SU1140255A1 - Способ передачи и приема широкополосного сигнала - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ОБНАРУЖЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА (ШПС), заключающийс  в формировании на передающей стороне ШПС путем циклического повторени  информационной . и синхронизирующей псевдослучайных последовательностей (ПСП), каждую из которых формируют соответственно из базовой информационной и базовой синхронизирующей ПСП, и передаче сформированного ШПС, а на приемной стороне - в поцикловой коррел ционной обработке прин того -ШПС путем перемножени  прин того ШПС с опорной ПСП, которую формируют путем циклического повторени  информационной, и синхронизирующей ПСП, каждую из которых формируют соответственно из базовой информационной и базовой синхронизирующей ПСП, вьщелении сигнала , накоплении при смещении во времени опорной ПСП относительно прин того ШПС, сравнении с заданным дл  информационной ПСП порогом и в случае превышени  вьщеленным сигналом заданного порога, запом на1 ии .временного положени  опорной ПСП относительно прин того 1ШС и приема ШПС, отличающийс   тем, что, с целью сокращени  времени приема ШПС, на приемной стороне перед поцикловой коррел ционной , обработкой прин того ШПС осуществл ют дополнительную поцикловую коррел щюнную обработку прин того ШПС, при которой опорную ПСП формируют в виде непрерывной последовательности многократно повтор емой базовой синхронизирующей ПСП, которую на каждом последующем цикле дополнительной коррел ционной обработки ШПС сдвигают на временной интервал , кратный длительности бита синхронизирующей ПСП, а выделенные (Л сигналы одновременно накапливают в течение п временных .интервалов, длительность каждого из которых равна длительности синхронизирующей ПСП и которые смещены друг относительно друга на временной интервал, кратный длительности базовой синхро;:ь низирующей ПСП, выбирают из накопо д СП ел ленных выделенных сигналов максимальный по амплитуде вьщеленный сигнал, который сравнивают с зад-анным дл  синхронизирующей ПСП порогом и при превьпиении максимальным вьщеленным сигналом заданного порога осуществл ют поцикловую коррел ционную об работку прин того ШПС, при которой опорную ПСП на каждом последующем цикле коррел ционной обработки ШПС сдвигают на временной интервал, кратньш длительности базовой синхронизирующей ПСП, причем на передающей стороне синхронизирующую ПСП формируют путем многократного повторени  базовой синхронизирующей ПСП,

Description

а информационные ПСП на передающей стороне и опорные информационные ПСП при коррел ционной обработке ШПС на приемной стороне - путем многократного повторени  базовой информационной ПСП через различные временные интервалы, кратные длительности бита информационной ПСП.

1

Изобретение относитс  к технике радиосв зи и может быть использовано в системах св зи широкополосными (шумоподобными) сигналами (ШПС), в том числе в системах св зи с кодовым разделением сигналов.

Известен способ передачи и приема ШПС, заключающийс  в формировани на передающей стороне псевдослучайной последовательности (ПСП) заданной длины, передаче по каналу св зи соответствующего ШПС и обнаружении этого ШПС путем его поцикловой коррел ционной обработки при смещении во времени опорной ПСП относительно принимаемого ШПС, состо щей в перемножении принимаемого ШПС с опорны .миПСП, вьщелении сигнала, выборе максимального по амплитуде из вьщеленных сигналов, сравнении максимального сигнала с порогом и приеме ШПС 1J .

Однако этот способ характеризуетс  большим временем приема ШПС.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ передачи и приема ШПС, заключающийс  в формировании на передающей стороне ШПС путем циклического повторени  информационной и синхронизирующей псевдослучайных последовательностей .(ПСП), каждую из которых формируют соответственно из базовой информационной и базовой синхронизирующей ПСП, и передаче сформированного ШПС, а на приемной стороне - в поцикловой коррел ционной обработке прин того ШПС путем -перемножени  прин того ШПС с опорно ПСП, которую формируют путем циклического повторени  информационной и синхронизирующей ПСП, каждую из которых формируют соответственно из базовой информационной и базовой синхронизирующей ПСП, вьщелении сигнала, накоплении при смещении во времени опорной ПСП относительно

прин того ШПС, сравнении с заданным дл  информационной ПСП порогом и в случае превышени  выделенным сигналом заданного порога запоминани  временного положени  опорной ПСП относительно прин того ШПС и приеме ШПС 12,

Недостатком известного способа  вл етс  необходимость фиксации моментов совпадени  по задержке каждой из базовых ПСП по частичному приращению величины коррел ции, что- не позвол ет сократить врем  приема сигнала при наличии в канале св зи

5 шумов, предельно допустимых в режиме приема информации.

Цель изобретени  - сокращение времени приема ШПС.

Поставленна  цель достигаетс 

0 тем, что согласно способу передачи и приема Ш1С, заключающемус  в формировании на передающей стороне ШПС путем циклического повторени  информационной и синхронизирующей

5 псевдослучайных последовательностей ° (ПСП), каждую из которых формируют соответственно из базовой информационной и базовой синхронизирующей ПСП, и передаче сформированного

0 ШПС, а на приемной стороне - в поцикловой коррел ционной обработке прин того ШПС путем перемножени  прин того ШПС с опорной ПСП, которую формируют путем циклического повторени  информационной и синхронизи5 рукнцей ПСП, каждую из которых формируют соответственно из базовой информационной и базовой синхронизирующей ПСП, выдапении сигнала, накоплении при смещении во времени опорной ПСП относительно прин того liinc, сравнении с заданным дл  информационной ПСП порогом и в случае превышени  вьщеленнымсигналом заданного порога запоминании временного положени  опорной ПСП относительно прин того ШПС и приеме ШПС, на 3 приемной стороне перед поцикловой к рел ционной обработкой прин того ШПС осуществл ют дополнительную поцикловую коррел ционную обработку прин того ШПС, при которой опорную ПСП формируют в виде непрерывной последовательности многократно повтор емой базовой синхронизирующей ПСП, кЬторую на каждом последуг ющем цикле дополнительной коррел ционной обработки ШПС сдвигают на временной интервал, кратный длител ности бита синхронизирующей ПСП, а вьщеленные сигналы одновременно накапливают в течение h временных интервалов, длительность каждого из которых равна длительности синхронизирующей ПСП и которые смещены друг относительно друга на временн интервал, длительности базовой синхронизирующей ПСП, выбира из накопленных вьщеленных сигналов максимальный по амплитуде вьщеленны сигнал, который сравнивают с задан ным дл  синхронизирующей ПСП nopor и при превышении максимальным выде ленным сигналом заданного порога осуществл ют поцикловую коррел цио ную обработку прин того ШПС, при к торой опорную ПСП на каждом последующем цикле коррел ционной обрабо ки ШПС сдвигают на временной интер 1ззл, кратный длительности базовой синхронизирующей ПСП, причем на передающей стороне синхронизирующу ПСП формируют путем многократного повторени  базовой синхронизирующей ПСП а информационные ПСП на передающей стороне-и опорные инфор мационные ПСП при коррел ционной обработке ШПС на приемной стороне путем многократного повторени  базовой информационной ПСП через раз личные временные интервалы, кратны длительности бита информационной ПСП. На фиг. 1 показана структурна  электрическа  схема устройства, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ на фиг. 2 - структура базовьгх синхрон зирующей и информационной ПСП (фиг. 2 а), структура цикла передаваемого ШПС (фиг. 2S } и времен ные диаграммы работы группы параллельно включенных накопителей (фиг .26). 5 В предлагаемом способе используютс  комбинированные синхронизир5гюща  и информационна  ПСП, образованные путем многократного повторени  более коротких соответственно базовой синхронизирующей и базовой информационной ПСП, как показано на фиг. 2 о . Кажда  пара синхронизирующей и информационной ПСП составл ет цикл передачи, синхронизирукнца  ПСП (слева на фиг. 2 а ) остаетс  неизменной в к аждом цикле, а информационна  ПСП (справа на фиг. 2 о ) измен ет свою кодовую структуру в зависимости от передаваемой информации. В оОщем случае дл  m -го канала необходимы одна синхронизирукща  и m информационных ПСП. Синхронизирующую ПСП формируют в виде непрерывной последовательности , размеща  базовые синхронизирующие ПСП .впритык друг к другу, что в процессе поиска сигнала обеспечивает возможность образовани  частичной свертки синхросигнала при неполном с.овпадении по задержке принимаемого ШПС с опорной ПСП. Так, например, если синхронизирующа  ПСП состоит из ( базовых синхронизирующих ПСП (на фиг. 2S (8), то при совпадении о -1 базовых ПСП относительна  амплитуда св.ертки снизитс  на 1/CJ часть, при совпадении ( -2 базовых ПСП на 2/о части и т.д. Информационную ПСП формируют в виде разрывной последовательности, размеща  базовые информационные ПСП чер1ез различные временные интервалы, кратные длительности элементарного бита ПСП так, чтобы исключить BOSMOJUHOCTB частичной свертки информационного сигнала при неполном совпадении по задержке принимаемого ШПС с опорной информационной ПСП. На приемной стороне обнаружение ШПС производитс  путем его паргшлельной коррел ционной обработки, состо щей п перемножении тфинимаемого сигнала с йестными опорнь О€ ПСП, выделении результатов перемножени  путем фильтрации и детектировани  сигналов и их последетекторном накоплении. На каждом цикле обработки из накопленных сигналов выбираетс  максимапьньй по амплитуде и сравниваетс  с порогом. Процедура обнаружени  начинаетс  с генерировани  в качестве опорной S ПСП непрерывной последовательности базовых синхронизирующих ПСП. Дл  ускорени  поиска сигнала эта опорна  ПСП со взаимными временными сдвигами в один элементарный бит используетс  во всех имеющихс  каналах параллельной коррел ционной обработки сигнала; Периодически, через интервалы времени, равные циклу передаваемого сигнала, опорны ПСП сдвигаютс  на число элементарных бит, равное числу каналов параллельной коррел ционной обработки При совпадении по задержке некоторого числа базовьпс синхронизирующих ПСП в принимаемом ШПС и опорной синхронизирующей ДСП в одном из каналов коррел ционной обработки си налов образуетс  свертка, котора  превысит установленный дл  синхросигнала порог и сформирует команду о переходе к следующему этапу поиск Дл  эффективного обнаружени  ШПС в услови х воздействи  интенсивных шумов амплитуда свертки должна прибл жатьс  к максимально возможной вели чине, что соответствует образованию свертки в результате совпадени  по задержке достаточно большого чис ла базовых синхронизирующих ПСП, близкого к максимальному числу о. Это достигаетс  одновременным накоп лением продетектированных сигналов в каждом канале коррел ционной обработки в течение и взаимно сдвин тых временных интервалов. Длительность каждого из этих интервалов накоплени  равна длине синхронизиру щей ПСП, а взаимньй временной сдвиг кратен длине базовой синхронизирующей ПСП, что дл  С| 8, П 2 величины сдвига в половину длины синхронизирующей ПСП проиллюстриров но временными диаграммами (фиг. 2 / На этих диаграммах представлены все возможные случаи взаимного расположени  интервалов накоплени  . относительно синхрогруппы принимаемого ШПС. Цифрами в кружочках обозначено максимальное из двух накопленных количество базовых ПСП Остановка поиска произойдет по результатам накоплени  не менее шести базовых ПСП (6, 7 или 8 с веро тностью 0,25, 0,5 и 0,25, соответственно ) . I Окончательное решение о временном положении цикла сигнала выносит 55 с  на втором этапе поиска. После превышени  синхросигналом порогового уровн  в качестве опорной ПСП начинает формироватьс  полный сигсодержащий циклически повтор ющиес  синхронизирующую п информационную ПСП. Периодически через интервалы времени, равные циклу передаваемого сигнала, опорные ПСП сдвигаютс  на длительность базовой ПСП до полного совпадени  циклов принимаемого и опорного сигналов. Такое совпадение фиксируетс  по превышению порога, установленного дл  информационного сигнала, сверткой информационной ПСП. Наличие временных промежутков различной длительности между базовыми информационньми ПСП исключают возможность , свертки сигнала при частичном совпадении по задержке принимаемой и опорной информационных ПСП, и поэтому максимум напр жени  на выходе коррел тора , превышающий пороговыйуровень , может сформироватьс  только в момент полного совпадени  циклов принимаемого и опорного сигналов. Поскольку на втором этапе поиска требуетс  пр.оизвести небольшое число шагов, общее врем  поиска практически определ етс  временем поиска базовой ПСП и, таким, образом, оказываетс  в о раз меньше времени , необходимого дл  обнаружени  полной синхронизирующей ПСП. Устройство дл  передачи и приема широкополосного сигнала (фиг. 1) содержит У) каналов коррел ционной обработки, каждый, из которых состоит из перемножител  1, полосового фильтра 2, синхронного детектора 3, интеграторов к и сдвиговый регистр 5, а также генератор ПСП 6, блок управлени  7, блок пам ти 8, блок выбора максимума 9 и пороговый элемент 10. Устройство работает следующим образом. Под действием управл ющих сигналов , вырабатываемых блоком управени  7, генератор ПСП 6 формирует непрерывные последовательности базовой синхронизирующей ПСП, которые подвод тс  к перемножител м 1 г) каналов коррел ционной обработки со взаимным смещением во времени на длительность элементарного бита СП. Поиск ШПС производитс  путем периодического изменени  временного положени  (задержки) этих последова тельностей на ffl элементарных бит через интервалы времени, равные циклу ,принимаемого сигнала. При совпадении по задержке некоторого числа базовых синхронизирующих ПСП в принимаемом ШПС и опорной последовательности одного из кана-лов блока коррел ции, с принимаемого ШПС в результате синхронного перемножени  сигналов снимаетс  фазова  манипул ци  и после отфильтро вывани  шумов на выходе полосового фильтра 2 вьщел етс  гармоническое колебание промежуточной частоты, длительность которого равна числу совпавших по задержке базовых ПСП. При надлежащем фазировании обоих входов синхронный детектор 3 выдел ет напр жение, пропорциональное амплитуде гармонического колебани , которое накапливаетс  далее группой из и параллельно включенных интегра торов 4;, т4 |( со взаимно смещенными интервалами накоплени . Число интеграторов и величина взйимн го смещени  интервалов накоплени  выбираютс  таким образом, чтобы при любом положении принимаемого синхро сигнала относительно интервалов накоплени  на.одном из интеграторов 4 накапливалось напр жение, близкое к максимально возможному. Дл  возможности сравнени  накопленных сигналов они запоминаютс  в блоке пам ти 8. По команде считывани , вырабатываемой блоком управлени  7, блок выбора Максимума 9 производит сравнение этих сигналов по уровню, пропуска  на только максимальный. Одновременно в блоке выбора максимума 9 вырабатываютс  дл  блока управлени  7 данные о номере канала коррел ционной обработки и номере интегратора )- , с выхода которого был выбран максимальный сигнал. С выхода блока выбора максимума 9 сигнал поступает на пороговый элемент 10, где сравниваетс  с установленным пороговым уровнем. В.случае превышени  порога на блок управлени  7 от порогового элемента 10 поступает команда на остановку поиска синхронизирующего сигнала и переход к поиску цикла. По этой команде генератор ПСП 6 под действием управл ющих Сигналов от блока управлени  7 начинает генерировать полный сигнал, содержащий циклически повтор ющиес  синхронизирующую и информационную ПСП. Интервал интегрировани  в интеграторах 4д т4 И; устанавливаетс  равным длительности информационной ПСП, а в пороговом .элементе 10 по команде от блока управлени  7 устанавливаетс  новый пороговый уровень, соответствуюш 1й условию оптимального приема информационного сигнала. На этом этапе поиск ведетс  шагами, равными длительности базовой синхронизирующей ПСП. Истинное положение цикла фиксируетс  по превышению порога информационным сигналом, и с этого момента начинаетс  прием информации. При наличии интенсивных шумов в канале св зи предлагаемый способ по сравнению с прототипом существенно сокращает врем  обнаружени  сигнала , которое практически оказываетс  равным времени обнаружени  сравнительно короткой базовой ПСП.

ФигА

Claims (1)

1. СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ОБНАРУЖЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА (ШПС), заключающийся в формировании на передающей стороне ШПС путем циклического повторения информационной . и синхронизирующей псевдослучайных последовательностей (ПСП), каждую из которых формируют соответственно из базовой информационной и базовой синхронизирующей ПСП, и передаче сформированного ШПС, а на приемной стороне - в поцикловой корреляционной обработке принятого ШПС путем перемножения принятого ШПС с опорной ПСП, которую формируют путем циклического повторения информационной.

   и синхронизирующей ПСП, каждую из которых формируют соответственно из базовой информационной и базовой синхронизирующей ПСП, выделении сигнала, накоплении при смещении во времени опорной ПСП относительно принятого ШПС, сравнении с заданным Для информационной ПСП порогом и в случае превышения выделенным сигналом заданного порога, запомина1нии временного положения опорной

   ПСП относительно принятого ШПС и приема ШПС, отличающийс я тем, что, с целью сокращения времени приема ШПС, на приемной стороне перед поцикловой корреляционной , обработкой принятого ЩПС осуществляют дополнительную поцикповую корреляционную обработку принятого ШПС, при которой опорную ПСП формируют в виде непрерывной последовательности многократно повторяе мой базовой синхронизирующей ПСП, которую на каждом последующем цикле дополнительной корреляционной обра ботки ШПС сдвигают на временной интервал , кратный длительности бита синхронизирующей ПСП, а выделенные сигналы одновременно накапливают в течение η временных .интервалов, длительность каждого из которых равна длительности синхронизирующей ПСП и которые смещены друг относительно друга на временной интервал, кратный длительности базовой синхронизирующей ПСП, выбирают из накопленных выделенных сигналов максимальный по амплитуде выделенный сигнал, который сравнивают с заданным для синхронизирующей ПСП порогом и при превышении максимальным выделенным сигналом заданного порога осущест вляют поцикловую корреляционную обработку принятого ШПС, при которой опорную ПСП на каждом последующем цикле корреляционной обработки ШПС сдвигают на временной интервал, кратный длительности базовой синхронизирующей ПСП, причем на передающей стороне синхронизирующую ПСП формируют путем многократного повторения базовой синхронизирующей ПСП, а информационные ПСП на передающей стороне и опорные информационные ПСП при корреляционной обработке ШПС на приемной стороне - путем многократного повторения базовой инфор мационной ПСП через различные временные интервалы, кратные длительности бита информационной ПСП.