottagaren. Filtret har en summeringsenhet 218 med en utgång 219 och ett bestämt antal ingångar, vilka ingångar är anslutna till var sin utgång 210, 211, 212, 213 från multiplikatorerna 206, 207, 208, 209.

Med denna korrelator utföres en korrelation av en mottagen digital sekvens och en för korrelatorn känd sekvens. För varje mottagen. digital sekvens fås en 'utsignal på 'utgången 219 på summeringsenheten 218 som är proportionell mot korrelationen mellan den mottagna och kända digitala sekvensen.

A51 5 91 1 ll Den mottagna digitala sekvensen skiftas in bit för bit i tidsfördröjningsenheter 220, 221, 222, 223 via ingången 201 på skiftregistret 200. Efter varje skiftning multipliceras korrelationskoefficienterna C0Aä,Cw..,Cbl med den del av sekvensen som skiftats in i skiftregistret 200. Resultatet av alla multiplikationerna läggs ut på utgångarna 210, 211, 212,; 213 och adderas i. summeringsenheten 218 som sedan skickar ut summan på utgången 219. Detta kan beskrivas matematiskt som en 0009 o bo O o ooon oo oo o o O UIQ o oooo o 0 o 0 o q ÜII .IC ÛÜOI l\) U'l faltningssumma; om utsignalen på utgång 219 betecknas r(k), korrelationskoefficienterna betecknas Ci och den mottagna digitalsekvensen betecknas x(i) gäller sambandet: mk) = i c, >< xuf - z) Längden L på filtret, dvs antalet tidsfördröjningsenheter 220,221, 222, 223 i skiftregistret och antalet multiplikatorer 206, 207, 208, 209 , väljs till att motsvara antalet bitar i den kända sekvensen, Vid val av binär representation bestående av exempelvis -1/+1, och om den mottagna digitala sekvensen och den kända digitala sekvensen är lika varandra, erhålles en utsignal från summeringsenhet utgång 219 lika med L, dvs längden på den mottagna digitala sekvensen.

Vid närvaro av brus når korrelatorns utsignal sällan maxvärdet L vid en korrelering. Man måste därför bestämma ett tröskelvärde vid vilket tröskelvärde man antager att den mottagna digitala sekvensen är tillräckligt lik den kända digitala sekvensen, och att man därmed accepterar den mottagna digital sekvensen som en synksignal. Synksignalen vilken motsvarar en mottagen digital sekvens kallas även ibland för en signatur. . 1 varna: wflf' 93"? *ïn. n c v n o a I ' °°', .z p I u o n O ' u. on e v I" 0 . , , , , v ' ” . : : . u' u. aan' n. .u coon II ' i ~ r' ' 12 För asynkron mottagning av den kända digitala sekvensen med en korrelator finns det minst tre viktiga beaktanden. För det första, när en signatur finns med i en mottagen sekvens måste den kunna bli detekterad med hög sannolikhet. Sannolikhet att 5 missa den utsända signaturen definierar vad som benämnes False Reject rate (FR). Sekvensen är mottagen men på grund av fel,' t.eX. interferens eller brus, blir signaturen inte detekterad.

För det andra, utsignalen från korrelatorn skall ej överstiga det förutbestämda tröskelvärdet när en slumpmässig insignal till 10 korrelatorn liknar signaturen. Sannolikheten att korrelatorn _ detekterar' signaturen i. slumpmässigt brus definierar vad som benämnes False Alarm rate (FA). För det tredje, det är av stor vikt vid synkronisering, att den valda signaturen har bra auto- och korskorrelationsegenskaper, d.v.s. att endast vid en 15 matchning av den mottagna sekvensen och kända sekvensen skall korrelationsvärdet vara högt, och för alla andra skiftningar mellan. den mottagna sekvensen och den kända sekvensen skall korrelationsvärdet vara lågt. Man skall alltså erhålla en distinkt pik då den mottagna sekvensen exakt matchar den kända 20 sekvensen.

Värdena på FA-rate och FR-rate är beroende av det förutbestämda tröskelvärdet som korrelationsvärdet måste överstiga för att en synktidpuls skall genereras av beslutsenheten 107 vilket tröskelvärde definieras av antalet bitar som måste vara rätt i Q ocol ¿ : 25 en mottagen digital sekvens jämfört med den kända digitala 9:3 sekvensen. Om tröskelvärdet väljs nära signaturens längd L, :gå t.ex. L-2, blir värdet på FR-rate högt eftersom endast nägra få .r.§ fel i den mottagna digitala sekvensen jämfört med den kända ;"H digitala sekvensen, i exemplet 2 fel, kommer att resultera i ett ¿: 30 underkännande av detekteringen. Väljs däremot ett tröskelvärde sonl är lågt, t.ex. 5, blir 'värdet på FA-rate högt eftersom l unit 0 I 000 non nian .N U'l 515 911 "j=="“ 13 endast ett fåtal rätta bitar i den mottagna digital sekvensen, i exemplet 5 rätta bitar, resulterar i en synktidpuls. Det finns således ett tröskelvärde vid vilket FA-rate och FR-rate är minimala. Storleken på EA-rate och FR-rate då de samtidigt är minimala är beroende av längden. L på signaturen. Ju längre signatur, desto lägre FA-rate och FR-rate erhålles samtidigt.

Signaturens auto-och korskorrelationsegenskaper är på samma sätt beroende av längden. på signaturen. Ju längre signatur desto bättre auto-och korskorrelationsegenskaper har den. Längden på signaturen har dock en övre praktisk gräns ty för långa signaturer krävs långa korrelatorer,» vilka korrelatorer är komplexa att implementera och har en hög effektförbrukning.

Föreliggande uppfinning utnyttjar en kort korrelator men har i huvudsak samma egenskaper som en lång korrelator. Detta löses genom att den kända digitala sekvensen delas in i ett förutbestämt antal segment Sl,S2,...,Sn, och längden på korrelatorn som används för att mottaga signaturen. motsvarar längden. på det längsta segmentet. En korrelering sker sedan segmentvis där vart och ett av segmenten har ett motsvarande tröskelvärde TVl,TV2,...,TVn. När första segmentet Sl är mottaget och segmentets korrelationsvärde al har överstigit sitt motsvarade tröskelvärde TV1 laddas korrelationsvärdet al i ett minne. Därefter inväntas det andra segmentet S2, och när detta är mottaget adderas värdet al i minnet till det andra segmentets korrelationsvärde a2. Resultatet av additionen, ett summavärde al+a2, måste överstiga det mot det andra segmentet svarande tröskelvärdet TV2 om det andra segmentet S2 skall anses vara mottaget. När alla segmenten är mottagna, och summan av segmentens korrelationsvärden al,a2,...,an har överstigit sitt motsvarande tröskelvärde TVn genereras synktidpulssignalen.

Skulle summa av tidigare korrelationsvärden a1+a2+...+a(m-l) ÛIII 0 I I D 00 0 0 0000 00 00 00 0 0 0 0 0 000 0 0000 0 0 q g 000 000 000 -0000 00 00 00 0 0 0 g 0 000 000 0 0 0 0 0 0 0 90 00 00 lO 15 20 N UT 30 515 9% 1 j=;.-':=e=. 14 adderat till det senaste korrelerade segments Sm korrelationsvärde am, ej överstiga det mot den senaste korrelerade segmentets svarande tröskelvärdet TVm underkänds tidigare mottagna segment, och det första segmentet S1 inväntas återigen.

Figurerna 4, 5a, 6 och 7 visar några exempel hur på segmentindelningen av en sekvens kan göras. I figurerna betecknas tiden med T. Första segmentet i sekvensen benämnes S1, andra segmentet i sekvensen benämnes S2 och så vidare. Figur 4 visar ett exempel på hur en sekvens delas in i tre segment som är olika långa, och figur Sa visar hur en sekvens delas in i tre lika långa segment vilka har olika bitmönster. Figur 6 visar en sekvens indelad i fyra lika långa segment med lika bitmönster, och figur 7 visar en sekvens med fyra lika långa segment med lika bitmönster förutom segment S3 som är inverterat i förhållande till de andra segmenten. Det binära bitmönstret i ett segment kan väljas på olika sätt. Bitarna kan vara slumpmässigt fördelade, eller kan de väljas som en sekvens med bra auto-och korskorrelationsegenskaper som t.ex. en maximallängdskod, en s.k. Barker-sekvens, en s.k. Gold-sekvens eller annan sekvens med önskade egenskaper. De olika segmenten i figur 7 har en inbördes invertering' mot varandra, och denna segmentinvertering kan också väljas på olika sätt.

Segmentinverteringen kan vara slumpmässig, eller kan en sekvens med bra auto-och korskorrelationsegenskaper väljas som t.ex. en maximallängdkod, en Barker-sekvens, en Gold-sekvens eller annan sekvens med önskade egenskaper. Med segmentinvertering erhålles ytterligare en korrelator vid detekteringen, vilken benämnes segmentkorrelator. Denna segmentinvertering kan också utvidgas till ännu flera nivåer så att en nmltisekvens sammansätts av flera av ovan beskrivna segmentinverteringar. Flera UIOQ 0 n 0 Q co n U 0 ocg; 1:0: N UT 0 QIO; gg nu g 0 00; U I 00 000 c ou o Û I OI 000 0 15 multisekvenser sammansätts till en supersekvens, och flera supersekvenser sammansätts till en hypersekvens. Genom att dela in den kända sekvensen i dessa nivåer erhålles 5 korrelatorer, vilket ger en ytterligare förbättring av auto- och korskorrelationsegenskaperna på sekvensen.

För att få tillräckligt bra auto- och korskorrelationsegenskaper för synkroniseringssekvensen i brusig omgivning bör sekvensen åtminstone innefatta 64 bitar. Som exempel 'på längder som används i en sekvens för synkronisering kan nämnas: GSM använder en synkroniseringssekvens bestående av 64 bitar av en synkroniseringsskur på en synkroniseringskanal (SCH); CODIT- projektet (CDMA) använder en spridningssekvens på en kontrollkanal (PCCH) som är 255 bitar lång; IS-95, som är ett CDMA-system från QUALCOMM, använder spridningssekvenser som är 64 Och 32768 bitar.

Figur 3 visar ett utföringsexempel av en anordning av föreliggande uppfinning. En korrelator 300 har en ingång 301, en koefficientingång' 302 och en utgång' 303. Ingången 302 är en samlingsbeteckning för ingångarna 214-217 i figur 2. En adderare 304 är med en ingång 305 ansluten till korrelatorns utgång 303 och har en annan ingång 306 och en utgång 307. Ett minne 308 har ett antal ingångar och en utgång 309 varvid en ingång 310 är ansluten till adderarens utgång 307. En styrenhet 311 har ett antal in-och. utgångar' varvid en 'utgång 312 är ansluten till koefficientingången 302 på korrelatorn 300, en annan utgång 313 ger synktidpulssignalen Ts, en ingång 314 är ansluten till utgången 307 på adderaren 304, en utgång 315 är ansluten till en ingång 316 på minnet 308 samt en utgång 322 som är ansluten till en ingång 318 på minnet 308. En timer 319 har ett antal in-och utgångar varvid en ingång 320 är ansluten till en utgång 323 på Inca 0 0 I 0 no nu 0 0 0 acc! 0 0000 N U'l 0 0000 OI 0 0 sun I 0 non uno 51 5 91 1 *Éïfislfi TÉf-"ïïï 16 styrenheten, en ingång 321 är ansluten till en utgång 317 på styrenheten samt en utgång 324 är ansluten till en ingång 325 på styrenheten.

En förutsättning för att anordningen skall fungera är att den är utrustad med en central klocka. Denna klocka är inte utritad i, någon figur. Vidare förutsätts synkroniserad logik, och att alla enheter är klockade med den centrala enheten. Anordningen kan antingen synkroniseras på uppflanker eller nedflanker på ett pulståg från den centrala klockan. Signaler som skickas mellan olika enheter i anordningen har sin motsvarighet i utgångar som blir aktiva, d.v.s. ändrar nivå, och denna nivåändring känns av på ingångarna vid en första erhållen klockflank (upp- eller nedflank) från den centrala klockan.

Korrelatorn 300 är anordnad att på sin ingång 301 mottaga ett digitalt segment och på sin utgång 303 ge en utsignal proportionell mot korrelationen. mellan det mottagna digitala segmentet och det kända digitala segmentet. Ingången. 302 på korrelatorn. 300 är anordnad att ge korrelatorn. 300 de olika korrelationskoefficienterna 3 C0,C1,...,Cm*1 vilka korrelationskoefficienter är det kända digitala segmentets bitmönster. Adderaren 304 är anordnad att addera ett värde på sin ena ingång 306, utlagt från utgången 309 på minnet 308, till korrelationsvärdet på sin andra ingång 305, utlagt från utgången 303 på korrelatorn 300; ett resultat av additionen fås på utgången 307. Adderaren 304 och minnet 308 bildar tillsammans en ackumulator 1106. Styrenheten 311 är anordnad att styra korreleringen av alla segment, vilka till antal, längd och utseende tidigare är bestämda. Styrenheten 311 har således information om segmentens motsvarande tröskelvärden och hur den kända digitala sekvensen är uppbyggd, d.v.s. antalet segment, 10 15 20 I.\J U'l 515 911 17 segmentens längd och segmentens bitmönster. Styrenhetens ingång 314 är ansluten till adderarens utgång 307 för att jämföra det från utgången 307 kommande värdet med det förutbestämda tröskelvärdet, vilket tröskelvärde hör till det segment 'vars korrelationsvärde senast blev adderat i adderaren 304. Innan det första segmentet S1 är mottaget och godkänt av styrenheten 311. ligger utgången 315, med en signal LD1, aktiv. Dä utgången 315, som är ansluten till minnets ingång 316, är aktiv utföres en direktinladdning av korrelationsvärdet till minnet utan addering. Signalen LD1 används när en addition av korrelationsvärdet och värdet i minnet ej är nödvändig. Om värdet på ingången 314 ej överstiger tröskelvärdet år signalen LD1 fortfarande aktiv vilket innebär att värdet i minnet skrivs över av nästa korrelationsvärde från korrelatorn 300. Timern 319 är anordnad att på sin ingång 320 mottaga en signal LD3 från styrenheten 311 vilken signal initierar ett förutbeståmt startvärde i timern vilket startvärdes storlek år proportionellt mot det nästkommande segmentets längd. Består nästkommande segment exempelvis av 30 bitar laddas timern 319 med 30.

Startvärdet nedräknas mot värdet 0 genom att minskas med ett varje gång styrenhetens utgång 323 (DN3), som är ansluten till timerns ingång 321, år aktiv och timern samtidigt erhåller en klockflank från den centrala klockan. När nästa korrelationsvärde skall adderas till värdet i minnet 308, d.v.s. då timern når värdet O, och det senaste korrelationsvärdet därefter skall jämföras med sitt motsvarande tröskelvärde, skickar timern 319 en signal Z på utgången 324 till styrenheten 311. Eftersom korrelationsvärdet för det nästkommande segmentet förväntas vara maximalt då hela det mottagna segmentet är inskiftat i korrelatorns skiftregister är alla andra korrelationsvärden under inskiftningen av segmentet 5 10 15 20 i 51 5 9% 1 === . 211. ointressanta, och därmed väntar anordningen med att addera korrelationsvärdet för det nästkommande segmentet till det i minnet lagrade värdet tills dess att korrelationsvärdet är maximalt för segmentet. Styrenheten 311 är även anordnad att från timerns utgång' 324 mottaga signalen Z pà. ingången 325, vilken signal Z utgång 322 till minnets ingång 318. Signalen ACC1 initierar i sin tur en addition i adderaren 304 och därefter en jämförelse av värdet på ingång 314 på styrenheten 311 med motsvarade tröskelvärde som är förlagrat i styrenheten. Det finns tre möjliga beslut för styrenheten 311 att fatta efter jämförelsen. 1) Om värdet överstiger motsvarande tröskelvärde och det sista segmentet är mottaget så genereras följande signaler: synktidpulssignalen Ts från styrenheten. 311 på utgången 313, signalen LD1 på utgången 315 och korrelationskoefficienterna för det första segmentet på utgången 312. 2) Om värdet överstiger motsvarande tröskelvårde och det ej är det sista segmentet som är mottaget så genereras från styrenheten 311 korrelationskoefficienterna för det nästkommande segmentet på utgången 312. Timern initieras också med längden på nästkommande segment. 3) Om värdet ej överstiger motsvarande tröskelvärde så genereras: signalen LD1 från styrenheten 311 på utgången 315 och korrelationskoefficienterna för det första segmentet S1 på utgången 312. Minnet 308 är anordnat att på sin ingång 316 mottaga signalen LD1 vilken gör att korrelationsvärdet laddas direkt in i xninnet 308 via ingång 310 utan. att en addition utföres av korrelationsvärdet och värdet i ndnnet. Vidare är minnet 308 anordnat att mottaga signalen. ACCl vilken signal initierar en addition i adderaren 304 av korrelationsvärdet och värdet i minnet samt utför inladdningen av resultatet 1 minnet.

Ett visst korrelationsvärde eller summan av ett antal initierar en signal ACC1 från styrenhetens. 10 15 20 i IOII II 00 o o c o un. n .uno I I C ÛI. .II IC. DIGI l\) U1 51 5 91 "I 19 korrelationsvärden kan även vara lika med eller överstiga sitt motsvarande tröskelvärde. Huvudsaken är att de motsvarar ett till korrelationsvärdet eller summan av ett antal korrelationsvärden hörande tröskelvärde.

Figur 5b visar hur en mottagen digital sekvens kan se ut, och. figur 5a visar' den motsvarande kända digitala sekvensen. Nu skall det visas något mer ingående vad som händer när den mottagna digitala sekvensen enligt 5b är mottagen, och den kända digitala sekvensen enligt 5a är förväntad. När den digitala_ sekvensen enligt Sa används för synkronisering är korrelatorn 300 av längden L=7 eftersom ett segment är 7 bitar långt. Låt oss anta det är förut bestämt att segment S1 har tröskelvärdet TV1=3, segment S2 har tröskelvärdet TV2=4, segment S3 har tröskelvärdet TV3=7 och segment S4 har tröskelvärdet TV4=9.

Valet av trösklevärden TV1,TV2,TV3,TV4 innebär att för att ett är man beroende tröskelvärde skall överskridas korrelationsvärdet, vilket nu skall visas. Korrelatorn har fått korrelationskoefficienterna, (C0AQ,C2Ag,C4Ag,Cfi = (+1,+1,-1,- 1,+1,+1,+1), för segment S1 i figur 5a och inväntar därefter det första segmentet S1. Utgången. 315 på styrenheten 311 ligger aktiv vilket innebär att korrelationsvärdena direktladdas till minnet 308 och jämförs i styrenheten 311. Först när hela S1 av den mottagna digitala sekvensen i figur 5b är inskiftat i korrelatorn uppnår utsignalen 303 ett värde lika med 5, eftersom endast bit C3 i det första segmentet är fel, vilket värde är korrelationsvärdet a1=5 för S1 och är större än tröskelvärdet TV1=3 som hör till S1. Att korrelatorns utsignal 303 är större än det mot S1 svarande tröskelvärdet TV1 upptäcks i styrenheten 311 och styrenheten sänder signalen LD3 till timern 319 för att initiera en laddning av det tidigare bestämda startvärdet.

Timerns startvärden är i ett allmänt fall olika stora beroende av tidigarei 0000 o o I 0 OI I 0000 Oo OI o 0 a n oc; I coon n n c ao; oc; annu 10 15 20 N 01 515 911 20 på hur långt det nästkommande segmentet är. Enligt exemplet har alla segmenten längden 7 och timerns startvärde är i exemplet 7.

Styrenheten 311 skickar också ut de nya korrelationskoefficienterna, vilka kan ses i figur Sa, för S2 till korrelatorn via korrelatorns ingång 302. Timern 319 räknar ned med. 1 varje gäng utgången. DN3 på styrenheten är aktivi samtidigt som timern erhåller en klockflank från den centrala klockan, och när timern når värdet 0 vilket motsvarar då korrelatorns 'utsignal 303 för* S2 förväntas uppnå sitt högsta värde, skickar timern 319 signalen Z till styrenheten 311.

Styrenheten 311 skickar i sin tur signalen ACC1 till minnet 308 så en addition initieras av korrelationsvärdet a2 för S2 och värdet i minnet 308, vilket värde är det första segmentets S1 korrelationsvärde al smn är lika ned. 5. Additionen. utförs i adderaren 304, och resultatet av additionen blir a1+a2=6, eftersmn S2 i figur 5b har tre bitar som är fel vilket ger korrelationsvärdet a2 lika med 1. Värdet a1+a2=6 laddas in i minnet 308. Tröskelvärdet TV2 för S2 är bestämt till 4 vilket innebär att S2 antages vara mottaget, och därmed laddas timern 319 med startvärdet som motsvarar längden på S3. Nästa addition som utföres är för korrelationsvärdet a3 för S3 och värdet i minnet a1+a2 vilket nu är 6. Resultatet av additionen blir a1+a2+a3=9, vilket är större än tröskelvärdet TV3 som motsvarar S3. Nästa addition blir mellan korrelationsvärdet a4 för S4 som är 1 och värdet i minnet som är 9, vilket ger summan a1+a2+a3+a4=10 som är större än tröskelvärdet, TV4=9, för det sista segmentet S4 vilket innebär att styrenheten 311 genererar synktidpulssignalen Ts på utgången 313.

Om bitmönstret i segmenten väljs lika och med bra auto- och korskorrelationsegenskaper kommer de enskilda segmenten att ha bra auto-och korskorrelationsegenskaper medan hela signaturen ej 51 5 91' 1 ïÄÉï-Ilšï 21 kommer att få bra auto-och korskorrelationsegenskaper. Detta kan innebära att synktidpulssignalen Ts genereras något eller några segment för tidigt eller för sent. Detta skall förklaras med ett exempel. Låt säga att vi har fem segment med vardera 30 bitar 5 vilket ger en signaturlängd på 150, och att det sista tröskelvärdet för att generera synktidpulssignal är 110. Antal vidare att det första segmentet innehåller mycket brus och missas helt och hållet, och att de nästkommande segmenten mottages felfria. Så när anordningen tar emot det andra 10 segmentet indikerar den att det år det första segmentet, och när anordningen så småningom indikerar att det är det femte segmentet som mottages är det i själva verket brus som är mottaget. Hela mottagningen blir således ett segment förskjutet.

Men, eftersom fyra segment är mottagna felfritt (det andra 15 segmentet t.o.m. det femte segmentet i den riktiga sekvensen) vilket innebär att summan 30+30+30+30=l2O redan år erhållen så kommer synktidpulssignalen att genereras, dock en tid motsvarande längden på ett segment för sent. Genom att bestämma en kodning på segmentnivå så utföres således en kontroll av att 20 alla segmenten år korrekt mottagna och man erhåller synktidpulssignalen. vid rätt tidpunkt, d.v.s. när det sista segmentet i sekvensen är detekterad. Denna segmentkodning görs genom att något eller några segment år inverterade i förhållande 3' till de övriga, vilket ger en ytterligare korrelation fast på en 25 segmentnivå. Ett exempel av sådan segmentkodning visas i figur 7.

I figur 9 visas ett utföringsexempel av~ en uppfinningsenlig anordning där man mottager kända digitala segment, som har _'". tilldelats samma bitmönster med inverterade och icke-inverterade _-3 30 versioner, för att synkronisera sändaren och mottagaren.

On 000 oss Skillnaden mot den i figur 3 beskrivna anordningen är att 10 15 20 0000 I 515 911 22 anordningen i figur 9 är försedd med en multiplikator 900 mellan korrelatorn 300 och adderaren 304 samt att styrenheten 311 ej är ansluten till korrelatorn 300 eftersom Sammâ korrelationskoefficienter används för samtliga segment. Då ett inverterat segment korreleras i korrelatorn 300 med korrelationskoefficienterna avsedda för ett segment erhålles en utsignal, som till beloppet är lika stor som ett icke-inverterat segment, fast med negativt värde. En utgång 902 på styrenheten år ansluten till en ingång 901 på multiplikatorn. Styrenheten. 311 levererar till multiplikatorn 900, +l och -1 i en sådan ordning att positiva korrelationvärden erhålles. Då något inverterat segment skulle bli korrelerat ger styrenheten -1 till multiplikatorn, vilket resulterar i att korrelationsvärdet för det inverterade segmentet blir positivt, och då ett icke-inverterat segment skulle bli korrelerat levererar styreheten +1 fel till multiplikatorn. När segmenten mottages erhålles negativa korrelationsvärden 'efter multiplikatorn. Skulle ett negativt korrelationsvärde erhållas efter multiplikatorn 900 påverkar detta den påbörjade detekteringen genom att det negativa korrelationsvärdet adderas till det i. minnet 308 lagrade värdet, vilket resulterar j. en summa som är mindre än tidigare lagrade värdet. Detta innebär att den totala summan av korrelationsvärdena ej kommer att överstiga sitt motsvarande tröskelvärde och detekteringen påbörjas därför återigen på segment S1. Förövrigt fungerar anordningen på samma sätt som i figur 3. Styrenheten har både information om vilket tröskelvärde vart och ett av segmenten skall överstiga och om det är +1 eller -1 som är associerat till segmenten. Med denna multiplikator erhålles en segmentkorrelator. icke-inverterat Oona Q; c a :to o n II! lin :ut UUUO 10 1.5 20 N U'l 51 5 W 'i 23 Figur 10 visat ytterligare ett utföringsexempel på en del av den uppfinningsenliga korrelatorn. Denna anordning är utrustad med ett bestämt antal räknare, minnen och timrar för att kunna utföra samtidiga mottagningar av signaturer. Att använda endast en räknare, ett minne och en timer kan innebära att signaturen utsänd av sändaren missas eftersom när segment S1 är godkänt är. anordningen "passiv", d.v.s. inväntar segment S2 och kan således inte detektera en annan signatur. Om det slumpar sig så att t.ex. mottaget brus gör att anordningen tror att segment S1 är mottaget, och den riktiga signaturen inkommer under den för anordningen "passiva tiden" så upptäcker inte anordningen detta eftersom den väntar på segment S2 för den felaktig signatur.

Används istället flera räknare, timrar och minnen. kan flera troliga signaturer behandlas samtidigt i anordningen. Når man använder flera räknare, minnen och timrar kan man även bestämma ett lågt tröskelvärde för det första segmentet S1 utan att behöva missa något false alarm. I segment p.g.a. figur 10 innehåller en enhet 1000 ett bestämt antal minnen 308, adderare 304 och inverterare 900 och en timerenhet 1001 innehåller alla Samma signaluppsättning timrar 319. som tidigare beskrivits används, sålunda är principen den samma som tidigare, fast de olika ndnnena, inverterarna, adderarna och timrarna initieras att de skall ta emot någon signal genom att deras adress skickas ut på en adressbuss 1002. En signal RESET3 är dock ny, och denna är en global resetsignal som skickas då den mottagna signaturen uppfyller villkoret att synktidpulssignalen skall skickas.

Här kommer nu, med hjälp av figur 11 och 12, en mer ingående förklaring' av de :L figur 3 och. figur 9 tidigare redovisade uppfinningsenliga anordningarna. .z :oss .nn. qgg: 0 oou o nano g o :za one. 0:e; .;.' [\.) Ul lo nl oc I I o g 9:0 oc I I IQ 00 51 5 91 1 =::= 24 Figur 11 visar styrenheten. 311, timern 319, minnet 308 och adderaren 304 i ett mer detaljerat blockschema. Figur 11 är alltså ett mer detaljerat blockschema av anordningen i figur 3 men där korrelatorn ej är medtagen. Styrenheten 311 innefattar en jämförare 1100 som ger en utsignal C till en s.k. finite state machine 1102. Denna utsignal C är beroende av förhällandeti mellan en insignal X som är utsignalen från adderaren och en insignal Y som är det motsvarande tröskelvärdet vilket tröskelvärde 1107 distribueras från ett register 1101 i styrenheten 311. Styrenheten 311 innefattar även en räknare 1103 som räknas upp varje gång en utgång UP2 på finite state machine ansluten till en ingång UP2 på räknaren 1103 är aktiv samtidigt som räknaren 1103 erhåller en klockflank av den centrala klockan. Utgången UP2 blir aktiv efter varje godkänt segment.

Räknaren 1103 informerar registret 1101 och finite state machine 1102 med ett segmentnummer 1109 så dessa vet vilket segment som skall behandlas. Finite state machine som kan implementeras som ett kombinatoriskt nät (d.v.s. logiska icke-och samt icke-eller grindar) eller med ett ROM-minne beslutar vilka styrsignaler som skall skickas. Besluten fattas beroende på värdet på insignaler Z, C och segmentnummer. Timern 319 innefattar en räknare 1104 och minst ett register 1105. Registret 1105 innehåller startvärdena för timern 319 och dessa startvärden laddas ned till räknaren 1104 på signalen LD3 från finite state machine.

Räknaren 1104 räknas ned mot 0 næd signalen DN3 från finite state machine 1102, och ger vid 0 signalen Z till finite state machine. Finite state machine skickar sedan signalen ACC1 till minnet 308 för att addera värdet i minnet till korrelationsvärdet. Beroende på resultatet vid jämförelsen skickas olika signaler från finite state machine 1102. Uppfylles relationen X>Y skickas signalen UP2 som räknar upp räknaren med o u nu nunnuu o a n ,a nu n 1 n°'° a.,..

~ V p 515 :fm nnnnnn n n n 25 1 enhet, varigenom räknarens 1103 nya värde blir numret på nästkommande segment. Räknaren 1103 håller reda på vilket segment som skall korreleras och jämföras nästa gäng. Nya korrelationskoefficienter 1108, vilka är lagrade i registret 5 1101, skickas också till korrelatorn 300 när räknaren 1103 har räknats upp. Vidare skickas signalen LD3 från styrenheten tilll räknaren 1105 för att ladda räknaren 1104 med ett nytt startvärde. Om relationen X>Y ej är uppfylld skickas signalen RESET2 för att nollställa räknaren 1103. Signalen LD1 skickas 10 från finite state machine 1102 till minnet för att en direkt inladdning av korrelationsvärdet till minnet skall utföras.

Denna signal LD1 används dä det första segmentet S1 skall detekteras. När sista segmenet är korrelerat och relationen X>Y är uppfylld skickas synktidpulssignalen Ts. Adderaren 304 och 15 minnet 308 implementeras gemensamt med en ackumulator 1106.

Figur 12 visar ett exempel på styrenheten 311 för utföringsexemplet i figur 9. Skillnaden mellan figur 11 och 12 är att registret 1101 innehåller inverteringskoefficienter 1200 till inverteraren 900 så att ett positivt korrelationsvärde 20 alltid erhålles till adderaren 304. Lika eller inverterade segment används här, vilket innebär att styrenheten 311 ej behöver skicka ut nya korrelationskoefficienter. nnnn n n n Ett flödesschema, figur 8, förklarar 'vilket förfarandet anordningen enligt figur 3 använder sig av för att utföra en n n n nflnn n N U'l detektering av den för mottagaren kända sekvensen, vilken detektering' utförs genom segmentvis korrelering. Först i ett n nn n nnn n ann inn nnn nnnn steg 800 sätts korrelationskoefficienterna C0,CU...,CL&1 i korrelatorn till sina förutbestämda värden, vilka korrelationskoefficienter motsvarar det första kända segmentet 30 S1. Därefter utföres en korrelering av det första segmentet 500 U n n..

N U1 0 0 0000 00 00 00 0 0 o 0:a I 0 u Oo 000 000 0000 f* 5 9* 1 ï1Eï-:'.ši='.".- 26 för den mottagna sekvensen i ett steg 801. Korrelationsvärdet al för det först segmentet S1 laddas in i minnet 308 i ett steg 802. I ett steg 803 utföres därefter en jämförelse mellan korrelationsvärdet al och det mot det första segmentet Sl svarande tröskelvärdet TV1. Om korrelationsvärdet al, enligt ett alternativ nej, ej överstiger tröskelvärdet TV1, vilket innebärf att man anser att det första kända segmentet S1 ej är mottaget, utföres korreleringen med samma korrelationskoefficienter återigen i steget 801, och ett nytt försök görs att hitta det första segmentet Sl. Om korrelationsvärdet al, enligt ett alternativ ja, överstiger tröskelvärdet TV1, vilket innebär att man anser att det första segmentet S1 är mottaget, sätts timern 319 i ett steg 804 till den tidpunkt tla då det andra segmentets S2 korrelationsvärde_a2 antages nä sitt maximala värde, vilket korrelationsvärde a2 sedan adderas till det i minnet lagrade korrelationsvärdet al. Tidpunkten. tla då nwux antager att det andra segmentets korrelationsvärde när maxvärdet är då hela det andra segmentet 501 har skiftats in i skiftregistret 200.

Korrelationskoefficienterna för det andra kända segmentet S2 skickas, i ett steg 805, till korrelatorn. Nu är förfarandet passivt, och ligger och väntar i ett steg 806 pä att timern 319 skall ge signal om att additionen av det andra segmentets korrelationsvärde a2 till värdet al i minnet 308 skall utföras.

I ett steg 807 utföres additionen av korrelationsvärdet a2 för det andra segmentet S2 och värdet al i ndnnet 308. Därefter laddas summan al+a2 i ndnnet i ett steg 808. Summan al+a2 av denna addition jämförs i ett steg 809. Om summan al+a2, enligt ett alternativ nej, ej överstiger det för det andra segmentet S2 motsvarade tröskelvärdet TV2 återgår man till steget 800. Om däremot summan al+a2, enligt ett alternativ ja, överstiger det för det andra segmentet S2 motsvarade tröskelvärdet TV2 utföres enat I a n I I: 0 J I nog; 0 [\) Ul I torn ul O! 9 n nu; 0 0 o Iou 000 0100 5l5 'H1 27 en kontroll i ett steg 810 om alla segment för den kända digitala sekvensen är mottagna. Om ej alla segment är mottagna, enligt alternativ nej, återgår man till steget 804. Förfarandet återupprepas för steget 804 till steget 810 så länge som summan al+a2+...+al+am, av ett segments korrelationsvärde am och det för tillfället i minnet lagrade värdet a1+a2+...+al, överstiger. det mot segmentet motsvarande tröskelvärdet TVm. Om alla segmenten är mottagna enligt ett alternativ ja, och alla tröskelvärden TV1, ..,TVn har överskridits i steget 809, anses att en känd digital sekvens, d.v.s. en signatur, är mottagen.

Härvid genereras synktidpulssignalen Ts i ett steg 811, vilken synktidpulsssignal används vid synkronisering av sändare 100 med mottagare 103. Förfarandet är därmed färdigt och man återgår till steget 800 där en ny signatur inväntas. Bokstäverna A, B och C utnyttjas endast för att identifiera motsvarande punkter i flödesdiagramet.

I figur 13 visas schematiskt hur förfarandet för mottagning av en signatur utförs för anordningen enligt figur 9. Först utföres korrelering av segment Sl i ett steg 801, och detta korrelationsvärdet al multipliceras i ett steg 1300 med +1 eller -1 så att ett positivt korrelationsvärde erhålles. I ett steg 802 laddas produkten av multiplikationen in i minnet 308. Stegen 801, 1300 och 802 upprepas för vart och ett av segmenten som inte överstiger det mot det första segmentet S1 motsvarade tröskelvärdet vilken kontrolleras i ett steg 803. När så segment S1 antages vara mottaget, vilket innebär att korrelationsvärdets al belopp överstiger det mot det första segmentet motsvarande tröskelvärdet TV1, laddas timern i ett steg 804 med ett värde som motsvarar en tidpunkt tla när produkten» på korrelationsvärdet a2 för segment S2 och någon av koefficienterna +l eller -1 skall adderas till beloppet på noen o c -a 9 na i n 0000 [\) UI I sin» ut nl u I nu: I l nu: con coon m5 sm i 28 korrelationsvärdet a1 för segment S1. Anordningen väntar i ett steg 806 på att korrelationsvärdet a2 för segment S2 skall erhållas. När korrelationsvärdet a2 för segment S2 fås multipliceras detta med +1 eller -1 i ett steg 1301. I ett steg 807 adderas produkten till värdet al i minnet 308, och i ett steg 808 laddas summan a1+a2 av additionen i minnet 308. Nyssi nämnda summa a1+a2 jämförs, i ett steg 809, om det överstiger det mot det andra segmentet motsvarande tröskelvärdet TV2. Om tröskelvärdet enligt ett alternativ nej inte överskides återgår man till steget 801, och enligt ett alternativ ja utförs ytterligare en kontroll om alla segment är mottagna i ett steg 810. År inte alla segmenten mottagna enligt nej återgår man till steget 804. Stegen 804, 806, 1301, 807, 808, 809 och 810 utföres tills dess att alla segmenten är mottagna enligt alternativ ja i steget 810 och godkända i steget 809 varvid synktidpulssignalen Ts genereras i steget 811, och därmed är detekteringen färdig.

Man återgår till steget 801 och inväntar ny signatur.

Förfarandetl för den. i figur' 10 visade anordningen skall här förklaras översiktligt med hjälp av figur 14. I anordningen i figur 10 utnyttjas flera räknare, timrar och minnen. Statusen på de olika räknarna, timrarna och minnena symboliseras i figur 14 med två olika tillstånd, vilka är "väntar på segment S1" och "väntar på nästa segment". Räknarna, timrarna och minnena som har tillståndet "väntar på segment S1" är lediga för att utnyttjas till att detektera signaturer. En råknarna, en timer och ett minne går över till tillståndet "väntar på nästa segment" när dessa har blivit allokerade för en detektion vilket sker då det första korrelationsvärdet_ al har' överskridit det första tröskelvärdet TV1. Räknare, timrar och minnen som är i tillstånden "väntar på nästa segment" går över till tillståndet "väntar på segment S1" då en signatur är detekterad. Når ett 00 a n i II Û IIIO IC IÛ I U I ' I .OI Û IIOO o ~ _; U III III IIII k) U'l 5? 5 91 'i Éfï -Ilšï tröskelvärde ej överskrids vid en pågående detektering gär den räknaren, den timern och det minnet som används vid just denna detektering från tillståndet "väntar på nästa segment" till tillståndet "väntar på segment S1". Dessa blir därmed tillgängliga för en ny detektering. Det är i. princip samma förfarande som i figur 13 med det undantaget att flerai detektioner av möjliga signaturer kan pågå samtidigt. Detta kan utföras eller utan inverteringskoefficienter för segmenten. För blocken numrerade 801-811 hänvisas till beskrivningen för figur 8 och 13. I ett steg 1400 avgöres om någon timer är nedräknad till 0 så att enligt ett alternativ ja korrelationsvärdet adderas. I ett steg 1401 indikeras att en timer är ledig, d.v.s. kan användas vid detektering av ny möjlig signatur, och i ett steg 1402 nollställes alla timrar sedan synktidpulssignalen Ts genererats.

Det har beskrivits ovan att en laddning av nnnnet med värden sker före jämförelsen med respektive tröskelvårde. Detta är dock inte nödvändigt. Genom att först jämföra med respektive tröskelvårde och endast utföra laddningen om respektive tröskelvårde överskrids vid jämförelsen erhålles färre steg i förfarandet. Ett sådant förfarande ger ännu mindre effektförbrukning.

I ovan diskuterad anordning och förfarande har samplingspunkten i de enskilda bitarna i den mottagna strömmen av bitar ej tagits i beaktande. I verkligheten har dock varje bit en viss form, och samplingen bör av den anledningen ligga i mitten av varje bit i bitströmmen. I tillämpningar med korrelatorer beskrivna enligt ovan, är samplingstimingen inte känd, och därför bör man kunna korrelera mot olika samplingspunkter i bitströmmen. För att bestämma den bästa samplingspunkten är det vanligt att A51 5 su 'z 30 översampla den mottagna sekvensen K gånger (K år vanligtvis 4 eller 16). Figur 15 visar en korrelator som utföres fyra korreleringar per bit_(K=4), istället för en korrelering per bit son: beskrivits ovan. Tidsfördröjningsenheterna 220, 221, 222, 223 har fyrdubblats mellan varje utgång 202, 203, 204, 205 i skiftregisteret 200 vilket innebär att varje bit i. sekvenseni multipliceras med korrelationskoefficienterna C0,C1,...,CL&1 fyra gånger. När korrelatorn enligt figur 15 är en del i den sekventiella korrelatorn, som exempelvis i figur 3, exekveras allting fyra gånger snabbare. De nya tidsfördröjningsenheterna 1500 visas i figur 15. Timrarna i timerenheten 1001 innehåller nu olika tidsreferenser för bitfasen, men också för samplingsfasen.

En annan möjlighet är att använda K parallella korrelatorer som korrelerar mot olika samplingspunkter. Varje korrelator exekveras då med normal symbolhastighet.

Claims (22)

10 l5 20 25 30 OI OÖCI OO I n GOI- I lll' O UIII ÛIII CCOÛU QOIOO O åh PATENTKRAV Förfarande för detektering av en symbolsekvens (SS, Fig l) vid asynkron mottagning medelst en känd digital sekvens, vilket förfarande innefattar följande steg: a)indelning' av' den. kända digitala sekvensen j. åtminstone två skilda segment (Sl,S2,...); b)tilldelning av ett antal bestämda tröskelvärde (TVl,TV2,..J lika med antalet nämnda segment; c)korrelering (801) av nämnda mottagna symbolsekvens (SS) och den kända digitala sekvensens första segment (Sl), varvid ett första korrelationsvärde (al) erhålles; d)lagring (802) av nämnda första korrelationsvärde (al); e)korrelering av nämnda mottagna symbolsekvens (SS) och den kända digitala sekvensens andra segment (S2), varvid ett andra korrelationsvärde (a2) erhålles; till det f)addering (807) av nämnda andra korrelationsvärde (a2) lagrade första korrelationsvärdet (al) så att ett första summavärde (al+a2) erhålles; g)jämförelse (809) av nämnda första summavärde (al+a2) med ett andra (TV2) av nämnda tröskelvärden, varvid om summan överskrider nämnda andra tröskelvärde (TV2), en indikation erhålles på att nämnda symbolsekvens detekterats, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda första korrelationsvärde (al) lagras enligt steg d) endast då detta värde överskrider ett första (TV1) av nämnda tröskelvärden, 'varvid. en inställning (804) av' en 'viss första tidpunkt (tla) i beroende av det andra segmentets längd utföres, vilken. tidpunkt (tla) motsvarar en tidpunkt då korrelatorns ucuñb 10 15 20 25 000 000 0 I O .IFÖ IOIO O ßÛÜ n

1. I I III O 2 5153 911 (sz) utsignal för det andra segmentet förväntas uppnå sitt högsta värde, samt att nämnda korrelering enligt steg e) av nämnda mottagna symbolsekvens (SS) och den kända digitala sekvensens andra segment (S2) utföres vid nämnda första tidpunkt (tla).

2. Förfarande enligt krav 1, i. vilket nämnda. kända digitala sekvens är indelad. i fler än två segment (Sl,S2,S3,S4,...), k ä n n e t e c k n a t av upprepning av steg d) med lagring av nämnda första summavärde (al+a2) åtminstone då detta värde överskrider det andra (TV2) av nämnda tröskelvärden; upprepning av inställning av en andra tidpunkt (t2a) i beroende av det tredje segmentets längd; upprepning steg e) för' det tredje segmentet (S3) vid. nämnda andra tidpunkt (t2a), varvid ett tredje korrelationsvärde (a3) erhålles; upprepning steg f) med addering av nämnda tredje korrelationsvärde (a3) till nämnda först summavärde (a2+a3) så ett andra summavärde (al+a2+a3) erhålles; upprepning steg g) för nämnda andra summavärde (al+a2+a3) och ett tredje tröskelvärde (TV3);samt upprepning nämnda steg d), e), f) och g) ett antal gånger svarande mot antalet indelade segment i nämnda digitala sekvens.

3. Förfarande enligt något av patentkraven 1-2, k ä n n e t e c k n a t av lO l5 20 I I IUOI IQÛC QI upprepning av steg d) till och med steg g) till dess att det sista segmentet i den digitala sekvensen är korrelerat; och generering av en synktidpulssignal (Ts) i samband att ett sista summavärde (al+a2+...) har överskridit ett sista tröskelvärde.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av indelning av den kända digitala sekvensen så att olika långa segment erhålles; och tilldelning av nya korrelationskoefficienter (CO,CUCë,...) före varje korrelering.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av indelning av den kända digitala sekvensen utföres så att lika långa segment erhålles.

6. Förfarande-enligt krav 5, k ä n n e t e c k.n a t av tilldelning av olika bitmönster till nämnda segment; och 4 tilldelning _ (8ÖQ@ 805) av V nya korrelationskoefficienter (C0,C1,C2,,{) före varje korrelering.

7. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av tilldelning av samma bitmönster till nämnda segment.

8. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av tilldelning av ett visst bitmönster till en andel av segmenten; och 10 15 20 25 34 515 9/11 tilldelning av en inverterad version av samma bitmönster till övriga segment, genom vilka tilldelningar en bestämd segmentsekvens erhålles.

9. Förfarande enligt patentkrav 5-8, k ä n n e t e c k n a t av att segmentsekvensen är en s.k. maximallängdkod.

10. Förfarande enligt patentkrav 5-8, k ä n n e t e c k n a t av att segmentsekvensen är en s.k. Gold-sekvens.

11. Förfarande enligt patentkrav 5-8, k ä n n e t e c k n a t av att segmentsekvensen är en s.k. Barker-sekvens.

12. Förfarande enligt något av patentkraven 7-11, i det fall att åtminstone det första. korrelationsvärdet (al) har~ överskridit det första tröskelvärdet (TV1) av nämnda tröskelvärden, k ä n n e t e c k n a t av följande steg: en ny korrelering enligt steg c) och e) utföres av en annan del av den mottagna symbolsekvensen (SS) som mottages senare än den del av symbolsekvensen (SS) för vilken korrelering enligt steg c) och e) redan har påbörjats, varvid upprepade korrelationsvärden (b1,b2,b3,...) erhålles, vilka lagras och adderas enligt steg d) och f) och jämföres enligt steg g) med respektive tröskelvärde (TV1,TV2,...) efter det att nämnda tidpunkt inställts, varigenom hänsyn. tages till en efter en tidigare detekterad falsk symbolsekvens eventuell mottagen verklig symbolsekvens.

13. Förfarande enligt 12, k ä n n e t e c k n a t av nollställning (1402) av åtminstone en timer efter synktidpulssignalen är genererad. 10 15 20 25 35 515 91?

14. Förfarande enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t av att segmentens bitmönster är en s.k. maximallängdkod.

15. Förfarande enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t av att segmentens bitmönster är en s.k. Gold-sekvens.

16. Förfarande enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t av att segmentens bitmönster är en s.k. Barker-sekvens.

17. Anordning för detektering av en symbolsekvens (SS) vid asynkron mottagning medelst en känd digital sekvensen, vilken anordning innefattar åtminstone en korrelator (300) anordnad för korrelering av den mottagna symbolsekvensen (SS) och den kända digitala sekvensens segment (S1,S2), varvid första och andra korrelationsvärden (a1,a2) erhålles; åtminstone ett minne (308) anordnat för lagring av det första korrelationsvärdet (a1); åtminstone en adderare (304) anordnad för addering av det andra korrelationsvärdet (a2) till nämnda lagrade korrelationsvärde (al) så att ett första summavärde (al+a2) erhålles; en. styrenhet (311) för jämförelse av det första summavärdet (a1+a2) med ett andra (TV2) av tröskelvärdena, varvid indikering erhålles, om det första summavärdet (al+a2) överskrider det andra tröskelvärdet (TV2), att nämnda symbolsekvens detekterats, k ä n n e t e c k n a d av att 10 15 20 25 QIO' '_36 515 911' anordningen vidare innefattar åtminstone en timer (319) anordnad för inställning av en viss tidpunkt (tla), vilken tidpunkt motsvarar en tidpunkt då korrelatorns (300) utsignal för det andra segmentet (S2) förväntas uppnå sitt högsta värde; och att nämnda styrenhet (311) är anordnad att jämföra det första korrelationsvärdet (al) med det första (TV1) av tröskelvärdena, varvid styrenheten lagrar det första korrelationsvärdet (al) i minnet (308) och ställer in nämnda tidpunkt (tla) på timern (319) endast då det första korrelationsvärdet (al) överskrider det första (TV1) av tröskelvärdena.

18. l8. Anordning enligt patentkravet 17, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda korrelator (300) är anordnad för korrelering av den mottagna symbolsekvensen (SS) och den kända digitala sekvensens segment (S3,S4,...) efter det att nämnda första och andra korrelationsvärden (a1,a2) erhållits, varvid tredje och fjärde korrelationsvärden (a3,a4,...) erhålles; att nämnda minne (308) är anordnat för lagring av summavärden (al+a2,al+a2+a3,al+a2+a3+a4,...) av nämnda korrelationsvärden åtminstone då dessa summavärden överskrider nämnda tröskelvärde (TV2,TV3,TV4,...); att nämnda adderare (304) är anordnad för addering av nämnda korrelationsvärden (a3,a4,...) till nämnda lagrade summavärden (al+a2,al+a2+a3,al+a2+a3+a4,...) så att nya summavärden (al+a2+a3,al+a2+a3+a4,...) erhålles, vilka nya summavärden lagras i nämnda minne (308); att åtminstone en timer (319) är anordnad för inställning av vissa tidpunkter (t2a,t3a,t4a,...); samt 10 15 20 25 0 il IOOO II c I c n 0 i I 00 0 I IJQI IQQI 37 515 “BW att en styrenhet (311) är anordnad för inställning av nämnda timer och för jämförelse av nämnda nya summavärden tröskelvärden symbolsekvens (al+a2+a3,a1+a2+a3+a4,__.) med nämnda (TV3,TV4,...) samt indikering då nämnda (SS) detekterats, vilket erhålles då tröskelvärdena (TV3,TV4,...) överskridits av respektive summavärden (a1+a2+a3,a1+a2+a3+a4,...).

19. Anordning enligt patentkravet 18, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (311) är anordnad för tilldelning av nya korrelationskoefficienter (CO,C1,C2,..) före varje korrelering.

20. Anordning enligt något av patentkraven 17-19, k ä n n e t e c k n a d av att en multiplikator är anordnad att multiplicera korrelationsvärdena (a1,a2,...) med en bestämd koefficient för att på så sätt erhålla en segmentkorrelator.

21. Anordning enligt något av patentkraven 17-20, k ä n n e t e c k n a d av att en adderar-minnes~och multiplikatorenhet (1000) och en timerenhet (1001) är anordnade att stödja en samtidig korrelering av möjliga symbolsekvenser samt att en adressbuss (1002) är anordnad så att en från styrenheten (311) utlagd adress styr val av aktiv enhet.

22. Anordning enligt patentkraven 21, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (311) är anordnad för nollställning av åtminstone en timer i timerenheten (1001) då symbolsekvensen detekterats.