[go: up one dir, main page]

RU2451408C2 - Apparatus for synchronising carrier and reference frequency in communication channel with considerable frequency instabilities and energy constraints - Google Patents

Apparatus for synchronising carrier and reference frequency in communication channel with considerable frequency instabilities and energy constraints Download PDF

Info

Publication number
RU2451408C2
RU2451408C2 RU2010101940/07A RU2010101940A RU2451408C2 RU 2451408 C2 RU2451408 C2 RU 2451408C2 RU 2010101940/07 A RU2010101940/07 A RU 2010101940/07A RU 2010101940 A RU2010101940 A RU 2010101940A RU 2451408 C2 RU2451408 C2 RU 2451408C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
frequency
multiplier
signal
Prior art date
Application number
RU2010101940/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010101940A (en
Inventor
Василий Федорович Моисеев (RU)
Василий Федорович Моисеев
Марина Викторовна Савельева (RU)
Марина Викторовна Савельева
Виктор Андреевич Сивов (RU)
Виктор Андреевич Сивов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ
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
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ
Priority to RU2010101940/07A priority Critical patent/RU2451408C2/en
Publication of RU2010101940A publication Critical patent/RU2010101940A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2451408C2 publication Critical patent/RU2451408C2/en

Links

Landscapes

  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: apparatus has two quadrature channels, an accumulator, a π/2 phase changer, a low-pass filter, a phase detector, an inverter, a controlled generator, an apparatus which generates a signal at the first output, which characterises the value of frequency mismatch between the received and reference signals, and at the second output - calculated mismatch frequency of the received and reference signals F, an adder, a reference signal generator and a threshold device. Each quadrature channel includes a multiplier, a band-pass filter, an analogue-to-digital converter, a digital matched filter, a squaring unit and a maximum signal detector.
EFFECT: reliable synchronisation of a transmitter and a receiver on carrier frequency in communication channels with considerable frequency instabilities and energy constraints.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в системах беспроводного доступа, фиксированной, сухопутной подвижной и спутниковой связи.The invention relates to the field of radio communications and may find application in wireless access systems, fixed, land mobile and satellite communications.

Известны системы сотовой и спутниковой связи, использующие псевдослучайные сигналы, а именно: система сотовой подвижной связи стандарта IS-95 на основе технологии многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) (в иностранной терминологии - CDMA); система спутниковой связи «Глобалстар» (США), SAT-CDMA (Ю. Корея), SW-CDMA (Европейское космическое агентство - ESA) [1], а также перспективные системы с МДКР, такие как CDMA-450, CDMA-2000 и WCDMA. Эффективное функционирование данных систем во многом зависит от обеспечения синхронной работы их передающих и приемных устройств, которая может быть нарушена вследствие как взаимной нестабильности частот передаваемых и опорных сигналов, так и эффекта Доплера, обусловленного перемещением в пространстве передающих и приемных устройств относительно друг друга со значительными скоростями.Cellular and satellite communication systems using pseudo-random signals are known, namely: IS-95 standard mobile cellular communication system based on code division multiple access (CDMA) technology (in foreign terminology - CDMA); Globalstar satellite communications system (USA), SAT-CDMA (South Korea), SW-CDMA (European Space Agency - ESA) [1], as well as promising systems with CDMA, such as CDMA-450, CDMA-2000 and WCDMA. The effective functioning of these systems largely depends on the synchronous operation of their transmitting and receiving devices, which can be disrupted due to both the mutual instability of the frequencies of the transmitted and reference signals, and the Doppler effect due to the movement in space of the transmitting and receiving devices relative to each other at significant speeds .

Отмеченная нестабильность частот является серьезной причиной, затрудняющей обнаружение передаваемых сигналов и последующую синхронизацию передающих и приемных устройств.The observed frequency instability is a serious reason that hinders the detection of transmitted signals and the subsequent synchronization of transmitting and receiving devices.

Поскольку обнаружение сигнала и синхронизация приемника по несущей и тактовой частотам осуществляется по преамбуле и маркеру, которые передаются в начале сеанса связи, то при нестабильности несущей частоты в канале связи, соизмеримой с тактовой частотой формирования преамбулы и маркера FT, имеет место паразитная модуляция сигнала на длине преамбулы и маркера, что значительно ухудшает характеристики обнаружения сигнала, а также установление цикловой и тактовой синхронизации приемника. Например, при относительной нестабильности частоты δ=10-7 и величине несущей fн=14 ГГц значение абсолютной величины нестабильности частоты fp=±fн·δ=±1,4 кГц. Тогда при FT=7 кГц и использовании фазовой или относительной фазовой модуляции каждый пятый принятый символ будет ошибочным (FT/fp=7/1,4=5).Since the signal is detected and the receiver is synchronized by the carrier and clock frequencies according to the preamble and marker, which are transmitted at the beginning of the communication session, when the carrier frequency is unstable in the communication channel, commensurate with the clock frequency of the formation of the preamble and marker F T , parasitic signal modulation takes place at the length of the preamble and marker, which significantly degrades the characteristics of signal detection, as well as the establishment of cyclic and clock synchronization of the receiver. For example, with a relative frequency instability δ = 10 -7 and a carrier value f n = 14 GHz, the absolute value of the frequency instability f p = ± f n · δ = ± 1.4 kHz. Then, with F T = 7 kHz and using phase or relative phase modulation, every fifth received symbol will be erroneous (F T / f p = 7 / 1.4 = 5).

Столь высокая частота возникновения ошибок из-за нестабильности частот на этапе синхронизации приемника недопустима. Для устранения частотной расстройки принимаемого и опорного сигналов в известных системах широко используются системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Однако при малых отношениях с/ш в информационном канале и ограничениях на время установления синхронизации при заданной длительности преамбулы использование ФАПЧ может оказаться проблематичным. Например, пусть длительность преамбулы Тпр=16 мс, время установления синхронизации по несущей частоте Тсч=2 мс, тактовая частота формирования преамбулы и маркера FT=7 кГц, требуемое отношение с/ш на входе схемы ФАПЧ≥17 дБ, вероятность ошибки на бит принятой информации равна 10-3, что соответствует отношению с/ш в информационном канале 3 дБ.Such a high frequency of errors due to frequency instability at the receiver synchronization stage is unacceptable. To eliminate the frequency detuning of the received and reference signals in known systems, phase locked loop (PLL) systems are widely used. However, with small s / n relationships in the information channel and restrictions on the timing of the establishment of synchronization for a given preamble duration, the use of a PLL can be problematic. For example, let the preamble duration T CR = 16 ms, the time to establish synchronization on the carrier frequency T sc = 2 ms, the clock frequency of the formation of the preamble and marker F T = 7 kHz, the required s / w ratio at the input of the PLL circuit ≥17 dB, the probability of error per bit of received information is equal to 10 -3 , which corresponds to the ratio s / w in the information channel 3 dB.

Исходя из динамики работы ФАПЧ ее постоянная времени τ должна обеспечивать завершение переходных процессов в схеме и составлять от времени установления синхронизации по несущей частоте величину ≤0,5Тсч. Для нашего случая τ=0,5Тсч=1 мс. Тогда полоса пропускания ФАПЧ должна составлять

Figure 00000001
.Based on the dynamics of the PLL works its time constant τ must provide the completion of the transients in the circuit and the amount of time required to establish synchronization of the carrier frequency value ≤0,5T cq. For our case, τ = 0.5T cf = 1 ms. Then the PLL bandwidth should be
Figure 00000001
.

При этих значениях отношение с/ш на выходе ФАПЧ будет в 7 раз

Figure 00000002
выше, чем в информационном канале, т.е. выше на ~8 дБ. Учитывая, что отношение с/ш в информационном канале составляет 3 дБ, отношение с/ш на входе ФАПЧ будет составлять (8+3)=11 дБ. Из приведенных расчетов следует, что отношение с/ш на входе ФАПЧ не достигает требуемого значения на 6 дБ. Следовательно, схема не обеспечивает требуемых характеристик синхронизации по несущей частоте.With these values, the s / w ratio at the PLL output will be 7 times
Figure 00000002
higher than in the information channel, i.e. ~ 8 dB higher. Given that the s / w ratio in the information channel is 3 dB, the s / w ratio at the PLL input will be (8 + 3) = 11 dB. From the above calculations it follows that the s / w ratio at the PLL input does not reach the required value of 6 dB. Therefore, the circuit does not provide the required carrier frequency synchronization characteristics.

Чтобы обеспечить требуемое качество синхронизации (отношение с/ш на входе ФАПЧ должно быть ≥17 дБ) необходимо уменьшить полосу пропускания ФАПЧ в 4 раза, т.е. она будет составлять 0,250 кГц. Это приведет к изменению постоянной времени ФАПЧ τ с 1 мс до 4 мс, а время установления синхронизации Тсч составит 8 мс, т.е. время установления синхронизации составит половину длительности преамбулы, т.е. времени для решения задач обнаружения сигнала и тактовой синхронизации будет недостаточно.To ensure the required synchronization quality (s / w ratio at the PLL input must be ≥17 dB), it is necessary to reduce the PLL bandwidth by 4 times, i.e. it will be 0.250 kHz. This will lead to a change in the PLL time constant τ from 1 ms to 4 ms, and the synchronization establishment time T sc will be 8 ms, i.e. the synchronization establishment time will be half the preamble duration, i.e. there will not be enough time to solve the problems of signal detection and clock synchronization.

Целью настоящего изобретения является разработка устройства, позволяющего обеспечить синхронизацию передатчика и приемника по несущей частоте в многоканальных системах связи с кодовременным разделением каналов, работающих в условиях больших частотных расстроек принимаемых сигналов относительно опорной частоты и жестких энергетических ограничений.The aim of the present invention is to develop a device that allows for synchronization of the transmitter and receiver on the carrier frequency in multi-channel communication systems with time-division channel separation, operating in conditions of large frequency detuning of the received signals relative to the reference frequency and hard energy restrictions.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство [2, с.194, рис.6.6], включающее два квадратурных канала, первый из которых состоит из последовательно соединенных первого перемножителя, первого усилителя, первого согласованного фильтра и первого квадратичного детектора, а второй квадратурный канал - из последовательно соединенных второго перемножителя, второго усилителя, второго согласованного фильтра и второго квадратичного детектора, а также сумматор, выход которого является выходом обнаружителя, фазовращатель на π/2 и гетеродин, при этом первые входы первого и второго перемножителей объединены и являются входом обнаружителя, выход гетеродина соединен со вторым входом второго перемножителя и через фазовращатель на π/2 - со вторым входом первого перемножителя, выход первого квадратичного детектора соединен с первым входом сумматора, а выход второго квадратичного детектора - со вторым входом сумматора.Closest to the proposed invention is a device [2, p.194, Fig.6.6], including two quadrature channels, the first of which consists of a series-connected first multiplier, a first amplifier, a first matched filter and a first quadratic detector, and the second quadrature channel from a second multiplier, a second amplifier, a second matched filter and a second quadratic detector, connected in series, as well as an adder whose output is the detector output, a phase shifter at π / 2 and g terodyne, while the first inputs of the first and second multipliers are combined and are the detector input, the local oscillator output is connected to the second input of the second multiplier and through the phase shifter on π / 2 to the second input of the first multiplier, the output of the first quadratic detector is connected to the first input of the adder, and the output the second quadratic detector - with the second input of the adder.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, включающее два квадратурных канала, первый из которых состоит из последовательно соединенных первого перемножителя, первого усилителя, первого согласованного фильтра и первого квадратичного детектора, а второй квадратурный канал - из последовательно соединенных второго перемножителя, второго усилителя, второго согласованного фильтра и второго квадратичного детектора, а также сумматор, выход которого является выходом обнаружителя, фазовращатель на π/2 и гетеродин, при этом первые входы первого и второго перемножителей объединены и являются входом обнаружителя, выход гетеродина соединен со вторым входом второго перемножителя и через фазовращатель на π/2 - со вторым входом первого перемножителя, выход первого квадратичного детектора соединен с первым входом сумматора, а выход второго квадратичного детектора - со вторым входом сумматора, внесены следующие изменения:This goal is achieved by the fact that in the known device comprising two quadrature channels, the first of which consists of a series-connected first multiplier, a first amplifier, a first matched filter and a first quadratic detector, and a second quadrature channel - of a series-connected second multiplier, a second amplifier, the second matched filter and the second quadratic detector, as well as an adder whose output is the detector output, a phase shifter at π / 2 and a local oscillator, while the first and second multiplier inputs are combined and are the detector input, the local oscillator output is connected to the second input of the second multiplier and through the phase shifter on π / 2 to the second input of the first multiplier, the output of the first quadratic detector is connected to the first input of the adder, and the output of the second quadratic detector is with the second adder input, the following changes have been made:

исключены сумматор и гетеродин, в первом квадратурном канале исключены первый усилитель, первый согласованный фильтр и первый квадратичный детектор, а во втором квадратурном канале - второй усилитель, второй согласованный фильтр и второй квадратичный детектор, а также введены новые элементы и соответствующие связи между ними, а именно, в первый квадратурный канал дополнительно введены:the adder and the local oscillator are excluded, the first amplifier, the first matched filter and the first quadratic detector are excluded in the first quadrature channel, and the second amplifier, the second matched filter and the second quadratic detector are in the second quadrature channel, and new elements and the corresponding connections between them are introduced, and namely, in the first quadrature channel additionally introduced:

последовательно соединенные первый полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом первого перемножителя, первый аналого-цифровой преобразователь, первый цифровой согласованный фильтр, N выходов которого, каждый в отдельности, соединены с соответствующими N входами первого блока квадраторов, где N - длина псевдослучайной последовательности, а N выходов первого блока квадраторов, каждый в отдельности, соединены с соответствующими N входами первого детектора максимального сигнала, выход которого соединен со входом инвертора и с первым входом накопителя,connected in series are the first band-pass filter, the input of which is connected to the output of the first multiplier, the first analog-to-digital converter, the first digital matched filter, the N outputs of which, each individually, are connected to the corresponding N inputs of the first block of quadrants, where N is the length of the pseudo-random sequence, and The N outputs of the first block of quadrators, each individually, are connected to the corresponding N inputs of the first maximum signal detector, the output of which is connected to the inverter input and to the first drive input

а во второй квадратурный канал введены: последовательно соединенные второй полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом второго перемножителя, второй аналого-цифровой преобразователь, второй цифровой согласованный фильтр, N выходов которого, каждый в отдельности, соединены с соответствующими N входами второго блока квадраторов, а N выходов второго блока квадраторов, каждый в отдельности, соединены с соответствующими N входами второго детектора максимального сигнала, выход которого соединен с первым входом сумматора и с вторым входом накопителя,and into the second quadrature channel are introduced: series-connected a second band-pass filter, the input of which is connected to the output of the second multiplier, a second analog-to-digital converter, a second digital matched filter, N outputs of which, each individually, are connected to the corresponding N inputs of the second block of quadrators, and The N outputs of the second block of quadrators, each individually, are connected to the corresponding N inputs of the second maximum signal detector, the output of which is connected to the first input of the adder and to the second input th drive,

выход инвертора соединен со вторым входом сумматора, а выход накопителя соединен с первым входом порогового устройства, на второй вход которого подается напряжение порога Uпор,the inverter output is connected to the second input of the adder, and the drive output is connected to the first input of the threshold device, the second input of which is supplied with a threshold voltage U then ,

выход сумматора соединен с входом устройства цифровой обработки, первый выход которого соединен с первым входом управляемого генератора и входом генератора опорного сигнала, а его второй выход - с первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора соединен с выходом генератора опорного сигнала, выход фазового детектора через фильтр нижних частот соединен с вторым входом управляемого генератора, выход управляемого генератора соединен со вторым входом второго перемножителя и с входом фазовращателя на π/2, выход порогового устройства является выходом устройства.the adder output is connected to the input of the digital processing device, the first output of which is connected to the first input of the controlled generator and the input of the reference signal generator, and its second output is connected to the first input of the phase detector, the second input of the phase detector is connected to the output of the reference signal generator, the output of the phase detector is a low-pass filter is connected to the second input of the controlled oscillator, the output of the controlled generator is connected to the second input of the second multiplier and to the input of the phase shifter by π / 2, the threshold output stroystva is an output device.

Отличительными признаками предлагаемого устройства являются введенные в его схему новые элементы, а именно: первый и второй полосовые фильтры, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй цифровые согласованные фильтры, первый и второй блоки квадраторов, первый и второй детекторы максимального сигнала, инвертор, сумматор, накопитель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, пороговое устройство, управляемый генератор, устройство цифровой обработки, генератор опорного сигнала, а также соответствующие связи между ними, благодаря чему удается обеспечить обнаружение сигнала при значительных расстройках по несущей частоте, что соответствует критерию «новизна».Distinctive features of the proposed device are new elements introduced into its circuit, namely: the first and second band-pass filters, the first and second analog-to-digital converters, the first and second digital matched filters, the first and second blocks of quadrators, the first and second maximum signal detectors, the inverter , adder, storage device, phase detector, low-pass filter, threshold device, controlled generator, digital processing device, reference signal generator, as well as the corresponding connections between it and, due to this, it is possible to ensure the detection of a signal with significant detunings in the carrier frequency, which meets the criterion of "novelty."

Поскольку совокупность введенных элементов и их связи до даты подачи заявки в патентной и научной литературе не обнаружены, то предлагаемое техническое решение соответствует «изобретательскому уровню».Since the totality of the introduced elements and their relationship to the filing date of the application in the patent and scientific literature are not found, the proposed technical solution corresponds to the "inventive step".

Структурная схема устройства представлена на фиг.1. Цифрами на фиг.1 обозначены:The block diagram of the device shown in figure 1. The numbers in figure 1 indicate:

1, 17 - полосовой фильтр (ПФ);1, 17 - band-pass filter (PF);

2, 18 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);2, 18 - analog-to-digital converter (ADC);

3, 19 - цифровой согласованный фильтр (ЦСФ);3, 19 - digital matched filter (CSF);

4, 20 - блок квадраторов (БК);4, 20 - block of quadrators (BC);

5, 21 - детектор максимального сигнала (ДМС);5, 21 - maximum signal detector (VHI);

6, 11 - перемножитель (П);6, 11 - multiplier (P);

7 - фазовращатель (ФВ);7 - phase shifter (PV);

8 - фильтр нижних частот (ФНЧ);8 - low-pass filter (low-pass filter);

9 - фазовый детектор (ФД);9 - phase detector (PD);

10 - инвертор (И);10 - inverter (I);

12 - управляемый генератор (УГ);12 - controlled generator (UG);

13 - устройство цифровой обработки (УЦО);13 - digital processing device (UCO);

14 - сумматор (С);14 - adder (C);

15 - накопитель (Н);15 - drive (N);

16 - пороговое устройство (ПУ);16 - threshold device (PU);

22 - генератор опорного сигнала (ГОС).22 - reference signal generator (GOS).

Работу устройства рассмотрим по структурной схеме, которая представлена на фиг.1, при следующих условиях:The operation of the device is considered in the structural diagram, which is presented in figure 1, under the following conditions:

1. Входной сигнал имеет следующую структуру: преамбулу, за которой следует маркер, затем следует служебная и управляющая информация и, наконец, последовательность канальных интервалов для размещения информации пользователей сети связи.1. The input signal has the following structure: a preamble, followed by a marker, then service and control information, and finally a sequence of channel intervals for placing information of users of the communication network.

2. Синхронизация принятой несущей ωн и опорной ωо частот на приемной стороне осуществляется по информации, содержащейся в сигнале преамбулы. Преамбула представляет собой интервал определенной длительности Тпр, заполненный несущей частотой ωн, которая промодулирована меандром (меандр - последовательность разнополярных импульсов, частота следования которых задает тактовую частоту Fт последующих информационных и служебных сообщений).2. Synchronization received carrier ω ω n and a reference frequency of the reception side is carried out by the information contained in preamble signal. The preamble is an interval of a certain duration T ol filled with a carrier frequency ω n , which is modulated by a meander (a meander is a sequence of bipolar pulses, the repetition rate of which sets the clock frequency F t of subsequent information and service messages).

3. Для обеспечения синхронизации в сети связи, для кодового разделения каналов (сигналов), а также для повышения помехозащищенности входной сигнал дополнительно кодируется периодической псевдослучайной последовательностью (ПСП) (применительно к преамбуле происходит сложение по модулю два псевдослучайной последовательности с последовательностью разнополярных импульсов преамбулы). Чтобы гарантировать неискаженную свертку ПСП в цифровом согласованном фильтре, длина ПСП N выбирается равной или меньшей длительности тактового импульса преамбулы.3. To ensure synchronization in the communication network, for code separation of channels (signals), as well as to increase noise immunity, the input signal is additionally encoded by a periodic pseudo-random sequence (PSP) (as applied to the preamble, two pseudo-random sequences are added modulo two to the sequence of unipolar preamble pulses). To ensure undistorted convolution of the SRP in the digital matched filter, the length of the SRP N is chosen to be equal to or less than the preamble clock.

4. Величина порогового сигнала в ПУ (16) выбирается исходя из требований к вероятностям пропуска сигнала и ложной тревоги.4. The value of the threshold signal in the control panel (16) is selected based on the requirements for the probabilities of missing the signal and false alarm.

Пусть на вход устройства (первые входы первого (6) и второго (11) П) поступает сигнал преамбулы видаLet the input of the device (the first inputs of the first (6) and second (11) П) receive a preamble signal of the form

Figure 00000003
Figure 00000003

где Am - амплитуда сигнала;where A m is the signal amplitude;

ωн - угловая несущая частота;ω n is the angular carrier frequency;

ψ=(ψо+απ) - фаза сигнала;ψ = (ψ о + απ) is the phase of the signal;

ψо - начальная фаза сигнала;ψ about - the initial phase of the signal;

απ - приращение фазы, определяемое элементами ПСП;απ is the phase increment determined by the elements of the SRP;

α - коэффициент, принимающий значения 0 или 1, в зависимости от элементов ПСП;α - coefficient taking values 0 or 1, depending on the elements of the SRP;

n(t) - нормальный гауссов шум с дисперсией σ2 и нулевым математическим ожиданием, т.е.

Figure 00000004
,n (t) is the normal Gaussian noise with a variance of σ 2 and zero expectation, i.e.
Figure 00000004
,

а на вторые входы П (6) и (11) поступает сигнал от УГ (12), причем на второй вход П (11) сигнал от УГ (12) поступает непосредственно и имеет вид cos(ωot), а на второй вход П (6) - через ФВ (7) и имеет вид sin(ωot).and the second inputs P (6) and (11) receive a signal from UG (12), and the second input P (11), the signal from UG (12) comes directly and has the form cos (ω o t), and the second input P (6) - through PV (7) and has the form sin (ω o t).

В перемножителях (6) и (11) происходит перемножение сигналов и на их выходах появляются две квадратурные составляющие, а именно: на выходе П (11) составляющая видаIn the multipliers (6) and (11), the signals are multiplied and two quadrature components appear at their outputs, namely: at the output P (11), a component of the form

Figure 00000005
Figure 00000005

а на выходе П (6) составляющая видаand at the output P (6) a component of the form

Figure 00000006
Figure 00000006

Составляющие суммарной частоты подавляются ПФ (1) и (17), а составляющие разностной частоты свободно проходят через эти фильтры и поступают на соответствующие входы АЦП (2) и (18). Сигнал на входе АЦП (18) имеет видThe components of the total frequency are suppressed by PF (1) and (17), and the components of the difference frequency freely pass through these filters and are fed to the corresponding ADC inputs (2) and (18). The signal at the input of the ADC (18) has the form

Figure 00000007
Figure 00000007

а на входе АЦП (2)and at the input of the ADC (2)

Figure 00000008
Figure 00000008

где Δω - величина расстройки принятой несущей и опорной частот.where Δω is the mismatch of the received carrier and reference frequencies.

В АЦП (2) и (18) сигнал разностной частоты преобразуется в цифровую форму, т.е. аналоговая входная величина преобразуется в соответствующее число. На выходе АЦП (18) сигнал имеет видIn the ADC (2) and (18), the difference frequency signal is converted to digital form, i.e. the analog input value is converted to the corresponding number. At the output of the ADC (18), the signal has the form

Figure 00000009
Figure 00000009

а на выходе АЦП (2) -and at the output of the ADC (2) -

Figure 00000010
Figure 00000010

где i - порядковый номер выборки на интервале ПСП. Причем i принимает значения от 1 до L, a L≥2N, где N - число элементов ПСП;where i is the sequence number of the sample on the bandwidth interval. Moreover, i takes values from 1 to L, a L≥2N, where N is the number of elements of the SRP;

n(ti) - шумовая составляющая с параметрами:

Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
n (t i ) is the noise component with parameters:
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013

Сигналы с выходов АЦП (2) и (18) в цифровой форме поступают на входы ЦСФ (3) и (19) соответственно. В ЦСФ (3) и (19) происходит сжатие сигнала и на каждом n-м их выходе (n принимает значения от 1 до N) формируются отсчеты взаимокорреляционной функции (ВКФ) ПСП с периодом N, причем на одном из n выходов ЦСФ (2) и (18) присутствует отсчет максимального уровня, соответствующий максимальному значению ВКФ, а на остальных выходах присутствуют отсчеты боковых выбросов ВКФ в смеси с шумом, который, как правило, превышает значение боковых выбросов ВКФ [3]. Учитывая выражения (1) и (2) отсчет максимального уровня на выходе ЦСФ (19) для j-й ПСП имеет видThe signals from the outputs of the ADC (2) and (18) in digital form are fed to the inputs of the CSF (3) and (19), respectively. In CSF (3) and (19), the signal is compressed and at each nth output (n takes values from 1 to N), samples of the correlation function (CCF) of the SRP with a period of N are formed, moreover, at one of the n outputs of the CSF (2 ) and (18) there is a reading of the maximum level corresponding to the maximum value of VKF, and the remaining outputs contain samples of lateral emissions of VKF mixed with noise, which, as a rule, exceeds the value of side emissions of VKF [3]. Given the expressions (1) and (2), the countdown of the maximum level at the output of the CSF (19) for the j-th PSP has the form

Figure 00000014
Figure 00000014

а на выходе ЦСФ (3)and at the output of the CSF (3)

Figure 00000015
Figure 00000015

где

Figure 00000016
- порядковый номер ПСП из общего числа ПСП М, отведенных для установления синхронизации по несущей частоте.Where
Figure 00000016
- serial number of the SRP from the total number of SRP M allocated for establishing synchronization on the carrier frequency.

Отсчеты с каждого из n выходов ЦСФ (3) и (19) один раз за период ПСП поступают на соответствующие n-е входы блоков квадраторов (4) и (20).Counts from each of the n outputs of the CSF (3) and (19) once per period of the SRP are received at the corresponding nth inputs of the blocks of quadrators (4) and (20).

В БК (4) и (20) поступившие сигналы возводятся в квадрат и на одном из N выходов каждого БК появляется отсчет мощности максимального уровня, соответствующий максимальному значению ВКФ на одном периоде ПСП, а на остальных (N-1) выходах - отсчеты мощности, соответствующие отсчетам боковых выбросов ВКФ совместно с шумом.In BC (4) and (20), the received signals are squared and at one of the N outputs of each BC there appears a maximum level power reading corresponding to the maximum VKF value for one SRP period, and on the remaining (N-1) outputs - power readings, corresponding to the side emission counts of VKF together with noise.

С учетом выражения (3) максимальное значение отсчета мощности на одном из выходов БК (20) будет иметь видTaking into account expression (3), the maximum value of the power reading at one of the outputs of the BC (20) will have the form

Figure 00000017
Figure 00000017

Учитывая, что

Figure 00000018
, a (Δωtjj)=(2πFtjj)=Фj, где F - величина рассогласования по частоте принятой несущей и опорной частот, выражение (5) будет иметь видGiven that
Figure 00000018
, a (Δωt j + ψ j ) = (2πFt j + ψ j ) = Ф j , where F is the frequency mismatch of the received carrier and reference frequencies, expression (5) will have the form

Figure 00000019
Figure 00000019

А максимальное значение отсчета мощности на одном из выходов БК (4) с учетом выражения (4) и, учитывая, что

Figure 00000020
, a (Δωtjj)=(2πFtjj)=Фj, будет иметь видAnd the maximum value of the power reading at one of the outputs of the BC (4), taking into account the expression (4) and, given that
Figure 00000020
, a (Δωt j + ψ j ) = (2πFt j + ψ j ) = Ф j , will have the form

Figure 00000021
Figure 00000021

Отсчеты мощности с каждого из n выходов БК (4) и (20) поступают на соответствующие n-е входы ДМС (5) и (21). В ДМС (5) и (21) из N поступивших отсчетов мощности выбирается максимальный отсчет. Выбранный максимальный отсчет с выхода ДМС (5) поступает на первый вход накопителя (15) и на вход инвертора (10). Инвертор (10) изменяет знак поступившего сигнала и направляет его на второй вход сумматора (14). Выбранный максимальный отсчет с выхода ДМС (21) поступает на второй вход накопителя (15) и на первый вход сумматора (14). В сумматоре (14) происходит формирование отсчетов разностей сигналов квадратурных каналовThe power samples from each of the n outputs of the BC (4) and (20) are supplied to the corresponding nth inputs of the VHI (5) and (21). In the VHI (5) and (21) of the N received power samples, the maximum sample is selected. The selected maximum countdown from the output of the VHI (5) is fed to the first input of the drive (15) and to the input of the inverter (10). The inverter (10) changes the sign of the incoming signal and directs it to the second input of the adder (14). The selected maximum countdown from the output of the VHI (21) goes to the second input of the drive (15) and to the first input of the adder (14). In the adder (14), the formation of samples of the differences of the signals of the quadrature channels

Figure 00000022
Figure 00000022

Тогда математическое ожидание

Figure 00000023
с учетом оговоренных выше характеристик шумовой составляющей n(t) будет иметь видThen expectation
Figure 00000023
taking into account the above characteristics of the noise component n (t) will be

Figure 00000024
Figure 00000024

Отсчеты разностей

Figure 00000025
поступают на вход устройства цифровой обработки (13). УЦО (13) выполняет функцию спектроанализатора на основе алгоритма быстрого преобразования Фурье (т.е. реализует гребенку узкополосных фильтров с полосой пропускания каждого фильтра Δfфг, величина которой определяется требованиями к разрешающей способности и точности спектрального анализа) [4]. На первом выходе УЦО (13) появляется сигнал, характеризующий величину рассогласования принимаемого и опорного сигналов по частоте. Величина рассогласования по частоте F определяется значением второй гармоники рассогласования принимаемого и опорного сигналов, которое определяется в УЦО (13).Difference Counts
Figure 00000025
arrive at the input of the digital processing device (13). UCO (13) performs the function of a spectrum analyzer based on the fast Fourier transform algorithm (that is, it implements a comb of narrow-band filters with a passband of each filter Δf fg , the value of which is determined by the requirements for resolution and accuracy of spectral analysis) [4]. At the first output of the UCO (13), a signal appears that characterizes the frequency mismatch between the received and reference signals. The magnitude of the frequency mismatch F is determined by the value of the second harmonic of the mismatch between the received and reference signals, which is determined in the UCO (13).

Информация о величине рассогласования с первого выхода УЦО (13) подается на первый вход управляемого генератора (12) и на вход генератора опорного сигнала (22). Сигнал, поступивший на первый вход УГ (12), подстраивает его частоту в соответствии с принятой несущей («грубая» настройка). «Грубая настройка» приводит к уменьшению частотной расстройки принимаемого и опорного сигналов до величины Δfфг/2.Information about the size of the mismatch from the first output of the UCO (13) is fed to the first input of the controlled generator (12) and to the input of the reference signal generator (22). The signal received at the first input of the UG (12) adjusts its frequency in accordance with the received carrier (“rough” setting). "Rough tuning" leads to a decrease in the frequency detuning of the received and reference signals to Δf fg / 2.

Сигнал, поступивший на вход ГОС (22), устанавливает значение его опорной частоты fоп, соответствующее величине частотной расстройки F, которая подается на первый вход ФД (9). На второй вход ФД (9) со второго выхода УЦО (13) подается рассчитанная частота рассогласования принятого и опорного сигналов F. В ФД происходит сравнение fоп и F, а результат сравнения через ФНЧ (8) подается на второй вход УГ (12) и устраняет оставшуюся часть частотной расстройки («точная» настройка).The signal received at the input GOS (22), sets the value of its reference frequency f op corresponding to the magnitude of the frequency detuning F, which is fed to the first input of the PD (9). The second input of the PD (9) from the second output of the UCO (13) is supplied with the calculated frequency of the mismatch between the received and reference signals F. The PD compares f op and F, and the comparison result is transmitted through the low-pass filter (8) to the second input of the UG (12) and eliminates the remainder of the frequency detuning (“fine” tuning).

Поскольку приемник сигнала некогерентный, то смещением сигналов по начальной фазе ψ можно пренебречь.Since the signal receiver is incoherent, the displacement of the signals along the initial phase ψ can be neglected.

Необходимое математическое обоснование алгоритма работы УЦО и расчета оценки расхождения частот принятого и опорного сигналов F представлено ниже.The necessary mathematical justification of the operation algorithm of the UCO and the calculation of the estimate of the discrepancy between the frequencies of the received and reference signals F is presented below.

В накопителе (15) происходит суммирование отсчетов мощности максимального уровня квадратурных каналов и их накопление.In the accumulator (15), the power samples of the maximum level of the quadrature channels are summed up and accumulated.

Figure 00000026
Figure 00000026

Математическое ожидание

Figure 00000027
с учетом оговоренных выше характеристик шумовой составляющей n(t) будет иметь видExpected value
Figure 00000027
taking into account the above characteristics of the noise component n (t) will be

Figure 00000028
Figure 00000028

Результат накопления непрерывно подается на первый вход порогового устройства (16). На второй вход ПУ (16) подается пороговый сигнал Uпор. При достиженииThe accumulation result is continuously fed to the first input of the threshold device (16). The second input of the control unit (16) is supplied with a threshold signal U then . Upon reaching

Figure 00000029
Figure 00000029

на выходе ПУ (16) формируется сигнал Uвых, который сигнализирует о том, что частотная расстройка принятого и опорного сигналов устранена.PU output (16) is formed U O signal, which signals that the frequency detuning of the received signal and the reference is resolved.

Оценку параметра, характеризующего величину рассогласования по частоте принятой несущей и опорного сигнала, проведем по методу наименьших квадратов [5]. Для нашего случая этот метод принимает видThe estimation of the parameter characterizing the magnitude of the mismatch in frequency of the received carrier and the reference signal will be carried out using the least squares method [5]. For our case, this method takes the form

Figure 00000030
Figure 00000030

где

Figure 00000031
;
Figure 00000032
- математические ожидания максимальных значений отсчетов мощности на выходах блоков квадраторов (20) и (4) соответственно.Where
Figure 00000031
;
Figure 00000032
- mathematical expectations of the maximum values of power readings at the outputs of the blocks of quadrators (20) and (4), respectively.

Математические ожидания

Figure 00000033
;
Figure 00000034
с учетом выражений (6) и (7) и оговоренных выше характеристик шумовой составляющей n(t) будут иметь видMathematical Expectations
Figure 00000033
;
Figure 00000034
taking into account expressions (6) and (7) and the above characteristics of the noise component n (t) will have the form

Figure 00000035
Figure 00000035

С учетом (13) выражения (12) примут видIn view of (13), expressions (12) take the form

Figure 00000036
Figure 00000036

Для нахождения минимума выражения (14) приравняем к нулю частные производные по параметру cos2Фj To find the minimum of expression (14), we equate to zero the partial derivatives with respect to the parameter cos2Ф j

Figure 00000037
Figure 00000037

Figure 00000038
Figure 00000038

Из (15) следует, чтоIt follows from (15) that

Figure 00000039
Figure 00000039

После несложных алгебраических преобразований выражение (16) примет видAfter simple algebraic transformations, expression (16) takes the form

Figure 00000040
Figure 00000040

Из сравнения выражений (9) и (17) следует, что выбранный нами алгоритм обработки разности максимальных откликов квадратурных каналов в УЦО (13) позволяет не только рассчитать значение параметра, характеризующего величину рассогласования принятой несущей и опорной частот, но и обеспечивает получение оптимальной оценки данного параметра.From a comparison of expressions (9) and (17), it follows that our algorithm for processing the difference in the maximum responses of quadrature channels in UCO (13) allows us not only to calculate the value of the parameter characterizing the size of the mismatch between the received carrier and reference frequencies, but also provides an optimal estimate of this parameter.

Оценку функциональных возможностей заявленного устройства проведем при следующих условиях: ширина спектра входного широкополосного сигнала (ШПС) ΔFшпс=16,384 МГц; длина ПСП N=2048 элементов; длительность преамбулы Тпр=16 мс; время установления синхронизации по несущей частоте Тсч=2 мс; относительная нестабильность частоты δ=10-7; несущая частота fн=14 ГГц, отношение с/ш на входе ФАПЧ (ФД (9))≥17 дБ, а в информационном канале - 3 дБ.An assessment of the functionality of the claimed device will be carried out under the following conditions: spectrum width of the input broadband signal (BPS) ΔF bps = 16.384 MHz; the length of the SRP N = 2048 elements; preamble duration T CR = 16 ms; the time to establish synchronization on the carrier frequency T cf = 2 ms; relative frequency instability δ = 10 -7 ; the carrier frequency f n = 14 GHz, the s / w ratio at the PLL input (PD (9)) ≥17 dB, and in the data channel - 3 dB.

При данных условиях максимальное значение абсолютной нестабильности принятой несущей частоты и частоты управляемого генератора (12) составит fp=fн*δ=1,4 кГц.Under these conditions, the maximum value of the absolute instability of the received carrier frequency and the frequency of the controlled generator (12) will be f p = f n * δ = 1.4 kHz.

Поскольку величина рассогласования принятой несущей частоты и частоты управляемого генератора (12) определяется значением выделенной УЦО (13) второй гармоники частот рассогласования (см. выражение 9), то максимальный интервал нестабильности (общая расстройка частот) ΔFр=2fp и составит 2,8 кГц.Since the size of the mismatch between the received carrier frequency and the frequency of the controlled oscillator (12) is determined by the value of the selected UCO (13) of the second harmonic of the frequency mismatch (see expression 9), the maximum interval of instability (total frequency mismatch) ΔF p = 2f p and will be 2.8 kHz

Полоса пропускания ФАПЧ определяется временем установления синхронизации по несущей частоте Тсч и составит

Figure 00000041
. В свою очередь, полоса пропускания ФАПЧ ΔFФАП ограничивает полосу пропускания узкополосных фильтров гребенки, т.е. Δfфг≤ΔFФАП, кроме того, для обеспечения требуемого отношения с/ш на входе ФАПЧ, как было рассчитано ранее, величина Δfфг не может быть >250 Гц. Пусть Δfфг=250 Гц, тогда число узкополосных фильтров m в составе гребенки УЦО (13), перекрывающих весь диапазон расстройки ΔFp, должно бытьThe PLL bandwidth is determined by the timing of the establishment of synchronization on the carrier frequency T MF and will be
Figure 00000041
. In turn, the PLL bandwidth ΔF FAP restricts bandwidth narrowband filterbank, i.e. Δf fg ≤ΔF FAP , in addition, to ensure the required ratio s / w at the input of the PLL, as was previously calculated, the value Δf fg cannot be> 250 Hz. Let Δf fg = 250 Hz, then the number of narrow-band filters m in the UCO comb (13), covering the entire range of detuning ΔF p , should be

m=ΔFp/Δfфг=2,8/0,25≅11.m = ΔF p / Δf fg = 2.8 / 0.25≅11.

Известно [6], что при реализации функции спектроанализа на основе алгоритма быстрого преобразования Фурье необходимое число фильтров m определяется выражением 2n, где n принимает значения 1, 2, 3, …. Для нашего случая n=4, m=16.It is known [6] that, when implementing the spectrum analysis function based on the fast Fourier transform algorithm, the required number of filters m is determined by the expression 2 n , where n takes values 1, 2, 3, .... For our case, n = 4, m = 16.

Известно также [6], что для достаточно точного восстановления сигнала с ограниченным спектром по его выборкам необходимо, чтобы частота следования выборок (частота дискретизации) fд>2fм, где fм - наивысшая частота восстанавливаемого сигнала.It is also known [6] that for sufficiently accurate reconstruction of a signal with a limited spectrum from its samples, it is necessary that the sample repetition rate (sampling rate) f d > 2f m , where f m is the highest frequency of the restored signal.

Значение частоты следования отсчетов fд для нашего случая определим из следующих рассуждений: на интервале длительности преамбулы Тпр=16 мс уложатся 128 периодов ПСП длительностью N=2048 элементовThe value of the sample repetition rate f d for our case is determined from the following reasoning: on the interval of the preamble duration T CR = 16 ms, 128 SRP periods with a duration of N = 2048 elements will fit

(ΔFшпс·Тпр)/N=(16348000·0,016)/2048=128,(ΔF PNS · T ave) / N = (16348000 · 0.016) / 2048 = 128,

а на интервале времени установления синхронизации Тсч=2 мс - 16 периодов ПСП, т.е. 16 откликов согласованных фильтров (16 отсчетов). Следовательно, fд=16/Тсч=16/2·10-3=8000 Гц.and on the time interval for establishing synchronization T sc = 2 ms - 16 periods of memory bandwidth, i.e. 16 response matched filters (16 samples). Therefore, f d = 16 / T cf = 16/2 · 10 -3 = 8000 Hz.

Наивысшая частота восстанавливаемого сигнала fм есть не что иное, как значение частоты второй гармоники при максимальном рассогласовании принятой несущей частоты и частоты управляемого генератора (12), т.е. fм=2F=2800 Гц, а 2fм=5600 Гц. Следовательно, fд превышает 2fм.The highest frequency of the restored signal f m is nothing other than the value of the second harmonic frequency with the maximum mismatch between the received carrier frequency and the frequency of the controlled oscillator (12), i.e. f m = 2F = 2800 Hz, and 2f m = 5600 Hz. Consequently, f d exceeds 2f m

Из изложенного выше следует, что предложенное техническое решение имеет преимущества перед прототипом, поскольку позволяет устранить рассогласование частот при ограничениях на время установления синхронизации Тсч и при заданной длительности преамбулы.From the above it follows that the proposed technical solution has advantages over the prototype, since it allows you to eliminate the frequency mismatch with restrictions on the timing of the establishment of synchronization T SCH and for a given preamble duration.

Источники информацииInformation sources

1. Новые стандарты широкополосной радиосвязи на базе технологии W-CDMA, М.: Международный центр научно-технической информации, 1999. (стр.38-58).1. New standards for broadband radio communications based on W-CDMA technology, M .: International Center for Scientific and Technical Information, 1999. (pp. 38-58).

2. Алексеев А.И., Шереметьев А.Г., Тузов Г.И., Глазов Б.И. Теория и применение псевдослучайных сигналов. - М.: Изд-во «Наука», 1969. - 367 с.2. Alekseev A.I., Sheremetyev A.G., Tuzov G.I., Glazov B.I. Theory and application of pseudo-random signals. - M.: Publishing House "Science", 1969. - 367 p.

3. Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. - М.: Советское радио, 1970. - 375 с.3. Varakin L.E. Theory of complex signals. - M .: Soviet Radio, 1970 .-- 375 p.

4. Цифровые фильтры и устройства обработки сигналов на интегральных микросхемах: Справочное пособие / Ф.Б.Высоцкий, В.И.Алексеев, В.Н.Пачин и др.; Под ред. Б.Ф.Высоцкого. - М.: Радио и связь, 1984. - 216 с.4. Digital filters and signal processing devices on integrated circuits: Reference manual / FB Vysotsky, V.I. Alekseev, V.N. Pachin and others; Ed. B.F. Vysotsky. - M .: Radio and communications, 1984. - 216 p.

5. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1982. - 624 с.5. Tikhonov V.I. Statistical radio engineering. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Radio and communications, 1982. - 624 p.

6. Введение в цифровую фильтрацию. Под ред. Р.Боргера и А.Констандинидиса. Пер. с англ. под ред. Л.И.Филиппова. - М.: «Мир», 1976. - 216 с.6. Introduction to digital filtering. Ed. R. Borger and A. Konstandinidis. Per. from English under the editorship of L.I. Filippova. - M.: “World”, 1976. - 216 p.

Claims (1)

Устройство синхронизации несущей и опорной частот в канале связи со значительными частотными нестабильностями и ограничениями на энергетику, в состав которого входят два квадратурных канала и фазовращатель на π/2, причем первый квадратурный канал состоит из первого перемножителя, а второй квадратурный канал - из второго перемножителя, первые входы первого и второго перемножителей объединены и являются входом устройства синхронизации, выход фазовращателя на π/2 соединен со вторым входом первого перемножителя, отличающееся тем, что в первый квадратурный канал дополнительно введены последовательно соединенные первый полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом первого перемножителя, первый аналого-цифровой преобразователь, первый цифровой согласованный фильтр, N выходов которого, каждый в отдельности, соединены с соответствующими N входами первого блока квадраторов, где N - длина псевдослучайной последовательности, а N выходов первого блока квадраторов, каждый в отдельности, соединены с соответствующими N входами первого детектора максимального сигнала, выход которого соединен с входом инвертора и с первым входом накопителя, а во второй квадратурный канал введены последовательно соединенные второй полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом второго перемножителя, второй аналого-цифровой преобразователь, второй цифровой согласованный фильтр, N выходов которого, каждый в отдельности, соединены с соответствующими N входами второго блока квадраторов, а N выходов второго блока квадраторов, каждый в отдельности, соединены с соответствующими N входами второго детектора максимального сигнала, выход которого соединен с первым входом сумматора и с вторым входом накопителя, выход инвертора соединен со вторым входом сумматора, а выход накопителя соединен с первым входом порогового устройства, на второй вход которого подается напряжение порога Uпор, выход сумматора соединен с входом средства, которое формирует на первом выходе сигнал, характеризующий величину рассогласования принимаемого и опорного сигналов по частоте, а на втором выходе - рассчитанную частоту рассогласования принятого и опорного сигналов F, причем его первый выход соединен первым входом управляемого генератора и входом генератора опорного сигнала, а его второй выход - с первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора соединен с выходом генератора опорного сигнала, выход фазового детектора через фильтр нижних частот соединен со вторым входом управляемого генератора, выход управляемого генератора соединен со вторым входом второго перемножителя и с входом фазовращателя на π/2, выход порогового устройства является выходом устройства синхронизации. A carrier and reference frequency synchronization device in a communication channel with significant frequency instabilities and energy restrictions, which includes two quadrature channels and a π / 2 phase shifter, the first quadrature channel consisting of the first multiplier and the second quadrature channel of the second multiplier, the first inputs of the first and second multipliers are combined and are the input of the synchronization device, the output of the phase shifter at π / 2 is connected to the second input of the first multiplier, characterized in that in the first quadrature filter, the input of which is connected to the output of the first multiplier, the first analog-to-digital converter, the first digital matched filter, the N outputs of which, each individually, are connected to the corresponding N inputs of the first block of quadrants, where N is the length of the pseudo-random sequence, and N outputs of the first block of quadrators, each individually, are connected to the corresponding N inputs of the first detector of the maximum signal, the output to It is connected to the input of the inverter and to the first input of the drive, and a second band-pass filter is connected in series to the second quadrature channel, the input of which is connected to the output of the second multiplier, the second analog-to-digital converter, and the second digital matched filter, N outputs of which each, connected to the corresponding N inputs of the second block of quadrators, and N outputs of the second block of quadrators, each separately, connected to the corresponding N inputs of the second detector of the maximum signal, the output of which is connected to the first input of the adder and to the second input of the drive, the inverter output is connected to the second input of the adder, and the output of the drive is connected to the first input of the threshold device, the second input of which is supplied with a threshold voltage U then , the output of the adder is connected to the input of the means at the first output, a signal characterizing the magnitude of the mismatch of the received and reference signals in frequency, and at the second output, the calculated mismatch frequency of the received and reference signals F, and its first output One is connected to the first input of the controlled generator and the input of the reference signal generator, and its second output is connected to the first input of the phase detector, the second input of the phase detector is connected to the output of the reference signal generator, the output of the phase detector through a low-pass filter is connected to the second input of the controlled generator, the output is controlled generator is connected to the second input of the second multiplier and to the input of the phase shifter at π / 2, the output of the threshold device is the output of the synchronization device.
RU2010101940/07A 2010-01-22 2010-01-22 Apparatus for synchronising carrier and reference frequency in communication channel with considerable frequency instabilities and energy constraints RU2451408C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010101940/07A RU2451408C2 (en) 2010-01-22 2010-01-22 Apparatus for synchronising carrier and reference frequency in communication channel with considerable frequency instabilities and energy constraints

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010101940/07A RU2451408C2 (en) 2010-01-22 2010-01-22 Apparatus for synchronising carrier and reference frequency in communication channel with considerable frequency instabilities and energy constraints

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010101940A RU2010101940A (en) 2011-07-27
RU2451408C2 true RU2451408C2 (en) 2012-05-20

Family

ID=44753210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010101940/07A RU2451408C2 (en) 2010-01-22 2010-01-22 Apparatus for synchronising carrier and reference frequency in communication channel with considerable frequency instabilities and energy constraints

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2451408C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2649799C2 (en) * 2015-03-23 2018-04-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Device for changing frequency of discreteization in multichannel digital receivers
RU2691380C1 (en) * 2018-07-05 2019-06-13 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Device for high-accuracy signal frequency estimation in broadband communication systems
RU2691972C1 (en) * 2018-07-04 2019-06-19 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for high-accuracy signal frequency estimation in broadband communication systems

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1048581A1 (en) * 1982-05-21 1983-10-15 Предприятие П/Я М-5632 Device for clock synchronizing of process sequences
EP0530107A1 (en) * 1991-08-30 1993-03-03 France Telecom PSK demodulator with baseband correction for phase or frequency errors
RU2065253C1 (en) * 1994-03-17 1996-08-10 Георгий Иванович Тузов Method for signal search and for initial synchronization of channels in satellite communication system and device for implementation of said method
US6140869A (en) * 1998-01-21 2000-10-31 Stmicroelectronics S.A. Device for demodulating a binary phase-shift keyed signal
RU2178620C2 (en) * 1999-02-19 2002-01-20 Корпорация "Самсунг Электроникс" Method of search for wide-band signal ( variants ) and device for its implementation
RU2192101C2 (en) * 1999-07-13 2002-10-27 Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота Method for quadrature reception of frequency- keyed signals with minimal shift
SU1840447A1 (en) * 1979-05-28 2007-03-10 Воронежский научно-исследовательский институт связи Device for finding and detecting noise-like signal
RU2325041C1 (en) * 2007-01-18 2008-05-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" Noise signal frequency tracker

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1840447A1 (en) * 1979-05-28 2007-03-10 Воронежский научно-исследовательский институт связи Device for finding and detecting noise-like signal
SU1048581A1 (en) * 1982-05-21 1983-10-15 Предприятие П/Я М-5632 Device for clock synchronizing of process sequences
EP0530107A1 (en) * 1991-08-30 1993-03-03 France Telecom PSK demodulator with baseband correction for phase or frequency errors
RU2065253C1 (en) * 1994-03-17 1996-08-10 Георгий Иванович Тузов Method for signal search and for initial synchronization of channels in satellite communication system and device for implementation of said method
US6140869A (en) * 1998-01-21 2000-10-31 Stmicroelectronics S.A. Device for demodulating a binary phase-shift keyed signal
RU2178620C2 (en) * 1999-02-19 2002-01-20 Корпорация "Самсунг Электроникс" Method of search for wide-band signal ( variants ) and device for its implementation
RU2192101C2 (en) * 1999-07-13 2002-10-27 Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота Method for quadrature reception of frequency- keyed signals with minimal shift
RU2325041C1 (en) * 2007-01-18 2008-05-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" Noise signal frequency tracker

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АЛЕКСЕЕВ А.И. и др. Теория и применение псевдослучайных сигналов. - М.: Наука, 1969, с.194, рис.6.6. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2649799C2 (en) * 2015-03-23 2018-04-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Device for changing frequency of discreteization in multichannel digital receivers
RU2691972C1 (en) * 2018-07-04 2019-06-19 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for high-accuracy signal frequency estimation in broadband communication systems
RU2691380C1 (en) * 2018-07-05 2019-06-13 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Device for high-accuracy signal frequency estimation in broadband communication systems

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010101940A (en) 2011-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2903173B1 (en) Frequency offset estimation apparatus and method
JP4194759B2 (en) System and method for narrowing the frequency uncertainty range of a Doppler shifted signal
CA2294219C (en) Acquiring a spread spectrum signal
US6169514B1 (en) Low-power satellite-based geopositioning system
AU8157898A (en) Receiving a spread spectrum signal
RU2100903C1 (en) Method for compensation of inter-channel additive noise in receivers of amplitude- modulated, frequency and phase-manipulated signals and device which implements said method
AU8259398A (en) Bandpass correlation of a spread spectrum signal
RU2451408C2 (en) Apparatus for synchronising carrier and reference frequency in communication channel with considerable frequency instabilities and energy constraints
US12047049B2 (en) Filter that minimizes in-band noise and maximizes detection sensitivity of exponentially-modulated signals
CN118449579A (en) Multichannel measurement and control communication system and method under low signal-to-noise ratio condition
US8982937B1 (en) Digital system and method of estimating non-energy parameters of signal carrier
RU2450446C1 (en) Device to synchronise receiving devices by carrier and clock frequencies in systems with code division of channels under high instability of frequencies in communication channel
US20230228850A1 (en) Doppler tracking for signals of opportunity using rate-line detection
US8175274B2 (en) Range measurement apparatus and method using chaotic UWB wireless communication
Peng et al. A USRP2-Based multi-constellation and multi-frequency GNSS software receiver for ionosphere scintillation studies
Naeem et al. Doppler shift compensation techniques for LEO satellite on-board receivers
WO1987005169A1 (en) Signal processing system
US5822384A (en) Search method for acquisition of time synchronization between a spreading sequence of a receiver and that of a transmitter
CN1758558B (en) Method and device for characterizing UWB pulse sequences
RU2157050C1 (en) Method for measuring frequency and device which implements said method
RU2570837C2 (en) Apparatus and method
Rai et al. Wideband acquisition technique for QPSK demodulator
RU2811900C1 (en) Method for energy detection of signal with compensation of combinational components under conditions of exposure to non-stationary interference
RU2286015C1 (en) Method for automatic adjustment of frequency of supporting signal of receiving station, method for estimating mismatch of frequency of beam signals relatively to frequency of supporting signal, device for automatic adjustment of frequency of supporting signal of receiving station
Simone et al. A novel digital platform for deep space transponders: the receiver side

Legal Events

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

Effective date: 20120303